Як працює "хитра" підвіска Lexus GX

Створити автомобіль, ідеально оптимізований для будь-яких умов, неможливо. Жоден сегмент не демонструє цю концепцію краще, ніж позашляховики. Але рішення від Toyota роблять великий крок у цьому напрямку.

Якщо ви хочете мати тишу в позашляховику, вам краще не вдягати на авто галасливі всюдихідні шини. Якщо ви хочете рівну, комфортну їзду автострадою, здатність автомобіля поглинати великі нерівності на бездоріжжі постраждає. Але автовиробники прагнуть запропонувати позашляховик без компромісів, застосовуючи все більш високотехнологічні рішення.

Читайте також: Найменший кросовер Lexus отримав двигун на 300 кінських сил

Ніде ця технологія не представлена краще, ніж у новому GX Overtrail від Lexus. Overtrail покликаний перетворити приміський GX на Rubicon-Runner — оснащений електронною кінетичною динамічною системою підвіски Toyota (e-KDSS), новою розробкою, яка дає Overtrail більше двох футів ходу колеса, водночас дозволяючи GX їздити рівно та плавно по трасі.

Тримайте на рівні

Щоб зрозуміти, як працює e-KDSS, варто пояснити традиційні компроміси в керуванні, які застосовуються для їзди по бездоріжжю. Під час повороту інерція змушує кузов автомобіля нахилятися в протилежну сторону повороту. Серед інших факторів на величину нахилу впливають пружність пружини (м’якші пружини стискаються легше), вага автомобіля, швидкість і центр ваги автомобіля.

Чим далі нахиляється корпус, тим далі центр ваги зміщується за межі кута; На високих швидкостях або високих моментах інерції це може призвести до поганої керованості та — якщо автомобіль достатньо високий — до аварії та навіть перекидання. Це проблема.

Найпростішим рішенням для приборкання крену є стабілізатор поперечної стійкості, також відомий як поперечна стійка. Це торсійна пружина, яка має форму металевої трубки спеціальної форми. Балка з'єднує ліву і праву сторони підвіски автомобіля. Коли одна сторона підвіски стискається – наприклад, під час жорсткого проходження поворотів – торсіон скручується. Це передає силу від навантаженої сторони підвіски до ненавантаженої сторони. Таке рішення бореться з інерцією автомобіля, зменшує крен кузова та покращує зчеплення на поворотах.

Компромісом для позашляховиків є те, що поперечні перемикачі обмежують хід підвіски. Більший хід покращує баланс автомобіля та здатність регулювати дросель на нерівних поверхнях, щоб утримувати всі чотири шини на землі або принаймні близько до неї. Найпростіший спосіб покращити артикуляцію та зчеплення – усунути поперечну стійку, яка у великих позашляховиках руйнує характеристики на дорозі.

Тепер ви можете зрозуміти, чому більшість позашляховиків жахливі при їзді по шосе, а більшість «продуктивних» позашляховиків нічого не варті в бруді.

Очевидне рішення

Деякі позашляховики, орієнтовані на бездоріжжя, вирішують цю проблему просто: від’єднайте поперечні балки на пересіченій місцевості та знову підключіть їх на дорозі. Багато компаній післяпродажного обслуговування пропонують швидкоз’ємні кінцеві ланки поперечної стійкості для популярних позашляховиків. Це все ще вимагає, щоб водії вийшли з транспортного засобу, потрапили під свою (ймовірно, брудну) машину та фізично повозилися з підвіскою. Очевидно, що ця опція зарезервована для справді дуже запеклих ентузіастів.

Більш просунуте рішення, яке використовується в нових вантажівках, таких як Ford Bronco, полягає в тому, щоб запропонувати автоматичне від’єднання стабілізатора. Комплектація Badlands має кнопку на приладовій панелі, яка електронним способом роз’єднує центр торсіонної тяги, дозволяючи обом осям вільно з’єднуватися. При швидкості вище 20 миль/год з’єднання автоматично відновлюється для безпеки. Це краще рішення, але все одно потребує участі водія та технічних знань.

Під гідравлічним тиском

Понад десять років Toyota пропонувала повністю механічне рішення, яке не потребує участі водія: систему кінетичної динамічної підвіски (KDSS). На деяких позашляховиках, таких як Lexus GX і 4Runner, гідравлічна лінія проходить усю довжину вантажівки. Поршень під тиском розташований у центрі кожного торсіону. Коли позашляховик стоїть на рівній поверхні, два поршні перебувають у гідравлічній рівновазі, і це утримує їх зафіксованими на відповідних торсіонах. Поперечні дуги функціонують нормально, і водій навіть не дізнається, що систему встановлено.

Але при русі бездоріжжям колеса підіймаються і опускаються незалежно одне від одного, змінюється перепад тиску в гідравлічній системі. Це зміщення змушує поршні рухатися відносно один одного. Різниця тиску дозволяє розблокувати стрижні, надаючи осям набагато більший діапазон руху на хвилястій місцевості. Це відбувається механічно, без участі водія.

Ця система працювала добре, але, як зазначає сама Toyota, KDSS має обмеження. Зокрема, як функціонував гідравлічний контур. Передня і задня шини були з'єднані між собою. «Якщо [права задня] шина плавала, [передня права] шина також постраждала», — пояснив Кодзі Цукасакі, головний інженер нового Lexus GX 550. Отже, як Toyota покращила KDSS?

Найновіша система називається e-KDSS, і вона надає набагато більше свободи в індивідуальному керуванні колесами. e-KDSS замінює один підключений гідравлічний контур двома наборами електронних схем — одним для передньої підвіски та іншим для задньої.

Кожен контур керує гідравлічними поршнями, які або утримують поперечні балки на місці, щоб нормально функціонувати, або дозволяють їм шарнірно з’єднуватися з рухом осі, таким чином дозволяючи кожному колесу вільно обертатися. Під час звичайного водіння він функціонує дуже подібно до гідравлічного KDSS.

Однак Цукасакі-сан пояснює, що в новому GX «колеса можна контролювати незалежно одне від одного».

Це забезпечує більш стабільну роботу в широкому діапазоні умов бездоріжжя. e-KDSS зазвичай працює автоматично, використовуючи комбінацію швидкості автомобіля, кута повороту керма та бічної сили перевантаження, щоб визначити, чи позашляховик знаходиться на дорозі чи поза нею. Потім система за потреби блокує або розблоковує стабілізатори. Однак у поєднанні з електронною системою Multi-Terrain System (яка дозволяє водіям вибирати поточний тип покриття) GX може завчасно розблокувати лише задню стійку стабілізатора — компроміс для їзди на бездоріжжі з високою швидкістю, де стабільність все ще дещо необхідна, але бажана м'якша їзда.

Нова підвіска GX має більшу гнучкість, ніж будь-коли раніше, і водієві як і раніше не потрібно безпосередньо втручатися. ECU справляється з цим бездоганно. Новий GX має більш ніж на три дюйми більше шарнірного з’єднання коліс, ніж попередня модель із традиційним гідравлічним KDSS, на 24,5 дюйма, тому система є не просто більш адаптивною, але й більш дієвою.

Попри величезний хід підвіски, GX все одно їде по тротуару так само плавно, як і будь-який інший розкішний позашляховик. З такими системами, як e-KDSS, часи потреби в окремих транспортних засобах для поїздок і кемпінгу, можливо, наближаються до кінця.