Jak zapewnić dużemu SUV-owi sportowe właściwości trzymania się drogi i minimalne przechyły nadwozia bez pogarszania komfortu jazdy? Audi rozwiązało ten konflikt celów za pomocą elektromechanicznej stabilizacji przechyłu (eAWS).
Wspomagane 48-woltową pokładową instalacją elektryczną i potężnymi siłownikami, stabilizatory przedniej i tylnej osi mogą być aktywnie kontrolowane w zależności od sytuacji na drodze.
Dzięki temu modele zachowują wysoki poziom komfortu jazdy podczas jazdy na wprost. Natomiast w sytuacjach pokonywania zakrętów i zmiany obciążenia imponują zwiększoną dynamiką poprzeczną połączoną z minimalnym przechyłem nadwozia. Zalety techniczne elektromechanicznego rozwiązania Audi: jest energooszczędne, działa niemal w czasie rzeczywistym i nie wymaga konserwacji ze względu na brak elementów hydraulicznych.
Właściciele dużych modeli SUV są zachwyceni wieloma praktycznymi zastosowaniami, jakie oferują – od dużej przestrzeni w kabinie, przez najnowocześniejsze technologie podwozia, po mocne silniki i zaawansowane systemy kontroli i wspomagania.
Ponadto SUV zapewnia doskonałe osiągi w terenie. Ze względu na swoją konstrukcję pojazdy te charakteryzują się większą masą własną i wyższym środkiem ciężkości. Oznacza to, że nadwozie SUV-a odchyla się bardziej na zewnątrz podczas pokonywania zakrętów niż w modelach z niższym środkiem ciężkości.
Jaka technologia przeciwdziała przechylaniu się i ruchom nadwozia?
Podczas pokonywania zakrętów nadwozie pochyla się na zewnątrz pod wpływem sił odśrodkowych, innymi słowy, koło po zewnętrznej stronie zakrętu przechodzi w skok, podczas gdy to po wewnętrznej stronie zakrętu odbija się – pojazd toczy się wokół swojego wzdłużnej osi. Skrętnie elastyczne stabilizatory poprzeczne między lewą, a prawą stroną osi są sprawdzonym sposobem kompensacji tego efektu.
Zmniejszają tendencję nadwozia do toczenia się, przykładając odwrotny moment skręcający do zawieszenia po zewnętrznej i wewnętrznej stronie narożnika, przeciwdziałając w ten sposób tendencji nadwozia do toczenia się. Ten pasywny element zawieszenia ma taki sam efekt zarówno podczas pokonywania zakrętów, jak i jazdy po prostej. Jednak efekt, który jest pożądany podczas pokonywania zakrętów, może pogorszyć komfort jazdy podczas jazdy prostoliniowej po drogach z wybojami lub dziurami po jednej stronie nawierzchni.
Chociaż rozwiązania pasywne osiągają tutaj swoje granice, Audi rozwiązało ten konflikt celów za pomocą elektromechanicznej stabilizacji przechyłów. Wykorzystując czujniki do wychwytywania i wykrywania sytuacji, system będzie interweniował z najwyższą precyzją tylko wtedy, gdy pożądane jest mniejsze przechylenie nadwozia. W ten sposób sztywność stabilizatorów, na nierównych i prostych drogach jest obniżana do podstawowego poziomu, a siły sprężyny i amortyzatora działają w dużej mierze niezależnie na lewe i prawe koła.
Jak działa elektromechaniczna stabilizacja przechyłu?
Konwencjonalny stabilizator działa pasywnie, innymi słowy, po prostu równoważy ruchy zawieszenia po obu stronach za pomocą sprzężenia mechanicznego. Z drugiej strony, elektromechaniczna stabilizacja przechyłu może być specjalnie kontrolowana. System składa się z dwóch połówek stabilizatora na oś, z silnikiem elektrycznym pracującym między nimi na przedniej i tylnej osi. Może obracać połówki stabilizatora w przeciwnym kierunku do siebie, a tym samym generować moment obrotowy przeciwdziałający momentowi obrotowemu nadwozia – indywidualnie dla każdego koła. W rezultacie zmniejsza kąty przechyłu nadwozia i aktywnie wspiera je przed fizycznymi skutkami sytuacji drogowej.
System odbiera polecenia za pośrednictwem jednostek sterujących na przedniej i tylnej osi, które są częścią Electronic Chassis Platform (ECP). ECP jest centralnym mózgiem obudowy. W ciągu milisekund dopasowuje różne parametry, takie jak prędkość, wysokość jazdy, przechyły samochodu, współczynnik tarcia o nawierzchnię drogi i bieżący stan jazdy, a także dane dotyczące zaangażowanych systemów podwozia. Na podstawie tych danych system oblicza idealne odpowiedzi dla zintegrowanych komponentów i dostosowuje je szybko i precyzyjnie do siebie.
Wymagana energia elektryczna jest dostarczana do eAWS przez potężny 48-woltowy pokładowy układ elektryczny. W ciągu milisekund system oblicza odpowiednie wartości zadziałania stabilizatorów. Silniki elektryczne dostarczają swoją moc za pośrednictwem trzystopniowych przekładni planetarnych, z momentem obrotowym do 1200 Nm wytwarzanym na stabilizatorach.
Co oznacza „Vorsprung durch Technik” w przypadku rozwiązania elektromechanicznego?
System 48V umożliwia natychmiastową reakcję systemu nawet przy niskich prędkościach. Opóźnienie między czujnikami wykrywającymi przechylenie nadwozia, a reakcją silników elektrycznych wynosi zaledwie kilka milisekund. W przeciwieństwie do rozwiązań hydraulicznych, ekologiczny układ elektromechaniczny nie wymaga obiegu oleju i nie wymaga konserwacji.
Jest nawet w stanie odzyskać energię, przechwytując impulsy zawieszenia na swoim silniku elektrycznym. Przekształca je w energię elektryczną i magazynuje ją w akumulatorze litowo-jonowym pokładowego układu elektrycznego. Rozwiązanie elektromechaniczne również efektywniej wykorzystuje energię. W przeciwieństwie do obwodów hydraulicznych nie musi magazynować i zapewniać ciśnienia.
W jaki sposób kierowca korzysta z systemu?
System zmniejsza skłonność nadwozia do toczenia się, zapewnia bardziej sportowe i pewniejsze wrażenia z prowadzenia, a tym samym podkreśla wszechstronny charakter dużych modeli serii Q. Może aktywnie rozdzielać moment obrotowy na przednie i tylne koła, wpływając w ten sposób na wewnętrzne właściwości kierownicze samochodu, takie jak skłonność do podsterowności lub nadsterowności.
System dynamiki jazdy Audi drive select oferuje różne opcje konfiguracji. Aktywna elektromechanicznie stabilizacja przechyłu, zapewnia kierowcy dynamiczne i precyzyjne wyczucie w każdej sytuacji i umożliwia lepsze właściwości jezdne. Jest to jeden z wielu systemów, które doskonalą dynamikę topowych modeli serii Q. Modele Q7, SQ7, SQ8 i RS Q8 z regulowanymi stabilizatorami, zawsze reagują na sytuację na drodze dokładnie tak, jak oczekuje tego kierowca.
Na nierównych nawierzchniach ruchy nadwozia są ograniczone, a komfort jazdy wzrasta. Podczas sportowej jazdy i przy dużych prędkościach na zakrętach samochód jest bardziej stabilny i swobodny. Wbija się w zakręt jezdni. Audi celowo wybrało ustawienie, które nie neutralizuje całkowicie kąta przechylenia, ale nadal nadaje autentyczny charakter sytuacji w zakresie dynamiki jazdy.
Jak system sprawdza się w rzeczywistości?
Imponującego dowodu na wpływ regulowanych stabilizatorów dostarczył jesienią 2019 r. kierowca wyścigowy i testowy Frank Stippler. W ramach prac rozwojowych nad Audi RS Q8, zawodowy kierowca wyścigowy, który w 2019 roku wygrał 24-godzinny wyścig na torze Nürburgring, po raz drugi z Audi ustanowił nowy rekord okrążenia produkowanych SUV-ów.
Udało mu się przejechać dystans 20,832 km toru wyścigowego w regionie Eifel w zaledwie 7:42 minut. W codziennym użytkowaniu system jest również poszukiwany – 40 procent wszystkich klientów Audi, którzy zamówili odpowiedni model z gamy Q, otrzymają samochód już wyposażony w elektromechaniczną aktywną stabilizację przechyłów.
Źródło i zdjęcia: Audi AG
