Volkswagen vyvíjí podvozek budoucnosti

> Softwarové kompetence urychlují vývoj podvozkových systémů pro vysoce automatizovanou jízdu
> Software bude nabízet mnohem více možností, jak utvářet charakter vozu
> „Innovation Talk – Driving dynamics“ nabízí na toto téma velké množství informací ze zákulisí
Volkswagen činí v rámci strategie ACCELERATE další důsledné kroky na své cestě k softwarově orientovanému poskytovateli mobility. Software je přitom rozhodujícím faktorem také při vývoji systémů podvozku a řízení pro budoucí vysoce automatizovanou jízdu. Volkswagen v současnosti vyvíjí novou generaci elektronicky řízeného podvozku a nový systém řízení. 

„Díky výrazné minimalizaci náklonu karoserie v podélném i příčném směru a optimalizaci jízdní dynamiky reaguje vůz rychleji na pohyby volantu a řídí se precizněji,“ říká Karsten Schebsdat, vedoucí oddělení jízdní dynamiky, systémů řízení a regulačních systémů ve společnosti Volkswagen. „Tento vývoj je extrémně důležitý také s ohledem na vysoce automatizovanou jízdu. Díky tomu můžeme cestujícím poskytnout maximální komfort ve všech situacích.“ 

Software bude ještě více určovat charakter vozu
Volkswagen dosahuje velkého pokroku i ve vývoji nového systému řízení. „V budoucnosti bude hrát software stále důležitější roli také u řízení,“ říká Schebsdat. „Díky tomu máme výrazně více možností, jak ovlivňovat vlastnosti řízení, které pak můžeme realizovat ve specifické podobě u jednotlivých modelů na všech platformách.“ Po uvedení příslušných komponentů do sériové výroby budou z tohoto systému řízení profitovat také asistenční systémy, například Lane Assist nebo Travel Assist.

Řešení vysokého ET a dření kol

Zpozorovali jste na svém autě, že se litá kola dřou o pružiny či o lem blatníku? Nejspíš jste nerespektovali údaje ve velkém technickém průkazu. Zpravidla je to způsobeno jejich zbytečně vysokým zálisem, tj. minimálním zapuštěním do blatníku. Často tato situace nastává po koupi nových kol, kdy si člověk pořídí alu disky s nevhodným ET. Označení ET je základní vlastností každého litého kola u osobních automobilů. Čím je vyšší, tím je kolo více zapuštěno – konkrétně číslo ET o jedno vyšší znamená o 1 milimetr vyšší zális.

Obecná poučka pak říká, že byste si nikdy neměli pořizovat kola s jiným ET než mají ta, která jsou vypsaná ve velkém technickém průkazu. Pokud se však této chyby dopustíte ať už úmyslně nebo neúmyslně, tak nemusíte jít hned hledat nejbližší pneuservis, kde by vám rozválcovali blatník nebo dal užší pružiny, ale existuje daleko elegantnější řešení.

Kola mohou dřít v obou extrémech a to buď při nízkém ET o lem blatníku a při vysokém ET zpravidla o pružinu nebo misku tlumiče.
První problém nízkého ET lze vyřešit vypodložkováním dorazu tzv. puky. Tyto puky se nacvakají na pístnici a omezí chod tlumiče jen na bezproblémovou dráhu, kdy nedochází ke dření. Kola následně narazí dříve o doraz než se dotknou lemu.

Opačným problémem je dření kol způsobené jejich přílišným zapuštěním do karoserie. V jednoduchosti je potřeba kola vysunout ven z blatníků.

Co jsou rozšiřovací podložky zač, a kam je namontovat?

Rozšiřující podložky kol jsou určeny k instalaci mezi kolo a jeho náboj. Při vysokém ET je kolo extrémně zapadlé. V jednoduchosti je potřeba jej podložit. Podložení alu kola je možné za pomocí rozšiřujících podložek kol, které následně nahrazují chybějící vzdálenost ET. Kolo se chová jako s nižším ET a pneumatika tak nemá šanci narážet do pružin či blatníku. Jinak řečeno, rozšiřovací podložky se starají o snižování nebo lépe řečeno nahrazení ET tím, že chybějící zális vypodloží, čímž zabraňují dření kol. Zvyšují tím pádem ale i rozvor kol, což se zákonitě projeví na lepší stabilitě vozu.

Extrémní snižování vozidel stavitelným podvozkem

Existují špatná vs. dobrá řešení

Cest k extrémnímu snížení auta vede hned několik, bohužel celá řada těch podomácku prováděných úprav podvozku vede ke špatnému konci. Řeč je například o situaci, kdy se člověk rozhodne k vyhození helperů/představných pružin, potažmo snižovacích matek. To je totiž prakticky zaručený způsob, jak podvozek zničit – už z logiky je patrné, že výrobci nedávají do konstrukce podvozku nic zbytečného, vše má svou danou funkci. Třeba představná pružina vystavuje nosnou pružinu ve chvílích, kdy je kolo vysouváno směrem ven z karoserie. Nic tedy není radno z podvozku demontovat.

Příklady špatně zvládnutého snížení vozidla

Variantou, jež dokáže dopomoci výraznému snížení vozu, je zkrácení nosných pružin, které je ale následně ještě potřeba vystavit měkkou a velmi roztažnou pružinou. Pokud by nicméně pružiny vystaveny nebyly, tak je jednoznačně řeč o hrubě nezvládnutém snížení vozidla, neboť nosná pružina by se v takovém případě při svém roztažení uvolnila a nedržela by na horní ani na spodní misce. Byla by tedy naprosto bez jakékoliv spojení s podvozkem, doslova by nad ním “levitovala”.

Při opětovném stažení by sice opět měla dosednout na své původní místo, avšak ne vždy se tak tomu stane. Stačí trocha smůly a pružina sedne křivě a místo pravidelné deformace se vyboulí. V takovém případě se vyboulí směrem na pístnici a zastaví až o píst tlumiče – poznáte to podle silné rány, jež se ozve. Náraz do pístu může též bohužel způsobit ohyb pístnic, tedy nejčastěji reklamovanou vada v důsledku špatně zvládnutého snížení podvozku.

Problém může nastat, i když se rozhodnete k vyhození matek na zadní nápravě. To sice pomůže s extrémním snížením, avšak způsobí to i pokles životnosti tlumiče o tisíce kilometrů. Jak je to možné? Tlumič je totiž vyroben na tlumení v určitém rozsahu a vyhozením matky donutíte tlumič pracovat mimo tento rozsah. Při výraznějším tlumení tak bude vždy končit v dorazu, což se zákonitě negativně projeví na jeho životnosti a též na snížení komfortu při jízdě.

Jak správně extrémně snížit vozidlo?

Nejlépe uděláte, když si pořídíte nižší podvozek – konkrétně nejvíce se k tomuto účelu hodí výškově stavitelný podvozek DEEP, jenž je schopen podvozek snížit až o 7 centimetrů více než běžný stavitelný podvozek. Výhodou této varianty je pak to, že takto extrémně snížená vozidla mohou mít tuto úpravu zapsanou ve velkém technickém průkazu, zásluhou TÜV certifikace podvozku. Díky tomu se tak nemusíte strachovat o havarijní pojištění nebo povinné ručení a jejich plnění v případě nehody. Snížení vozu stavitelným podvozkem je tedy plně legální a bezpečné.

Další z možností je pořízení pouze některých komponent ze sníženého podvozku – je možné si obstarat třeba pouze zadní tlumiče / matky a pružiny. Avšak tento nákup doporučujeme konzultovat s odborníky, neboť ne vždy dává smysl. Stejně tak doporučujeme si někoho najmout na odbornou montáž sportovního podvozku.

Jaké jsou další možnosti snížení vozu?

Zajímavou možností je využít nabízeného prostoru v horním uložení. Volbou vhodného horního uložení lze totiž automobil položit ještě o další až 2 centimetry, a to prakticky bez ztráty jízdního komfortu a dráhy tlumení. Zároveň vhodně zvolené horní uložení (uniball) dokáže jednoduše spravit nežádoucí vyklopení kola.

Trendem poslední doby je pak dolaďování výškově stavitelných podvozků výměnou představných pružin a kroužků. Touto výměnou dokážete zvětšit snížení automobilu téměř až o 20 mm.

Vzduchový podvozek – základní charakteristika

Pojem vzduchový podvozek ohraničuje poměrně širokou škálu podvozků, a proto si je na začátek pojďme ohraničit. Za vzduchový podvozek je nejčastěji označován tuningový podvozek, který konstrukčně vychází ze sériového vzduchového podvozku. Měch v něm nahrazuje pružinu a plně tak zastupuje její funkci – sériový vzduchový podvozek je tak spojením tlumiče a měchu. Tuningový podvozek pak tuto funkcionalitu rozvíjí na úplně novou úroveň.

Jaký je rozdíl mezi pružinou a měchem? Pružina je jednoduchá mechanická součástka jejíž vlastnosti jsou dané výrobou, zatímco měch je v reálném čase řiditelná součástka. Jeho vlastnosti lze tedy měnit dle aktuálních požadavků.

Není divu, že díky všem těmto vlastnostem se vzduchové podvozky dostaly do sériové výroby mnoha luxusních automobilů. My bychom se ale chtěli zabývat zejména tuningovými vzduchovými podvozky, které všechny výhody sériového podvozku posouvání na vyšší úroveň díky práci s tlakem vzduchu a možnosti nastavení světlé výšky vozidla.

Dříve byly vzduchové podvozky vysunuty na okraj trhu díky absenci certifikace. Dnes je tyto podvozky možné provozovat bez strachu a obav. Policie, STK a nebo povinné nebo havarijní pojištění již nepředstavuje žádný problém. Běžným standardem se stala certifikace TÜV pro sety vzduchových podvozků.

Vzduchový tuningový podvozek – Z čeho se skládá?

Tuningový vzduchový podvozek je, jak je výše zmíněno, set měchů a sportovních tlumičů. Sportovní tlumiče mohou být přitom i tuhostně stavitelné. Tím to ale celé nekončí. Na rozdíl od klasického podvozku potřebuje vzduchový podvozek pro svůj život poměrně rozsáhlé příslušenství. Pro představu si rozepišme nejjednodušší set příslušenství a všechny jeho potřebné komponenty:

• Kompresor vzduchového podvozku .
• Nádrž na vzduch o kapacitě alespoň 11 litrů .
• Tlakoměr.
• Cca 25 m vzduchové hadice PU s 6 mm průměrem.
• Střihač na hadice.
• 4 x 2 / 2 cestné ventily (případně lze použít i jiné).
• Varovný bzučák a LED indikátor.
• NC a NO tlakový spínač.
• Kompletní elektroinstalace, relé, spínače, armatury, zpětný a pojistný ventil.
• 2x nouzové průchodky.
• Odpuzovač vody.
• Sprej pro hledání netěsností.
• Silikonový sprej.
• Těsnění závitů .

Jaké druhy tuningových vzduchových setů rozlišujeme?

Základní varianta – Měchy a tlumiče

Úplně obyčejný set měchů a tlumičů se vžil jakožto úplný standard a synonymum pro vzduchový podvozek. Často ani zákazníci netuší, že mají na výběr i něco dalšího. Tyto sety sice umí v uvozovkách pouze nastavení výšky vozidla podle aktuálního tlaku vzduch, jejich obrovskou výhodou je ale cenová dostupnost.

Konstrukce této varianty tuningových vzduchových setů je založena na speciálním tlumiči a měchu, který plně odpovídá váhovým limitům vozidla, takže bez problému unese váhu vozu. Tlumiče jsou pak zas schopny fungovat v předepsaném rozsahu daném TÜV.

Rozšířená varianta – Vzduchový tuhostně stavitelný podvozek

Obyčejný vzduchový podvozek skvěle plní očekávané vlastnosti, ale má jeden zásadní nedostatek. Tímto neduhem je neschopnost tlumiče pokrýt všechna možná výšková nastavení. Díky tomu je takový tlumič u základní varianty univerzální. Paradoxně se pak jízdní výška určuje podle toho, kde podvozek vykazuje správnou funkci.

Naopak tuhostně stavitelný podvozek má nastavitelnou tuhost tlumiče, tudíž majitel auta si může tuhost odladit přesně podle svých požadavků. Prakticky si tak najde optimální výšku a tuhostní nastavení. Dochází tak k dokonalému sladění výšky podvozku a jeho funkce. Díky tomu je možné dosáhnout maximálního potenciálu jízdních vlastnosti za velmi přijatelného komfortu. Téměř v každé kombinaci snížení lze totiž nalézt optimální kombinaci. Tyto sety jsou ve srovnání se základní variantou poměrně nákladné.

Mechanicky výškově nastavitelné tlumiče a měchy

Jedná se o opravdový tunerský „majstrštyk“, kdy tato verze vzduchového podvozku vychází z legendární konstrukce výškově stavitelného podvozku. Jednodušeji řečeno, vzduchový podvozek je zde zkombinován se stavitelným podvozkem. Zároveň mechanický závit je umístěn pod měch, což umožňuje posun měchu a nastavení výchozí výšky. Díky tomu lze odladit výškový základ a optimum. Tyto podvozky nelze certifikovat.

Domácí sety – Jak jsou na tom s certifikací?

Trh je zaplaven různými řešeními. V poslední letech si je možné zakoupit třeba plně legální vzduchový tuningový podvozek certifikovaný TÜV pro všechny oblíbené modely aut. Tyto sety se dají bez problémů zapsat do technického průkazu, a to i pro starší vozidla jako je například VW Golf 2. Naopak domácí sety toho sice mohou nabídnout mnohé, ale legálnost ani certifikaci nabídnout neumí.

Veškeré příslušenství vzduchových podvozků je pro plně dostupné v tzn. „plug and play“ sadách. Pro všechny modely vozidel jsou navíc již díly dostupné na českých e-shopech, proto už oproti minulosti není nutné nakupovat z celého světa žádné další vymoženosti.

AUDI A8 s aktivním podvozkem

• Mimořádně široký rozsah charakteristik od maximálního komfortu až po výjimečnou agilitu
• Elektromechanický systém odpružení ovládá každé kolo samostatně
• Cestování první třídou díky inteligentní minimalizaci podélných a příčných sil

AUDI A8

Audi nabízí jako novinku pro luxusní limuzínu Audi A8 další inovaci ze světa high-tech – prediktivní aktivní podvozek. Ten v závislosti na nastavení propůjčuje vlajkové lodi značky nejvyšší úroveň komfortu odpružení, hodnou limuzíny s osobním řidičem, nebo tuhé nastavení sportovního vozu s vynikající ovladatelností. V Německu a na dalších evropských trzích mohou klienti objednávat prediktivní aktivní podvozek nejprve pro verze modelu Audi A8 s motory TFSI.

Prediktivní aktivní podvozek modelu Audi A8 je zcela aktivním systémem odpružení. Elektromechanické ovládací prvky dokážou každé kolo luxusní limuzíny zdvihnout vzhůru nebo stlačit dolů, a tím aktivně regulovat polohu karoserie v každé jízdní situaci. Aktivní podvozek může během pěti desetin sekundy zvýšit nebo snížit karoserii u všech čtyř kol ze střední polohy až o 85 milimetrů.

V blízkosti každého kola modelu Audi A8 je umístěn kompaktní elektromotor, který je napájen prostřednictvím hlavní elektrické sítě vozu s napětím 48 V a výkonové elektroniky. Točivý moment elektromotoru se řemenovým převodem a kompaktní harmonickou převodovkou zvýší téměř dvěstěnásobně na 1100 N.m a následně je přenášen na dutou ocelovou torzní tyč. V jejím nitru je umístěna předpjatá titanová tyč, s níž je pevně spojena a která může být zkrutně otáčena o více než 20 stupňů. Od konce torzní tyče je síla převáděna pákovým mechanismem a spojovací tyčí na zavěšení kol – na přední nápravě působí na pružinové vzpěry, na zadní nápravě na příčná ramena.

Prediktivní aktivní podvozek pracuje s nejvyšší hospodárností a ke své činnosti potřebuje obvykle příkon pouhých 10 až 200 W, což je výrazně méně než u porovnatelných hydraulických systémů. V situacích, kdy fyzikální síly tlačí karoserii na kola, například na silnicích se špatným asfaltovým povrchem, působí prediktivní aktivní podvozek proti nim. Při extrémně silných impulzech – například na závodním okruhu – vzniká na velmi krátkou dobu potřeba mimořádně vysokého výkonu, který může dosahovat až 6 kW. V závislosti na jízdní situaci, ale může být 48V akumulátor také nabíjen výkonem až 3 kW.

Široký rozsah nastavení: „dynamic“ až „comfort plus“

Prediktivní aktivní podvozek modelu Audi A8 umožňuje ve spolupráci se vzduchovým odpružením a systémem řízení jízdní dynamiky Audi drive select (obojí se dodává sériově) dosud nevídaný rozsah nastavení. V jízdním režimu „dynamic“ propůjčuje luxusní limuzíně ovladatelnost sportovního vozu. A8 vjíždí do zatáčky s tuhým nastavením. Při rychlém průjezdu zatáčkou s příčným zrychlením 1 g se karoserie díky tomu nakloní o pouhé 2 stupně – u normálního podvozku to je více než 5 stupňů. V každé jízdní situaci jsou momenty sil, působících na karoserii, optimálně rozloženy. Také pohyby karoserie při akceleraci nebo brzdění jsou potlačovány na minimum. Výsledkem je neutrální nebo mírně přetáčivá sportovní charakteristika. Vlajková loď Audi jezdí precizně jako po kolejích a zaručuje výjimečnou a bezpečnou jízdní dynamiku.

Inovativní technologie: predikce a minimalizace příčných i podélných sil

Je-li v systému Audi drive select aktivován režim „comfort plus“, překonává luxusní limuzína nerovnosti všeho druhu, jako by žádné nebyly. Prediktivní aktivní podvozek přitom spolupracuje s přední kamerou. Vlajková loď díky této kameře včas rozpoznává nerovnosti vozovky a předvídavě nastavuje aktivní podvozek. Již předtím, než vozidlo dojede k nerovnosti, zajistí značkou Audi vyvinutá funkce správné nastavení ovládacích prvků a aktivně reguluje podvozek. Pohyby karoserie jsou tím minimalizovány a například zvlnění vozovky nebo podobné nerovnosti téměř dokonale kompenzovány. Komplexní proces trvá jen několik milisekund. Kamera vytváří informace o stavu vozovky 18krát za sekundu. Elektronická podvozková platforma zpracovává informace o vozovce a precizně ovládá všechny komponenty podvozku téměř v reálném čase.

Prediktivní aktivní podvozek nabízí v režimu „comfort plus“ další inovativní funkci: minimalizaci příčných sil. Na začátku zatáčky se karoserie na vnější straně zvýší a na vnitřní straně se zároveň sníží. A8 se nakloní do zatáčky až o tři stupně, podobně jako motocykl. Tímto náklonem se zmenšují příčné síly. Uvedený efekt je mimořádně působivý v rozsahu rychlostí od 80 do 130 km/h a při příčném zrychlení až 0,4 g. Řidič a cestující sotva pociťují, že projíždějí zatáčkou – a dokonce i káva zůstane v plném kalíšku, odloženém v příslušném držáku, na svém místě. Intenzitu snížení příčných sil ovlivňuje několik faktorů: rychlost jízdy, působící zrychlení a povrch vozovky. Elektronická podvozková platforma, centrální řídicí jednotka podvozku, zpracovává data získávaná soustavou senzorů a předává je řídicí jednotce aktivního podvozku.

Prediktivní aktivní podvozek dokáže snižovat síly, působící na lidské tělo, i při jízdě přímým směrem v režimu „comfort plus“. Při intenzivním zrychlení nebo zpomalení zabraňuje nežádoucím pohybům karoserie – například při zastavování před semaforem. Mírně vyšší stupeň kompenzace přitom zajišťuje, že jsou cestující při brzdění velmi mírně tlačeni do sedadla místo do bezpečnostního pásu. Prediktivní podvozek rozmazluje cestující dokonce i u stojícího vozu. Při uchopení kliky dveří se karoserie modelu A8 rychle zvýší až o 50 mm, čímž umožní ještě komfortnější nastupování a vystupování. To je umožněno novou funkcí „komfortní nastupování“.

Spolupráce se systémem pre sense 360° zvyšuje bezpečnost

Prediktivní aktivní podvozek zvyšuje v kombinaci s bezpečnostním systémem „pre sense 360°“, který je součástí paketu asistenčních systémů „City“, také úroveň pasivní bezpečnosti. Systém spolupracuje s centrální řídicí jednotkou asistenčních systémů zFAS, která na základě fúze dat ze senzorů rozpoznává nebezpečné situace kolem automobilu. Hrozí-li boční náraz rychlostí více než 25 km/h, zvýší aktivní podvozek karoserii na straně kolize ve zlomku sekundy až o 80 milimetrů. Práh se tím přemístí do polohy, která je pro pohlcování nárazové energie výhodnější. Deformace vnitřního prostoru a zatížení cestujících, především v oblastech hrudníku a břicha, se tím sníží až o 50 procent v porovnání s bočním nárazem bez zvýšení karoserie.