suspension neumatica con amortiguacion regulada 275 ii

31

Regulación de la amortiguación de oscilaciones

El sistema de gestión para la regulación de amortiguadores cuenta con cuatro sensores de ruedas y tres sensores de aceleración de la carrocería, con los que detecta las condiciones del pavimento y los movimientos del vehículo.El sistema ajusta las características de cada uno de los amortiguadores en función de las necesidades de amortiguación calculadas.Los amortiguadores trabajan a este respecto como componentes semiactivos en los modos de contracción y extensión.

Para la regulación continua de la amortiguación se utilizan amortiguadores con características eléctricamente regulables.Estos amortiguadores van integrados en los brazos telescópicos neumáticos.La fuerza de amortiguación es ajustable según familias de características, a través de la válvula de acción proporcional que va situada en el propio amortiguador.En cuestión de milésimas de segundo resulta posible adaptar así la fuerza de amortiguación a las condiciones de la conducción y del pavimento.

Básicamente se intenta ajustar la fuerza de amortiguación a través de la llamada estrategia de regulación «Skyhook».El reglaje de los amortiguadores se realiza en función de las aceleraciones verticales que experimentan las ruedas y la carrocería del vehículo.En el caso ideal, la regulación se lleva a cabo como si la carrocería estuviera «suspendida del cielo» y casi sin movimientos interferentes al flotar sobre el pavimento.

De ese modo se consigue el máximo nivel de confort.

0 500 1000 15002000 500 1000 1500 2000mm/s

600 dN

500

400

300

200

100

0

50 mA

600 mA

1200 mA

1800 mA

1800 mA

600 mA 50 mA

1200 mA

Familia de características de la fuerza de amortiguadores en el Phaeton, eje delantero

275_022

La amortiguación dura se consigue con corrientes de baja intensidad.La amortiguación blanda se consigue con corrientes de mayor intensidad.

Fuer

za d

e am

ortig

uaci

ón e

n dN

Velocidad de amortiguación en mm/s

Etapa de compresión Etapa de extensión

32

Esquema del sistema de suspensión neumática con amortiguadores regulados

El esquema que se muestra a continuación se propone aclarar los nexos hacia otros sistemas del vehículo, así como hacia los elementos de indicación y mando.

Descripción del sistema

275_025

Unidad de control J197

Entrada

- CAN-Bus de datos

(- UCE ESP

- UCE motor

- Cuadro de

instrumentos

- UCE red de a bordo

- Infotainment)

Brazo telescópico neumático con

amortiguador regulable eléctricamente

Sensor de aceleración de la rueda

Sensor de aceleración de la carrocería

Conexión a través de CAN-Bus

Conexión directa a través de la red

de a bordo

Cuadro de instrumentos

Infotainment

con display

Pulsador para

- regulación de nivel

- reglaje de amortiguación

Acumulador de presión

Compresor

33

Kombi/Gateway

BM

ZAB

G85

MSG

J403

LWR

G291

N336

N338

G341

N337

N339

G342

G343

G77G78

G289

G338G339

G340

G337G76

N150N151

N311

N149N148

N111

G290

FT

BS

ZV

ESP

275_023

J197

CA

N T

racc

ión

CAN Confort

...C

able

K

Dia

gnos

is a

trav

és d

e...

...C

AN

Esquema del sistema general

Leyenda

BM - Gestión de bateríaBS - Señales operativas borne 30, borne 15ESP - Programa electrónico de estabilidadFT - Pulsador para regulación de nivel y

pulsador para reglaje de amortiguaciónG76...78, - Sensor de nivel del vehículo... G289G85 - Sensor de ángulo de direcciónG290 - Sensor de temperatura del compresor,

regulación de nivelG291 - Sensor de presión, regulación de nivelG337 - Sensor de aceleración de la rueda... G340G341 - Sensor de aceleración de la carrocería... G343

J197 - Unidad de control para regulación de nivelJ403 - Relé para compresor de regulación de nivelKombi - Cuadro de instrumentosLWR - Regulación del alcance luminosoMSG - Unidad de control del motorN111 - Válvula de descargaN148 - Válvula para brazo telescópico... N151N311 - Válvula para acumulador de presión,

regulación de nivelN336 - Válvula para reglaje de amortiguación... N339ZAB - InfotainmentZV - Señal de puertas/capós

34

--

43

2

18050

20110

Descripción del sistema

Pulsador para reglaje de amortiguación E387Pulsador para regulación de nivel E388

Sensores para nivel del vehículo ED y ET G76, G77, G78, G289

Sensor de temperatura del compresor G290

Sensor de presiónRegulación de nivel G291(integrado en el bloque de electroválvulas)

Sensores de aceleración de las ruedas ED y ET G337, G338, G339, G340

Sensores de aceleración de la carrocería G341, G342, G343

Señales adicionales:

Señal para contacto de puertas/capós

Sensores

Estructura del sistema

35

5

6

7

100140

180

220

70

50

30

40

2010

60

1210

16

1/21/4 3/4

6030 90

80 120

160

200

24014260120

275_026

Válvula de descarga para regulación de nivel N111(integrada en el bloque de electroválvulas)

Válvulas para brazos telescópicos N148, N149, N150, N151(integradas en el bloque de electroválvulas)

Válvula para acumulador de presión N311(integrada en el bloque de electroválvulas)

Relé para compresorRegulación de nivel J403

Unidad de control para lámpara de descarga de gas con LWR J567 y J568 en el faro correspondiente

Actuadores

Válvulas para reglaje de amortiguaciónN336, N337, N338, N339 (integradas en el brazo telescópico neumático correspondiente)

36

Unidad de control para regulación de nivel J197

Va instalada en la parte izquierda del maletero, detrás del guarnecido lateral. Se atornilla detrás del portarrelés y fusibles.

En su condición de unidad de control central, se encarga de:

– la regulación de los muelles neumáticos y amortiguadores,

– la vigilancia del sistema en su conjunto,– la diagnosis del sistema general y– la comunicación vía CAN-Bus de datos

(CAN-Bus Tracción).

Tiene implementado un concepto de procesadores redundantes (dos procesadores), estando asignados de forma primaria el algoritmo para los muelles neumáticos en el primer procesador y la regulación de los amortiguadores primariamente al segundo procesador.

Diseño y funcionamiento

275_083

37

La versión de este acumulador adicional difiere si va montado al eje delantero o al eje trasero.En el eje delantero se reconoce como un cilindro pequeño y tiene una capacidad de 0,4 ltr. En el eje trasero tiene forma de esfera, con una capacidad de 1,2 ltr.

275_027a

Brazo telescópico eje delantero (ED)

Brazos telescópicos neumáticos

En el eje delantero (ED) y en el eje trasero (ET) se implantan brazos telescópicos neumáticos con balona tubular envolvente bicapa dotada de guiado exterior.

La balona tubular envolvente va dispuesta concéntricamente en torno al amortiguador de gas presurizado (amortiguador bitubo de gas presurizado).

El reducido espesor de pared de la balona permite conseguir un excelente comportamiento de respuesta del sistema.El coeficiente de rigidez deseado se establece combinando el contorno del émbolo para el desarrollo de la balona, el guiado exterior y un acumulador adicional directamente en el brazo telescópico.

Tapa del muelle neumático

Balona del muelle neumático

Émbolo de desarrollo para la balona

Fuelle (fuelle de protección)

Acumulador adicional

Amortiguador

Varilla de émbolo del amortiguador

Guía exterior

Muelle adicional(tope elástico)

Soporte (de tracción y presión)

Cable del amortiguador

Soporte de fijación superior del brazo telescópico

38

Los brazos telescópicos están diseñados de modo que sólo actúen escasas fuerzas transversales sobre los amortiguadores. La construcción especial del soporte de fijación superior para el brazo telescópico (ED) y una versión con suspensión cardánica suave (ET) contribuyen a reducir las fuerzas transversales que actúan sobre los amortiguadores.


En cada brazo telescópico neumático hay válvulas para mantener la presión residual, montadas directamente en el empalme para aire.Mantienen una presión residual de aprox. 3,5 bar en el brazo telescópico. De esa forma se logra que los componentes puedan ser montados y alojados sin plantear problemas.

El guiado externo, aparte de su función específica de guiar la balona tubular envolvente, sirve, conjuntamente con el fuelle, para proteger la propia balona contra suciedad y daños.

275_028

Tapa del muelle neumático

Balona del muelle neumático

Émbolo de desarrollo para la balona

Fuelle (fuelle de protección)

Varilla de émbolo del amortiguador

Muelle adicional(tope elástico)

Soporte (de tracción y presión)


Cable del amortiguador

Guía exterior

Brazo telescópico del eje trasero (ET)

Amortiguador

39

Válvula para reglaje de la amortiguación

El amortiguador bitubo de gas presurizado CDC admite un reglaje de la fuerza de amortiguación sobre un extenso margen, a través de una válvula de mando eléctrico integrada en el émbolo.Modificando la corriente aplicada a la bobina electromagnética, en cuestión de milésimas de segundo se puede adaptar a las necesidades momentáneas el flujo de aceite que pasa por la válvula del émbolo, y con éste la fuerza de amortiguación.

Los sensores de aceleración de las ruedas que van montados a cada amortiguador suministran señales que, conjuntamente con las de los sensores de aceleración de la carrocería, se utilizan para calcular el tarado necesario para los amortiguadores.

En virtud de que el sistema puede detectar y regular rápidamente las etapas de extensión y compresión, resulta posible ajustar solamente la fuerza de amortiguación que se necesita para las condiciones momentáneas de la marcha.

Las familias de características en función de las condiciones de la marcha están programadas en la unidad de control para regulación de nivel.

275_093

Ejemplo de una válvula del émbolo

En determinadas condiciones dinámicas de la marcha – por ejemplo al intervenir fuerzas dinámicas longitudinales y/o transversales – se anula la regulación «Skyhook» y se procede a regular las características de los amortiguadores tomando como base otros módulos dinámicos de la conducción.

Varilla de émbolo huecaCable de conexión

Carcasa

Tubo 1(tubo de depó-sito)

Tubo 2(tubo de cilindro)

Bobina electromagnética

Inducido

Válvula amortiguadora principal

Válvula adicional

Flujo de aceite

Muelle de válvula

40

Brazo telescópico neumático eje delantero

Módulo muelle neumático (azul)


Módulo amortiguador (verde)

275_084

275_086


Muelle neumático

Amortiguador de oscilaciones


Empalme para válvula de reglaje de la amortiguación

Varilla de émbolo

Balona tubular envolvente

41

Brazo telescópico neumático eje trasero

Módulo muelle neumático (azul)

Módulo amortiguador (verde)

275_085

275_087


Amortiguador de oscilaciones

Muelle neumático


Empalme paraválvula de reglaje de la amortiguación

Varilla de émbolo

Balona tubular envolvente

42

Grupo de alimentación de aire

El grupo de alimentación de aire (LVA) es una unidad compacta, montada en los bajos del vehículo sobre un soporte aislado a vibraciones en una zona arqueada de la cavidad para la rueda de repuesto, al lado del filtro de carbón activo.

Va protegido de suciedad por medio de una cubierta de material plástico con aberturas de aireación.

La alimentación del aire para el compresor se realiza a través del maletero. El aire se aspira por un silenciador/filtro, se depura y también se vuelve a descargar por este medio.

Un sensor de temperatura se encarga de proteger el compresor contra calentamiento excesivo y asegura que esté disponible la alimentación del aire para la suspensión neumática en cualquier condición climatológica y de la marcha.


El grupo de alimentación de aire consta de:

– la unidad compresora con motor eléctrico,compresor de marcha en seco (compresor),deshidratador de aire,subsistema de mantenimiento de la presión residual,limitador de la presión máxima,

tubo

/válvula de descarga,silenciador con filtro de aire,sensor de temperatura del compresor(sensor de temperatura para protección contra sobrecalentamiento),válvula neumática de descarga con válvula de alivio y

– el bloque de válvulas electromagnéticas conlas válvulas de control para cada brazo telescópico neumático y para el acumulador de presión, así comoun sensor de presión integrado para la vigilancia del acumulador de presión.

275_031

Silenciador/filtro

Deshidratador de aire

Compresor

Bloque de válvulas electromagnéticas

Válvula neumática de descarga

Aislador de vibraciones Motor eléctrico

Sensor de temperatura del compresor

Tubo de descarga

Tubo de aspiración/descarga

Pieza de empalme en T entre los tubos de aspiración/descarga

43

Unidad compresora

La generación del aire comprimido sucede por medio de un compresor monoescalonado de émbolo alternativo con deshidratador del aire.El compresor es una versión de funcionamiento en seco, para evitar que se ensucien las balonas y el deshidratador (cartucho deshidratador).

Integra cojinetes con lubricación permanente y un segmento del émbolo en PTFE (politetrafluoretileno), que le proporcionan una larga vida útil.

En la carcasa del deshidratador están integradas la válvula de descarga N111, una válvula neumática de descarga con válvula limitadora de presión y 3 válvulas de retención.

Para proteger el compresor contra un posible sobrecalentamiento se procede a desactivarlo si tiene temperatura excesiva.

275_032

Cilindro

Válvula de diafragma «cerrada»

Segmento del émbolo

Émbolo alternativo

Manguito de aspiración

Motor eléctricoVálvula de retención 2

Manguito de descarga

Empalme de presión

Válvula de descarga N111

Válvula neumática de des-carga con válvula limitadora de presión

Válvula de retención 3

Deshidratador de aire


44

Rebose

Con motivo del movimiento descendente del émbolo, el aire aspirado hacia el cárter del compresor fluye a través de la válvula de diafragma hacia el cilindro.

Aspiración/compresión

Durante el movimiento ascendente del émbolo se aspira aire hacia el cárter del compresor a través del manguito de aspiración y el silenciador/filtro. En la zona por encima del émbolo el aire en el cilindro se comprime y pasa a través de la válvula de retención 1 hacia el deshidratador.


A través de la válvula de retención 2, el aire comprimido y deshidratado pasa por el empalme de presión hacia las válvulas y al acumulador de presión.

275_039

Llenado/ascenso

Para el llenado del sistema (ascenso del vehículo) la unidad de control excita simultáneamente el relé para el compresor y las válvulas de la suspensión neumática.

275_040


Deshidratador


El émbolo se mueve hacia arriba

Cárter del compresor

Manguito de aspiraciónEmpalme de presión

Aire rebosante

Cilindro

El émbolo se mueve hacia abajo

Válvula de diafragma «abierta»

45

Descarga/descenso

Durante el ciclo de descarga se excitan las válvulas de muelles neumáticos N148 y N149 y la válvula de descarga N111 (apertura). El aire a presión de la balona fluye hacia la válvula neumática de descarga y pasa de ahí a través del deshidratador, la válvula limitadora de presión y el silenciador/filtro hacia la cavidad para la rueda de repuesto en el maletero.

Esquema neumático del ciclo de «descarga»

(ejemplo eje trasero)

1 - Válvula neumática de descarga2 - Electroválvula de descarga N1113 - Silenciador/filtro4 - Válvula de retención 15 - Deshidratador de aire6 - Estrangulador de descarga7 - Válvula de retención 38 - Válvula de retención 29 - Válvula para brazo telescópico N14810 - Válvula para brazo telescópico N149

275_041

275_042

3

1

5 7

6 2

9

10

de J197

J403 J197

4 8

Válvula limitadora de presión y válvula de descarga N111 «abiertas»

Válvula neumática de descarga «abierta» Deshidratador de aire

hacia el silenciador/filtro

46


La válvula neumática de descarga asume dos funciones:

– la función de mantener la presión residual y– la de limitar la presión.

Para evitar daños en los muelles neumáticos (balonas tubulares envolventes) se requiere una cierta presión mínima > 3,5 bar (presión residual).Con la función de mantener la presión residual se tiene establecido que al descargar la presión en el sistema de la suspensión neumática, ésta no descienda por debajo de 3,5 bar (excepto si existe alguna inestanqueidad ante la válvula neumática de descarga).


Sólo a partir de una presión en el muelle neumático de > 3,5 bar es cuando el cuerpo de válvula se eleva superando la fuerza de ambos muelles de válvula y abre los asientos de válvula 1 y 2. La presión del muelle neumático pasa ahora a través del estrangulador y la válvula de retención 3 hacia el deshidratador. Después de pasar por el deshidratador, el aire atraviesa el asiento de la válvula limitadora de presión y el filtro de descarga, pasando a la cavidad de la rueda de repuesto en el maletero.

La intensa caída de la presión después del estrangulador hace que se reduzca la humedad relativa del aire, con lo cual aumenta la absorción de humedad por parte del aire residual.

275_043

Válvula limitadora de presión «abierta»

Estrangulador


Deshidratador

Asiento de válvula 1

Asiento de válvula 2

Tubo hacia el bloque de válvulas electromagnéticas

Válvula de descarga N111 «abierta»


Cuerpo de válvula


47

Válvula limitadora de presión

La válvula limitadora de presión protege el sistema contra presiones excesivas, p. ej. si el compresor no es desactivado a causa de un contacto de relé defectuoso o de un defecto en la unidad de control.

Si sucede este caso, la válvula limitadora de presión abre a partir de unos 20 bar superando la fuerza del muelle y el aire alimentado por el compresor se fuga a través del filtro.

275_044a

275_044

3

2

1

J403 J197

Válvula limitadora de presión «abierta» Émbolo alternativo

Manguito de aspiración

1 - Compresor2 - Válvula neumática de descarga

con válvula limitadora de presión3 - Silenciador/filtro


suspension neumatica con amortiguacion regulada 275 ii

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