Vzduchové a stavitelné podvozky vybraných automobilek do detailu. Jak v reálném čase fungují?

Na vzduchovém neboli stavitelném podvozku se dnes svezl snad už každý. Nejspíš nešlo o poslední model Mercedesu třídy S, ale o trochu prostší způsob přepravy. Řeč je o městské hromadné dopravě. Konkrétně autobusy a trolejbusy využívají vzduchový podvozek k filtrování městských nerovností a dorovnávání zátěže cestujícími. V osobních automobilech však podvozky s měchy bývají propracovanější a kolikrát jsou doplněny o řadu funkcí.

ABC od Mercedes-Benz

Mezi jedny z nejznámějších „vzduchových“ podvozků patří ty od Mercedesu. Mercedes strávil vývojem svého podvozku více jak 30 let a stále na něm pracuje. ABC podvozek je typem aktivního podvozku v pravém slova smyslu a byla by škoda jej vynechat. První aktivní regulační pružící jednotka vznikla v roce 1978. Poprvé se systém odpružení ABC objevil v roce 1999 na Mercedesu třídy CL.

Pod zkratkou ABC (Active Body Control) se skrývá podvozek, který obsahuje kompaktní pružící vzpěru s integrovaným pružícím a tlumícím systémem a hydraulickým regulovaným válcem. V překladu řečeno, každé kolo systému ABC je ovládáno hydraulickou pružící jednotkou, která se skládá z dvoukomorového tlumiče, vinuté pružiny, elektricky ovládaného hydraulického válce s elektrickým senzorem a dvou proporcionálních ventilů. Senzor uvnitř pružící jednotky odesílá společně se senzorem pohybu karoserie informace řídící jednotce, která vyhodnocuje informace.

iZdroj fotografie: Mercedes-Benz

Regulační rozsah ABC podvozku je omezen pohyby do frekvence kmitů 5 Hz (přejezdy nerovností, brzdění, zrychlování, síly působící v zatáčkách). To plně dostačuje na běžný provoz. Auto pak díky tomuto systému nemá stabilizátory na přední ani zadní nápravě, což přispívá k jízdnímu komfortu také. Výhodou ABC podvozku je fakt, že za použití hydrauliky „dorovnává“ karoserii tak, aby se v zatáčkách nenakláněla, při brzdění se nepotápěla příď a při zrychlování se nezvedala přední část vozu.

AIRmatic též od Mercedes-Benz

Airmatic je oproti ABC podvozku již klasickým zástupcem vzduchového pérování. Jeho pružícím členem je měch, který je integrovaný společně s tlumičem do jednoho celku. Systém se dále skládá z řídící jednotky ADS (Adaptive Damping System), senzorů a kompresoru. ADS je vlastně řídící jednotka, která na základě informací získaných ze senzorů řízení, polohy plynového a brzdového pedálu a otáček kol, zpracovává optimální nastavení tlumení jednotlivých tlumičů. Vyhodnocování informací probíhá každých 50 ms.

Na stejném principu pak vlastně fungují i další varianty vzduchových podvozků od jiných výrobců (VW, Land Rover, Bentley atd.). Dříve byly dvě verze vzduchových podvozků. Jedna byla tzv. otevřená, kdy v systému chyběl zásobník, a druhá verze byla uzavřená. Ta naopak zásobník má. Dnes se používají hlavně verze se zásobníkem, protože celý systém pracuje pak s větší efektivitou. V každém případě je nutnou součástí kompresor, který dává potřebný tlak do systému, dále většinou ventilový blok, který rozděluje tlaky do příslušných měchů a tlakové hadice a spojky.

Hydractive podvozky od Citroen

Nešlo by vynechat Citroen. Jeho stavitelný hydropneumatický podvozek je známý hlavně z Citroenu DS. U něj byl použit systém Hydractive I. Ten byl použit poprvé v roce 1956 ve voze DS 19 a prozatím jen na zadní nápravě. Posledním Citroenem, který měl hydropneumatické odpružení byla poslední generace C5. Celý systém není vlastně nijak moc složitý. Na jeho opravu je však třeba mít odborníka, který problematice rozumí. Tento systém odpružení nepotřebuje tlumič, protože umožňuje účinné tlumení v jednotce už samo o sobě.

iZdroj fotografie: Citroen

V pružící jednotce je v „kouli“ naplněn dusík. Tlumení pak probíhá přes ventil, který je umístěn v horní části pružící jednotky. Ventil má pak v sobě tři otvory. Dva z otvorů zakrývají pružné kotouče. Prostřední otvor je otevřený stále. Tím jak se pohybuje píst, tak nadzvedává pružné kotouče a otevírá se tak jeden otvor pro průtok kapaliny. Při pohybu pístu směrem nahoru tak jde kapalina jedním otvorem, při pohybu pístu směrem dolů, se pak otevírá druhý otvor. Tím se docílí rozdílného účinku při stlačení a roztažení tlumiče.

Výhoda hydractivu je ta, že dokáže téměř úplně zabránit naklápění karoserie. Dobový test Citroenu Xantia Activa ukázal, že i předohnaný sedan dokáže s tímto podvozkem absolvovat vyhýbací manévr ve vyšší rychlosti než soudobé Porsche. Nevýhodou pak mohou být problémy s netěsností, které pošlou auto „k zemi“. Každopádně opravy jsou levnější než u vzduchového podvozku a přínos do komfortu cestování je také vyšší než u měchů.

BOSE Suspension systém

Jako poslední se zmíníme o asi nejdokonalejším způsobu odpružení. Nejdokonalejší proto, že dokáže skloubit všechny klady a přidat i něco navíc. Bohužel, jak to tak bývá, „něco navíc“ bývá vykoupeno cenou navíc. Bose systém odpružení se prozatím neobjevil v nabídce žádné automobilky. Jedná se o funkční prototyp, který zatím čeká na svoji chvíli. V čem tedy je jeho výhoda?

Tento systém využívá k tlumení speciální tlumiče, jenž jsou vlastně lineární elektromagnetické motory. Systém je schopen regulovat odpružení během 1 ms, což je neuvěřitelně rychlá reakce. Při průjezdu zatáčkou se vůz nenaklání, při akceleraci se nezvedá přední část, a při brzdění se nepotápí přední část vozu. Navíc při sérii více nerovností se automobil nerozhoupe, ale vlastně pluje nad nerovnostmi jako by byl nad nimi. 

Celý systém pracuje na napětí 300 V. Při práci je využíváno rekuperace energie, protože tlumič při tlumení vytváří vlivem pohybu magnetu uvnitř cívky elektromagnetické pole. Tím se vytváří elektrická energie, která je dále ukládána do vysokovýkonných kondenzátorů a slouží jako pomocný zdroj. Systém pak nepotřebuje takový příkon pro svoji činnost. Výhodou je rychlost reakcí a spolehlivost systému. Nevýhodou je pak vysoká pořizovací cena, nároky na zástavbu, vysoká hmotnost celého systému a servisní náročnost.

Se kterým vzduchovým podvozkem máte zkušenosti vy?

Zdroj: Autorský komentář Filipa Střechovského, Motor1