Qué es y cómo funciona la suspensión adaptativa

Una forma de mejorar la suspensión de un automóvil es adaptarla a la naturaleza de la carretera, la velocidad o el estilo de conducción. Es posible implementar esto con el uso de equipos electrónicos y actuadores electromagnéticos, neumáticos e hidráulicos de alta velocidad. El mismo automóvil, con un cambio rápido en las características de la suspensión, puede adquirir las habilidades individuales de un automóvil deportivo de carretera, un SUV o una camioneta. O simplemente mejorar significativamente la comodidad de los pasajeros.

Fundamentos de la organización de la adaptación

Para obtener la capacidad de adaptarse a las influencias externas oa las órdenes del conductor, la suspensión debe adquirir un carácter activo. Los mecanismos pasivos siempre reaccionan inequívocamente a ciertas influencias. Los activos pueden cambiar sus características. Para ello, cuentan con una unidad electrónica de control, que es una computadora que recopila información de los sensores y otros sistemas del vehículo, recibe instrucciones del conductor y, después de procesarlas, establece el modo a los actuadores.

Como saben, la suspensión consta de elementos elásticos, dispositivos de amortiguación y una paleta guía. En teoría, es posible controlar todos estos componentes, pero en la práctica es suficiente cambiar las propiedades de los amortiguadores (amortiguadores). Esto es relativamente fácil de hacer con un rendimiento aceptable. Aunque si no se requiere la velocidad de reacción, por ejemplo, el modo de estacionamiento, el cambio en la distancia al suelo o la rigidez estática están sujetos a ajustes, entonces es bastante posible adaptar la configuración de la suspensión para todos sus componentes.

Para la adaptación operativa, será necesario tener en cuenta muchos parámetros de entrada:

• datos sobre irregularidades en la superficie de la carretera, tanto actuales como futuras;
• velocidad de movimiento;
• dirección, es decir, el ángulo de rotación de las ruedas direccionales y la aceleración angular del automóvil en su conjunto;
• posición y velocidad de rotación del volante;
• los requisitos del conductor según el análisis de su estilo de conducción, así como los introducidos en modo manual;
• la posición del cuerpo en relación con la carretera, los parámetros de su cambio a lo largo del tiempo;
• señales de sensores tipo radar que analizan el estado de la cobertura frente al automóvil;
• aceleraciones longitudinales y transversales del automóvil, modos de funcionamiento del motor y del sistema de frenos.

El programa del bloque de control contiene algoritmos para responder a todas las señales entrantes y para acumular información. Los comandos se envían típicamente a los amortiguadores controlados eléctricamente de todas las ruedas, individualmente para cada uno, así como a los acoplamientos activos de las barras estabilizadoras. O a los dispositivos que los sustituyen cuando funcionan como parte de suspensiones totalmente controladas hidráulicamente, así como a los productos de más alta tecnología que funcionan exclusivamente por interacción electromagnética. En este último caso, la velocidad de respuesta es tan alta que se puede lograr un comportamiento casi ideal del funcionamiento de la suspensión.

Composición del sistema

El complejo incluye dispositivos que trabajan en la regulación de las propiedades de amortiguación y la rigidez dinámica, así como en la minimización del balanceo de la carrocería:

• controlador de suspensión con microprocesador, memoria y circuitos de E/S;
• mecanismos activos de parrying roll (barras estabilizadoras controladas);
• complejo de sensores;
• Amortiguadores que permiten el control electrónico de la rigidez.

Los controles del tablero, en la mayoría de los casos, se trata de una pantalla interactiva a bordo, el conductor puede configurar uno de los modos de operación según sus preferencias. Se permite el predominio del confort, la deportividad o la capacidad todoterreno, así como una personalización más avanzada de funciones con memoria de modo. La adaptación acumulada se puede restablecer rápidamente a la configuración original.

Los requisitos para los estabilizadores transversales siempre son controvertidos. Por un lado, su objetivo es garantizar un balanceo mínimo de la carrocería. Pero de esta manera la suspensión adquiere el carácter de dependencia, lo que significa que se reduce el confort. Al conducir por carreteras en mal estado, una característica más valiosa será aún más la libertad de las ruedas individuales para lograr la máxima articulación de los ejes. Solo de esta manera, todas las reservas de recorrido de la suspensión se utilizarán por completo para garantizar un contacto constante de los neumáticos con el revestimiento. Un estabilizador con una rigidez constante, que generalmente es una barra simple de acero para resortes, que funciona según el principio de una barra de torsión, no podrá funcionar igual de bien en todas las condiciones.

En las suspensiones activas, el estabilizador es partido, con posibilidad de regulación electrónica. Se pueden utilizar diferentes principios para controlar la rigidez reducida. Algunos fabricantes usan precarga para girar por un motor eléctrico con una caja de cambios, otros usan un método hidráulico, instalando cilindros hidráulicos en el estabilizador o su fijación al cuerpo. También es posible imitar completamente la barra estabilizadora con cilindros hidráulicos individuales que funcionan en paralelo con los elementos elásticos.

Amortiguadores ajustables

Un amortiguador convencional tiene la propiedad de cambiar su rigidez dinámica dependiendo de la velocidad y aceleración del movimiento de la barra. Esto se logra mediante un sistema de válvulas de estrangulación a través de las cuales fluye fluido amortiguador.

Para el control operativo de los estranguladores de derivación, son posibles dos formas: instalar válvulas electromagnéticas de tipo carrete o cambiar las propiedades del líquido en un campo magnético. Los fabricantes usan ambos métodos, el segundo con menos frecuencia, ya que requerirá un fluido especial que cambie su viscosidad en un campo magnético.

Las principales diferencias operativas de las suspensiones adaptativas

Las suspensiones activas con la propiedad de adaptación brindan la capacidad de controlar programáticamente las cualidades de consumo de un automóvil en cualquier carretera:

• el cuerpo siempre mantiene una determinada posición con respecto a la carretera, cuyas desviaciones están determinadas únicamente por la velocidad del sistema de adaptación;
• las ruedas tienen el máximo contacto constante alcanzable con el revestimiento;
• el nivel de aceleración en la cabina por golpes es mucho menor que con una suspensión tradicional, lo que aumenta la comodidad del viaje;
• el coche se controla mejor y es más estable a altas velocidades;
• los sistemas más avanzados pueden anticipar los baches escaneando el camino por delante de las ruedas y ajustando los amortiguadores con anticipación.

La desventaja, como con todos los sistemas complejos, es una: alta complejidad y los indicadores de confiabilidad y costo asociados. Por lo tanto, las suspensiones adaptativas se utilizan en el segmento premium o como equipamiento opcional.

Los algoritmos de trabajo y un conjunto de equipos se vuelven cada vez más complejos y mejorados. El objetivo principal de los desarrollos en el campo de las suspensiones adaptativas activas es lograr el máximo descanso de la carrocería del automóvil, pase lo que pase con las ruedas y sus masas no suspendidas asociadas. En este caso, las cuatro ruedas deben estar constantemente en contacto con la carretera, manteniendo el automóvil en una trayectoria determinada.