Què és i com funciona la suspensió adaptativa

Una manera de millorar la suspensió d'un cotxe és adaptar-la a la naturalesa de la carretera, la velocitat o l'estil de conducció. Això és possible amb l'ús d'equips electrònics i actuadors electromagnètics, pneumàtics i hidràulics d'alta velocitat. El mateix cotxe, amb un canvi ràpid de les característiques de la suspensió, pot adquirir les habilitats individuals d'un cotxe esportiu de carretera, SUV o camió lleuger. O simplement millorar significativament la comoditat dels passatgers.

Fonaments de l'adaptació organitzativa

Per obtenir la capacitat d'adaptació a influències externes o ordres del conductor, la suspensió ha d'adquirir un caràcter actiu. Els mecanismes passius sempre reaccionen de manera inequívoca davant determinades influències. Els actius són capaços de canviar les seves característiques. Per fer-ho, disposen d'una unitat electrònica de control, que és un ordinador que recull informació dels sensors i altres sistemes del vehicle, rep les instruccions del conductor i, després de processar-les, estableix el mode als actuadors.

Com sabeu, la suspensió consta d'elements elàstics, dispositius d'amortiment i una paleta guia. Teòricament, és possible controlar tots aquests components, però a la pràctica n'hi ha prou amb canviar les propietats dels amortidors (amortidors). Això és relativament fàcil de fer amb un rendiment acceptable. Tot i que si no es requereix la velocitat de reacció, per exemple, el mode d'estacionament, el canvi d'espai lliure o la rigidesa estàtica està subjecte a ajustos, és molt possible adaptar la configuració de la suspensió per a tots els seus components.

Per a l'adaptació operativa, caldrà tenir en compte molts paràmetres d'entrada:

• dades sobre irregularitats de la superfície de la carretera, actuals i futures;
• velocitat de moviment;
• direcció, és a dir, l'angle de gir de les rodes de direcció i l'acceleració angular del cotxe en conjunt;
• posició i velocitat de rotació del volant;
• els requisits del conductor segons l'anàlisi del seu estil de conducció, així com els introduïts en mode manual;
• la posició del cos respecte a la carretera, els paràmetres del seu canvi amb el temps;
• senyals de sensors de tipus radar que analitzen l'estat de la cobertura davant del cotxe;
• acceleracions longitudinals i transversals dels modes de funcionament del cotxe, del motor i del sistema de frens.

El programa de blocs de control conté algorismes per respondre a tots els senyals entrants i per acumular informació. Les ordres s'envien normalment als amortidors controlats elèctricament de totes les rodes, individualment per a cadascuna, així com als acoblaments actius de les barres estabilizadores. O als dispositius que els substitueixen quan es treballen com a part de suspensions totalment controlades hidràulicament, així com als productes més d'alta tecnologia que treballen exclusivament en la interacció electromagnètica. En aquest darrer cas, la velocitat de resposta és tan alta que es pot aconseguir un comportament gairebé ideal des del funcionament de la suspensió.

Composició del sistema

El complex inclou dispositius que garanteixen la regulació de les propietats d'amortiment i la rigidesa dinàmica, així com la minimització del rodatge del cos:

• controlador de suspensió amb microprocessador, memòria i circuits d'E/S;
• mecanismes actius per parar el rotllo (barres antiroll controlades);
• complex de sensors;
• amortidors que permeten el control electrònic de la rigidesa.

Els controls del tauler de comandament, la majoria de vegades es tracta d'una pantalla interactiva a bord, el conductor pot configurar un dels modes de funcionament segons les seves preferències. Es permet el predomini de la comoditat, l'esportivitat o la capacitat tot terreny, així com una personalització més avançada de les funcions amb memòria de modes. L'adaptació acumulada es pot restablir ràpidament a la configuració original.

Els requisits per als estabilitzadors transversals són sempre controvertits. D'una banda, el seu propòsit és garantir el mínim rotllo del cos. Però d'aquesta manera la suspensió adquireix el caràcter de dependència, la qual cosa fa que la comoditat es redueix. Quan es condueix per males carreteres, una característica més valuosa serà encara més llibertat de les rodes individuals per aconseguir la màxima articulació dels eixos. Només d'aquesta manera, totes les reserves de recorregut de la suspensió s'utilitzaran completament per garantir el contacte constant dels pneumàtics amb el recobriment. Un estabilitzador amb una rigidesa constant, que sol ser una simple barra d'acer de molla, que funciona segons el principi d'una barra de torsió, no serà capaç de servir igual de bé en totes les condicions.

En suspensions actives, l'estabilitzador està dividit, amb possibilitat de regulació electrònica. Es poden utilitzar diferents principis per controlar la rigidesa reduïda. Alguns fabricants utilitzen la precàrrega per girar mitjançant un motor elèctric amb una caixa de canvis, altres utilitzen un mètode hidràulic, instal·lant cilindres hidràulics a l'estabilitzador o la seva fixació al cos. També és possible imitar completament la barra estabilitzadora amb cilindres hidràulics individuals que funcionen en paral·lel amb els elements elàstics.

Amortidors regulables

Un amortidor convencional té la propietat de canviar la seva rigidesa dinàmica en funció de la velocitat i acceleració del moviment de la vareta. Això s'aconsegueix mitjançant un sistema de vàlvules d'estrangulació a través del qual flueix el fluid amortidor.

Per al control operatiu dels acceleradors de bypass, hi ha dues maneres possibles: instal·lar vàlvules electromagnètiques de bobina o canviar les propietats del líquid en un camp magnètic. Els fabricants utilitzen ambdós mètodes, el segon amb menys freqüència, ja que requerirà un fluid especial que canviï la seva viscositat en un camp magnètic.

Les principals diferències operatives de les suspensions adaptatives

Les suspensions actives amb la propietat d'adaptació ofereixen la capacitat de controlar programadament les qualitats del consumidor d'un cotxe a qualsevol carretera:

• el cos sempre manté una posició determinada respecte a la carretera, les desviacions de la qual només es determinen per la velocitat del sistema d'adaptació;
• les rodes tenen el contacte constant màxim possible amb el recobriment;
• el nivell d'acceleració a la cabina dels cops és molt més baix que amb una suspensió tradicional, la qual cosa augmenta la comoditat del viatge;
• el cotxe està millor controlat i més estable a altes velocitats;
• els sistemes més avançats poden anticipar els cops escanejant la carretera per davant de les rodes i ajustant els amortidors per endavant.

El desavantatge, com amb tots els sistemes complexos, és un: l'alta complexitat i els indicadors de fiabilitat i cost associats. Per tant, les suspensions adaptatives s'utilitzen en el segment premium o com a equipament opcional.

Els algorismes de treball i un conjunt d'equips són cada cop més complexos i millorats. L'objectiu principal dels desenvolupaments en el camp de les suspensions adaptatives actives és aconseguir el màxim repòs de la carrosseria del cotxe, sigui el que passi amb les rodes i les seves masses no suspendides associades. En aquest cas, les quatre rodes han de mantenir constantment el contacte amb la carretera, mantenint el cotxe en una determinada trajectòria.