Как работает "хитрая" подвеска Lexus GX

Если вы хотите иметь тихую кабину во внедорожнике, вам лучше пропустить шумные вездеходные шины. Если вы хотите ровную, комфортную езду по автостраде, способность автомобиля поглощать большие неровности на бездорожье пострадает. Но поскольку все больше и больше внимания - и денег - сосредоточено на бездорожье, чем когда-либо прежде, автопроизводители стремятся предложить внедорожник без компромиссов, применяя все более высокотехнологичные решения к известным проблемам.

Читайте также: Самый маленький кроссовер Lexus получил двигатель на 300 лошадиных сил

Нигде эта технология не представлена лучше, чем в новом GX Overtrail от Lexus. Overtrail - призван превратить пригородный GX на Rubicon-Runner - оснащен электронной кинетической динамической системой подвески Toyota (e-KDSS), новой разработкой, которая дает Overtrail более двух футов хода колеса, одновременно позволяя GX ездить ровно и плавно по трассе.

Держите на уровне

Чтобы понять, как работает e-KDSS, стоит объяснить традиционные компромиссы в управлении, которые применяются для езды по бездорожью. Во время поворота инерция заставляет кузов автомобиля наклоняться в противоположную сторону поворота. Среди других факторов на величину наклона влияют упругость пружины (более мягкие пружины сжимаются легче), вес автомобиля, скорость и центр тяжести автомобиля. Чем дальше наклоняется корпус, тем дальше центр тяжести смещается за пределы угла; На высоких скоростях или высоких моментах инерции это может привести к плохой управляемости и - если автомобиль достаточно высокий - к аварии и даже опрокидыванию. Это проблема.

Самым простым решением для укрощения крена является стабилизатор поперечной устойчивости, также известный как поперечная стойка. Это торсионная пружина, которая имеет форму металлической трубки специальной формы. Балка соединяет левую и правую стороны подвески автомобиля. Когда одна сторона подвески сжимается – например, во время жесткого прохождения поворотов – торсион скручивается. Это передает силу от нагруженной стороны подвески к ненагруженной стороне. Это борется с инерцией автомобиля, уменьшает крен кузова и улучшает сцепление на поворотах.

Компромиссом для внедорожников является то, что поперечные поперечные переключатели - по своей конструкции - ограничивают ход подвески. Больший ход улучшает баланс автомобиля и способность регулировать дроссель на неровных поверхностях, чтобы удерживать все четыре шины на земле или по крайней мере близко к ней. Самый простой способ улучшить артикуляцию и сцепление – устранить поперечную стойку, которая в больших внедорожниках разрушает характеристики на дороге.

Теперь вы можете понять, почему большинство внедорожников ужасны при езде по шоссе, а большинство "производительных" внедорожников ничего не стоят в грязи.

Очевидное решение

Некоторые грузовики, ориентированные на бездорожье, решают эту проблему просто: отсоедините поперечные поперечные балки на пересеченной местности и снова подключите их на дороге. Многие компании послепродажного обслуживания предлагают быстросъемные концевые звенья поперечной устойчивости для популярных внедорожников с прочной длиной. Это все еще требует, чтобы водители вышли из транспортного средства, попали под свой (вероятно, грязный) грузовик и физически повозились с подвеской. Очевидно, что эта опция зарезервирована для действительно очень ярых энтузиастов.

Более продвинутое решение, которое используется в новых грузовиках, таких как Ford Bronco, заключается в том, чтобы предложить автоматическое отсоединение стабилизатора. Комплектация Badlands имеет кнопку на приборной панели, которая электронным способом разъединяет центр торсионной тяги, позволяя обеим осям свободно соединяться. При скорости выше 20 миль/час соединение автоматически восстанавливается для безопасности. Это лучшее решение, но все равно требует участия водителя и технических знаний.

Под гидравлическим давлением

Более десяти лет Toyota предлагала полностью механическое решение, которое не требует участия водителя: систему кинетической динамической подвески (KDSS). На некоторых внедорожниках, таких как Lexus GX и 4Runner, гидравлическая линия проходит всю длину грузовика. Поршень под давлением расположен в центре каждого торсиона. Когда внедорожник стоит на ровной поверхности, два поршня находятся в гидравлическом равновесии, и это удерживает их зафиксированными на соответствующих торсионах. Поперечные дуги функционируют нормально, и водитель даже не узнает, что система установлена.

Но при движении по бездорожью колеса поднимаются и опускаются независимо друг от друга, изменяется перепад давления в гидравлической системе. Это смещение заставляет поршни двигаться относительно друг друга. Разница давления позволяет разблокировать стержни, предоставляя осям гораздо больший диапазон движения на волнистой местности. Это происходит механически, без участия водителя.

Эта система работала хорошо, но, как отмечает сама Toyota, KDSS имеет ограничения. В частности, как функционировал гидравлический контур. Передняя и задняя шины были соединены между собой. "Если [правая задняя] шина плавала, [передняя правая] шина также пострадала", - пояснил Кодзи Цукасаки, главный инженер нового Lexus GX 550. Итак, как Toyota улучшила KDSS?

Новейшая система называется e-KDSS, и она предоставляет гораздо больше свободы в индивидуальном управлении колесами. e-KDSS заменяет один подключенный гидравлический контур двумя наборами электронных схем - одним для передней подвески и другим для задней. Каждый контур управляет гидравлическими поршнями, которые либо удерживают поперечные балки на месте, чтобы нормально функционировать, или позволяют им шарнирно соединяться с движением оси, таким образом позволяя каждому колесу свободно вращаться. Во время обычного вождения он функционирует очень похоже на гидравлический KDSS.

Однако Цукасаки-сан объясняет, что в новом GX "колеса можно контролировать независимо друг от друга".

Это обеспечивает более стабильную работу в широком диапазоне условий бездорожья. e-KDSS обычно работает автоматически, используя комбинацию скорости автомобиля, угла поворота руля и боковой силы перегрузки, чтобы определить, находится ли внедорожник на дороге или вне ее. Затем система при необходимости блокирует или разблокирует стабилизаторы. Однако в сочетании с электронной системой Multi-Terrain System (которая позволяет водителям выбирать текущий тип покрытия) GX может заблаговременно разблокировать только заднюю стойку стабилизатора - компромисс для езды на бездорожье с высокой скоростью, где стабильность все еще несколько необходима, но желательна более мягкая езда.

Новая подвеска GX имеет большую гибкость, чем когда-либо прежде, и водителю по-прежнему не нужно непосредственно вмешиваться. ECU справляется с этим безупречно. Новый GX имеет более чем на три дюйма больше шарнирного соединения колес, чем предыдущая модель с традиционным гидравлическим KDSS, на 24,5 дюйма, поэтому система является не просто более адаптивной, но и более действенной.

Несмотря на огромный ход подвески, GX все равно едет по тротуару так же плавно, как и любой другой роскошный внедорожник. С такими системами, как e-KDSS, времена потребности в отдельных транспортных средствах для поездок и кемпинга, возможно, приближаются к концу.