Jeszcze poczekamy na zawieszenie "widzące dziury"

W 2004 Bose zaprezentowało nowatorski system zawieszenia aktywnego. Już wtedy świetnie sprawował się na pokazach, a samo wprowadzanie systemu do samochodów klasy wyższej przewidywano na rok 2009. Mamy rok 2010 i... nic takiego się nie stało.

Zawieszenie samochodu powinno spełniać dwa kryteria:

• bezpieczeństwa - ma zapewniać maksymalną siłę w styku koła z nawierzchnią, w szczególności zapobiegać odrywaniu się opony od nawierzchni,
• komfortu - przyspieszenia pionowe nadwozia powinny być jak najmniejsze (karoseria ma jak najmniej \podskakiwać).

Jednoczesne spełnienie obu kryteriów jest trudne. Problem częściowo rozwiązują zawieszania półaktywne, z amortyzatorami o zmiennym tłumieniu. Mogą one jedynie zmieniać charakterystykę zawieszenia, tak aby stało się bardziej komfortowe (obniżenie tłumienia) na złych nawierzchniach lub by zapobiegało niepotrzebnym drganiom kół podczas szybkiej jazdy (zwiększenie tłumienia).

Nie wpływają one jednak na, zależną od sprężyn, sztywność zawieszenia. Nie mogą więc zapobiec np. przechylaniu nadwozia podczas szybkiego pokonywania łuków. Do tego potrzebne jest już zawieszenie w pełni aktywne.

Wcześniejsze odmiany zawieszenia całkowicie aktywnego opierały się na wykorzystaniu siłowników hydraulicznych. Taki system zastosowano w bolidzie Formuły 1, Lotusie 99T. Tam jednostka sterująca nieustannie analizowała zachowanie bolidu i sterowała, za pomocą hydrauliki, położeniem każdego z kół.

Zawieszenie Bose jest reinkarnacją tego pomysłu. Różnica dotyczy jednak elementów wykonawczych. Większości Bose kojarzy się ze sprzętem audio, nie dziwi więc fakt wykorzystania elektrycznych silników liniowych. Zasada działania takiego silnika przypomina właśnie działanie głośnika - opiera się na magnesie i cewce zasilanej przez prąd elektryczny.

Przy każdym z kół zastosowano po jednym silniku zastępującym sprężynę i amortyzator. Teraz wystarczy, że czujniki będące na wyposażeniu samochodu będą obserwować jego zachowanie i przesyłać informacje do jednostki sterującej. Ta musi zadecydować o ruchu każdego z kół, tak aby ruch nadwozia był jak najmniejszy, a koła były dalej mocno dociskane do nawierzchni. Najprawdopodobniej nie dochodzi do obserwacji kształtu drogi - wystarczy znajomość samych ruchów nadwozia.

Przykładowo: jeśli prawy przedni narożnik nadwozia uległ obniżeniu to znaczy, że prawe przednie koło wpadło w zagłębienie w drodze i trzeba je wysunąć by zachować odpowiednią siłę docisku do nawierzchni. Jeśli pomiary będą dokładne, a reakcje szybkie, to pasażerowie nie zauważą ruchów nadwozia, a koła będą cały czas dobrze przylegać do nawierzchni.

Poniżej znajduje się nagranie z demonstracji zawieszenia Bose. Przeskoczenia "leżącego policjanta" raczej nie należy uważać za pożądane zachowanie, a za pokaz możliwości dynamicznych zawieszenia.

Oczywiście zasadniczą wadą takiego zawieszenia jest pobór znacznych ilości energii. Bose nie pochwaliło się przekrojami silników, ale można się spodziewać obecności sprężyn. Podczas jazdy po równej nawierzchni sprężyny mogłyby utrzymywać nadwozie w niezmiennym położeniu, bez angażowania siły z silników liniowych, a więc bez zużywania energii elektrycznej.

Silniki liniowe są jednocześnie prądnicami. Energię uzyskaną podczas wsuwania kół, gdy wjeżdżamy na garb w jezdni można zebrać i wykorzystać podczas wysuwania (zjazd z garbu). Bose twierdzi, że zawieszenie tego typu ma trzykrotnie mniejszy pobór mocy niż przeciętny agregat klimatyzacji. To oznacza ok. 1 kW. Moce chwilowe mogą być znacznie wyższe - podniesienie 1000 kg samochodu o 10 cm w ciągu 0,1 s to już niemal 10 kW.

Można by odnieść wrażenie, że nad systemami opartymi o elektromagnesy i silniki liniowe wisi jakieś fatum. Dotyczy to nie tylko zawieszeń, ale także hamulców (brake by wire) czy układów rozrządu. Prototypy wszystkich przedstawiono już wiele lat temu, a żaden z nich nie wszedł do produkcji. Powody są zapewne prozaiczne: gabaryty i koszty. Zespół czujników, duże silniki liniowe i sterowanie znacznymi mocami muszą kosztować.

W każdym razie producenci powinni pamiętać, że mieszkańcy Polski i Rosji czekają z niecierpliwością na takie zawieszenia.

Źródło: Bose