logo1

logoT

 

Устройство пневматической подвески


Пневматическая подвеска

В пневматической подвеске положение каждого отдельного колеса определяется не с помощью пружин, а посредством сжатого воздуха, необходимое количество которого быстро подводится или отводится через электромагнитные клапаны к имеющим особую конструкцию амортизаторам.

Рис. Пневматическая подвеска: 1 – блок управления подвеской; 2 – блок управления двигателем; 3, 6 – задняя стойка с пневмоэлементом; 4 – правый задний датчик положения кузова; 5 – компрессор пневмоподвески; 7 – датчик ускорения кузова; 8, 13 – датчик ускорения колеса; 9 – левый задний датчик положения кузова; 10 – ресивер; 11 – левый передний датчик положения кузова; 12, 16 – передняя стойка с пневмоэлементом; 14 – правый передний датчик положения кузова; 15 – блок управления АБС

Узлы и механизмы пневматической подвески

  • передних и задних пневматических амортизационных стоек
  • компрессора
  • ресивера
  • блока управления и датчиков, информирующих блок управления о скорости движения, нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса

Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов.

После этого в работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых, может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля, что, например, пригодится для более удобной загрузки багажника либо присоединения прицепа. Во-вторых, можно выбрать режим – комфортный или спортивный, в котором будет работать подвеска во время движения. Режим «комфорт» позволяет водителю и пассажирам буквально «парить» над дорогой. Режим «спорт» улучшает устойчивость и безопасность на больших скоростях движения. Вместе с тем индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден самый оптимальный и эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям как с точки зрения безопасности, так и комфортности. Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем задние, а при ускорении — наоборот, но это в обоих случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.

Пневматическая подвеска автоматически приспосабливается к различной загрузке автомобиля и способна выбирать величину дорожного просвета, ориентируясь на дорожные условия.

Рис. Последовательность процессов автоматического повышения и снижения уровня кузова (на примере Вольксваген Фаэтон): HN – повышенный уровень; NN – номинальный уровень; TN – пониженный уровень

Номинальный уровень дорожного просвета устанавливается и автоматически поддерживается постоянным при движении со скоростью 80 км/ч и выше, а также во время быстрого разгона до скорости 120 км/ч.

Автоматическое снижение уровня дорожного просвета до номинального (NN) на 25 мм при повышенном уровне HN происходит при скоростях более 120 км/ч. Если уровень был номинальным (NN), снижение уровня дорожного просвета до пониженного (TN) на 15мм ниже номинального происходит через 30 с после превышения скорости 140 км/ч или менее чем через 30 с, если скорость достигнет 180 км/час. Понижение центра тяжести делает автомобиль более устойчивым, а также одновременно улучшает аэродинамические характеристики, что в свою очередь значительно снижает расход топлива

Автоматическое повышение уровня дорожного просвета от пониженного (TN) до номинального (NN) происходит через 60 с после снижения скорости до 100 км/ч или менее чем через 60 с, если скорость станет менее 80 км/час.

Чтобы выбрать уровень дорожного просвета кузова, следует нажать предназначенную для этого клавишу и на дисплей выводится изображение, соответствующее выбранному уровню кузова (повышенный HN или номинальный NN). Номинальный дорожный просвет устанавливается по умолчанию.

Уровень дорожного просвета кузова определяется четырьмя датчика уровня кузова, установленными между подрамниками и нижними рычагами подвески. Результаты измерений сравниваются с заданными величинами, сохраняемыми в памяти блока управления. Заданные величины вводятся в память для каждого автомобиля индивидуально.

Воздух, необходимый для регулирования подвески, обычно подается компрессором под давлением до 16 кгс/см2. Компрессор обеспечивает регулирование уровня кузова при скоростях автомобиля свыше 35 км/ч. При необходимости сжатый воздух подается также в ресивер. При скоростях ниже 35 км/ч регулирование уровня кузова осуществляется за счет подачи воздуха из ресивера.

Если дорожный просвет автомобиля изменяется в результате его загрузки или разгрузки, блок управления включает систему регулирования, возвращающую кузов на первоначально заданный уровень. При этом подача воздуха из упругих элементов производится через соответствующие им электромагнитные клапаны, а выпуск из них осуществляется через выпускной клапан.

Пневматический упругий элемент

Основной составляющей пневматической подвески является пневматический упругий элемент, который состоит из:

  • корпуса с наружной направляющей
  • манжеты
  • поршня (являющегося нижней частью корпуса элемента)
  • дополнительного пневмоакумулятора (в некоторых конструкциях)
  • встроенного амортизатора

Рис. Пневматический упругий элемент: 1 – наружная направляющая манжеты; 2 – воздушная полость; 3 – верхняя часть корпуса; 4 – газовая полость амортизатора; 5 – манжета; 6 – двухтрубный гидравлический амортизатор; 7 – компенсационная полость амортизатора; 8 – поршень

Манжета пневматического упругого элемента изготовляется из специального многослойного высококачественного эластомера, армированного полиамидной кордовой тканью, которая придает ему необходимую прочность. Корд воспринимает усилия, передаваемые на упругий элемент. Изнутри манжета покрыта защитным слоем, обеспечивающим ее герметичность. Комбинацией слоев корда достигается необходимая гибкость манжеты при ее перекатывании и высокая чувствительность упругого элемента к изменению нагрузки.

Блок управления оснащен двумя дублирующими друг друга процессорами, из которых один в первую очередь отрабатывает алгоритм управления пневматическими элементами, а другой регулирует сопротивление амортизаторов.

Система регулирования сопротивления амортизаторов обрабатывает сигналы четырех датчиков ускорений колес и трех датчиков ускорений кузова и оценивает по результатам этой обработки состояние дороги и движения автомобиля. В результате производится изменение характеристик каждого из амортизаторов в соответствии с рассчитанной интенсивностью гашения колебаний. При этом амортизаторы работают на ходах сжатия и отдачи как полуактивные компоненты. Бесступенчатое регулирование демпфирования производится благодаря применению амортизаторов, характеристики которых изменяются посредством электрических исполнительных устройств. Эти амортизаторы встроены в стойки с пневматическими упругими элементами. Силы сопротивления амортизатора регулируются посредством встроенного в него пропорционально действующего (электромагнитного) клапана. Регулирование производится по многопараметровой характеристике. Изменение сопротивления амортизаторов в зависимости от характера движения автомобиля и состояния дороги производится в течение нескольких миллисекунд.

Принципиально изменение сопротивления амортизаторов производится в соответствии с так называемой «стратегией подвески к небу». Регулирование амортизаторов производится в зависимости от вертикальных ускорений колес и кузова автомобиля. В идеальном случае регулирование осуществляется таким образом, как будто кузов автомобиля подвешен на крюке к небу и плывет над дорогой, практически не повторяя неровностей дороги. Так достигается максимальная комфортабельность автомобиля.

Двухтрубный газонаполненный амортизатор типа CDC (амортизатор с гидравлическим демпфированием) оснащен встроенным в поршень или установленным снаружи амортизатора электромагнитным клапаном, который позволяет изменять степень демпфирования амортизатора. Изменением тока, проходящего по обмотке электромагнитного клапана, можно в течение нескольких миллисекунд изменить его проходное сечение и, следовательно, сопротивление амортизатора в соответствие с текущей потребностью.

Рис. Амортизатор с регулируемым сопротивлением перетекания жидкости: 1 – дополнительные клапана; 2 – цилиндр амортизатора; 3 – корпус амортизатора; 4 – корпус клапана; 5 – кабель подвода тока; 6 – полый шток поршня; 7 – обмотка электромагнитного клапана; 8 – якорь; 9 – пружина клапана; 10 – главный клапан амортизатора; 11 – потоки рабочей жидкости

Расчет потребного сопротивления амортизаторов при данных условиях движения автомобиля производится на основании сигналов датчиков всех ускорений колес автомобиля, установленных на каждом из амортизаторов, и датчиков ускорений кузова. Благодаря высокой скорости распознавания и регулирования процессов демпфирования при ходе сжатия и отдачи обеспечивается установка характеристики сопротивления амортизатора строго в соответствии с моментальным состоянием движения автомобиля. Многопараметровые зависимости сопротивления амортизаторов от условий движения автомобиля записаны в памяти блока управления уровнем кузова.

Чтобы выбрать настройку амортизаторов, следует нажать предназначенную для этого клавишу. Вращая поворотно-нажимную ручку, можно выбрать один из четырех вариантов настройки амортизаторов:

  • «Комфорт»
  • базовый (устанавливается по умолчанию)
  • спортивный вариант

Сжатие воздуха производится в компрессоре (на примере Фольксваген Фаэтон). Компрессор одноступенчатый поршневой с встроенным осушителем воздуха. Чтобы предотвратить загрязнение манжет упругих элементов и осушителя воздуха, компрессор приспособлен для работы без смазки его цилиндра. Необходимый срок службы компрессора обеспечивается применением одноразовой смазки подшипников и фторопластового поршневого кольца.

Рис. Компрессор (на примере Фольксваген Фаэтон): 1 – выпускной клапан; 2 – пневматический выпускной клапан; 3, 5, 12 – обратные клапана ; 4 – осушитель воздуха; 6 – цилиндр; 7 – мембранный клапан (в закрытом положении); 8 – поршневое кольцо; 9 – поршень; 10 – впускной штуцер; 11 – электродвигатель; 13 – выпускной штуцер; 14 – нагнетательный штуцер; 15 – ограничительный клапан

В корпусе осушителя расположены выпускной трехходовой, двухпозиционный клапан 1, пневматический выпускной клапан 2 с ограничительным клапаном и три обратных клапана. Выпускной клапан в обесточенном состоянии закрыт. Пневматический выпускной клапан ограничивает давление в системе и поддерживает остаточное давление в ней.

Перегрев компрессора предотвращается выключением электродвигателя при превышении предельного значения температуры.

При ходе поршня к ВМТ воздух всасывается в картер через глушитель шума всасывания с фильтром и впускной штуцер 10. Воздух, находящийся в цилиндре над поршнем, сжимается и перепускается через обратный клапан 5 в осушитель. Сжатый и осушенный воздух направляется через обратный клапан 12 и нагнетательный штуцер 14 к распределительным клапанам и к ресиверу.

При движении поршня к НМТ поступивший в картер воздух перепускается через мембранный клапан 7 в цилиндр компрессора.

Подкачка подвески и повышение уровня кузова

Для подкачки подвески и подъема кузова блок управления одновременно переключает реле компрессора и клапанов пневматических упругих элементов. Воздух при этом через выпускной штуцер 13 поступает через клапана упругих элементов в воздушную полость упругого элемента.

Выпуск воздуха из подвески и снижение уровня кузова

Для выпуска воздуха из подвески производится открытие клапанов пневматических элементов и выпускного клапана 1, в обмотку которого подается напряжение. При этом воздух из упругих элементов поступает к пневматическому выпускному клапану 2 и направляется далее через осушитель, ограничительный клапан 15 и глушитель шума всасывания с фильтром в нишу багажника автомобиля, предназначенную для размещения запасного колеса.

Осушитель воздуха

Поступающий в систему сжатый воздух должен быть обезвожен, так как конденсат вызывает коррозию и образование ледяных пробок. Обезвоживание воздуха производится в осушителе. Осушитель работает в режиме регенерации, то есть воздух, нагнетаемый в систему регулирования уровня кузова, осушается в результате пропуска его через гранулированный силикат. Этот гранулят способен поглощать влагу в количествах, превышающих в зависимости от температуры 20% собственной массы. Если в процессе эксплуатации (например, при снижении уровня кузова) производится выпуск сухого воздуха из системы, он пропускается через гранулят и отбирает накопленную в нем влагу. Благодаря такому режиму регенерации осушитель не нуждается в обслуживании и не подлежит также замене в процессе эксплуатации.

Ресивер

Благодаря отбору сжатого воздуха из ресивера обеспечивается быстрый подъем кузова автомобиля при минимальном уровне шума. Ресивер заполняется только при движении автомобиля, благодаря чему шум компрессора практически не прослушивается. При достаточно большом давлении в ресивере повышение уровня кузова может осуществляться без компрессора. Под достаточным давлением подразумевается такой его уровень, при котором обеспечивается перепад давления между ресивером и пневматическими упругими элементами не менее 3 кгс/см2. При скоростях автомобиля до 35 км/ч подача воздуха в систему производится в первую очередь из ресивера (пока давление в нем достаточно велико). При скоростях более 35 км/ч воздух в систему подается непосредственно компрессором. Такая система подачи сжатого воздуха способствует снижению шума при эксплуатации и защищает аккумуляторную батарею от чрезмерного разряда.

Датчики уровня кузова

Такие датчики относятся к измерителям угла поворота. Кинематика соединительных штанг позволяет преобразовать изменения уровня кузова в угловые перемещения рычагов датчиков. В датчике угловых перемещений данного типа используется закон электромагнитной индукции. На выводах датчика создается сигнал (широтно-импульсной модуляции), который пропорционален углу поворота его оси.

Важнейшими деталями датчика являются статор и ротор. Статор образован многослойной платой, содержащей катушку возбуждения, три приемные катушки, а также блок управления и обработки результатов измерений. Три приемные катушки смещены относительно друг друга, образуя звезду. Катушка возбуждения перекрывает приемные катушки с обратной стороны платы.

Ротор жестко соединен с рычагом датчика. На роторе выполнена замкнутая токопроводящая петля. Форма этой петли соответствует форме трех приемных катушек.

Через катушку возбуждения проходит переменный ток, который создает вокруг нее переменное электромагнитное поле (поле 1). Это поле пронизывает токопроводящую петлю ротора. Индуцируемый в токопроводящей петле ротора ток также создает вокруг нее переменное электромагнитное поле (поле 2).

Рис. Принцип действия датчика уровня кузова.

Переменные поля, создаваемые катушкой возбуждения и ротором, действуют на три приемные катушки и индуцируют в них переменные напряжения, величина которых зависит от взаимного положения катушек и ротора. Индуцируемый в роторе ток не зависит от его углового положения, а индуцируемое в приемных катушках напряжение изменяется в зависимости от их положения относительно ротора. Таким образом, это напряжение определяется угловым положением ротора. Так как ротор при повороте в разной степени перекрывает приемные катушки, амплитуды индуцируемых в них напряжений зависят от угла его поворота.

Рис. Амплитуды напряжений на выводах приемных катушек в зависимости от положения ротора

В электронном блоке производится выпрямление и усиление индуцируемых в приемных катушках напряжений, величины которых затем сопоставляются друг с другом. Результаты этого сопоставления преобразуются в выходные сигналы чувствительного элемента датчика уровня кузова, которые направляются для дальнейшей обработки блоками управления подвески.

Датчики ускорения. Датчики ускорений кузова и колес имеют аналогичную конструкцию. Принцип действия датчиков ускорений основан на измерении электрических емкостей. Между пластинами конденсатора колеблется упруго подвешенная масса m, выполняющая функции центрального электрода. Емкости конденсаторов C1 и C2 изменяются синхронно с колебаниями массы. Расстояние d1 между пластинами одного конденсатора увеличивается настолько, насколько уменьшается расстояние d2 другого конденсатора. В результате изменяются емкости обеих конденсаторов. После электронной обработки данных измерений на блок управления уровнем кузова подается напряжение в качестве аналогового сигнала.

Рис. Емкостной датчик для измерения ускорений

Кроме амортизаторов с гидравлическим демпфированием на легковых автомобилях применяются амортизаторы PDC (Pneumatic Damping Conrol) с пневматическим демпфированием.

Рис. Амортизатор с пневматическим регулированием демпфирования: 1 – донный клапанный узел; 2 – узел PDC; 3 – дроссель в воздушном канале; 4 – первая рабочая камера; 5 – упорный буфер; 6 – газ; 7 – отверстия; 8 – поршневой клапанный узел с уплотнительной манжетой; 9 – вторая рабочая камера; 10 – поршень PDC; 11 – клапан PDC; а – клапан открыт; б – общий вид; в – клапан закрыт

Усилие демпфирования может варьироваться в зависимости от давления в пневмобаллоне при помощи отдельного узла PDC 2, встраиваемого в амортизатор. Узел соединен шлангом с пневматическим упругим элементом. Пропорциональное нагрузке давление в пневматическом упругом элементе передвигает клапан 11, соединенный с поршнем 10, изменяя гидравлическое сопротивление между первой и второй рабочими камерами, т. е. усилие демпфирования при отбое и сжатии. Чтобы сгладить скачки давления в пневматическом упругом элементе (при сжатии и отбое), во входной воздушный канал клапана PDC встроен дроссель 3.

Первая рабочая камера с помощью отверстий 7 соединена с узлом PDC. При низком давлении в пневматическом упругом элементе (условия нагрузки – снаряженный или имеющий небольшую частичную нагрузку автомобиль) клапан PDC имеет малое гидравлическое сопротивление, благодаря чему часть масла направляется в обход соответствующего демпфирующего клапана, уменьшая усилие демпфирования.

При ходе и низком давлении в пневматическом упругом элементе отбоя поршень идет вверх, часть масла дросселируется через клапана поршня амортизатора, другая часть перетекает через отверстия в первой рабочей камере к клапану PDC. Если управляющее давление (давление в пневматическом упругом элементе) и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC малы, то усилие демпфирования уменьшается.

При ходе отбоя и высоком давлении в пневматическом упругом элементе управляющее давление закрывает клапан 11 полностью или частично, следовательно, гидравлическое сопротивление повышается. Большая часть масла (в зависимости от величины управляющего давления) должна дросселироваться через клапана поршня амортизатора, частично перетекая или совсем не перетекая через отверстия в первой рабочей камере к клапану PDC, усилие демпфирования при этом повышается.

Аналогично амортизатор с пневматическим регулированием демпфирования работает и при ходе сжатия.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Принцип работы пневматической подвески и из каких компонентов она состоит

Пневматическая подвеска уже достаточно давно используется на грузовых автомобилях, профессионально занятых в сфере грузоперевозок, и только в последнее десятилетие стала доступна для личных транспортных средств водителей. Мотоциклы, вездеходы, кастом кары, спортивные автомобили и даже повседневные автомобили – на любое из этих транспортных средств может быть установлена пневматическая подвеска.

Об использовании пневмосистем

С развитием технологий пневматические системы были значительно усовершенствованы, стали менее громоздкими, более быстрыми и точными. Теперь элементы пневматической системы отличаются быстротой реакции, повышенной точностью работы и управляются сложной электроникой, контролирующей практически все параметры – от клиренса до давления в пневматических баллонах, что обеспечивает плавный ход и отличную управляемость транспортного средства.

Подвеске автомобиля зачастую уделяется недостаточно внимания. Необходимо понимать, что подвеска напрямую влияет на комфорт, безопасность и управляемость Вашего автомобиля. Амортизаторы и пружины смягчают неровности на дороге, поглощая все колебания, толчки и удары колес автомобиля.

Каждый раз, когда Вы нагружаете или разгружаете транспортное средство, увеличиваете или снижаете скорость, поворачиваете, основная нагрузка ложится именно на подвеску. Стандартные амортизаторы и пружины разрабатываются с учетом только определенных ситуаций на дороге, чего может быть недостаточно для Вашего автомобиля.

При использовании пневматической подвески стандартные пружинные амортизаторы заменяются пневматическими. Пневматические баллоны представляют собой жесткие подушки из резины и пластика, в которые нагнетается определенное давление для обеспечения заданного клиренса.

Назначение пневматической подвески аналогично назначению обычной подвески, однако это их единственное сходство. Современная пневматическая подвеска представляет собой усовершенствованную систему с воздушным компрессором, датчиками и электронным управлением, которая имеет целый ряд преимуществ перед стандартной подвеской. Например, возможность быстрой регулировки клиренса и адаптации к различным дорожным условиям и различной загруженности транспортного средства.

Любая пневматическая система как с ручным, так и с электронным управлением, установленная любителем или специалистом, позволяет уменьшить клиренс автомобиля, придав тем самым ему отличный внешний вид, а также помогает выровнять авто при перевозке тяжелых грузов или просто улучшить комфорт при езде на «Детроитском уличном монстре».

Компоненты пневматической подвески

Первые версии пневматических подвесок были достаточно простыми. Пневматические баллоны устанавливались вместо пружинных амортизаторов. В баллон нагнеталось необходимое для определенного клиренса или условий давление с помощью внешнего компрессора через специальный клапан.

Развитие технологий привело к усложнению системы и внедрению в нее дополнительных компонентов, в том числе системы управления. На сегодняшний день набор компонентов пневматической подвески уже устоялся и слабо отличается между различными производителями. В основном пневматическая подвеска различных производителей отличается системой управления и простотой монтажа устройства на автомобиль.

Пневмобаллоны

Со временем для пневматических баллонов стали использоваться другие материалы. В настоящее время баллоны изготавливаются из резины и полиуретана, обеспечивающих прочность и герметичность конструкции, а также стойких к воздействию химических реагентов и соли и истиранию о дорожный мусор и песок.

Пневматические баллоны бывают трех типов:

  • Двойные баллоны (double-convoluted). Пневматический баллон данного типа внешне похож на песочные часы. Данная конструкция имеет большую горизонтальную гибкость в сравнении с другими конструктивными решениями;
  • Конические баллоны (tapered sleeve). Баллоны данного типа обладают схожими характеристиками с другими разновидностями баллонов, но разработаны специально для работы в ограниченном пространстве, и имеют меньший диапазон регулировки клиренса транспортного средства;
  • Роликовые баллоны (rolling sleeve). Данная разновидность пневматических баллонов также имеет конкретное предназначение. Роликовые баллоны выбираются исходя из конкретных условий для транспортного средства, в частности с учетом заданных параметров клиренса и диапазона регулировки подвески.

Компрессор

Большинство пневматических систем оснащаются встроенным компрессором. Компрессор представляет собой электрический насос для нагнетания воздушного давления в пневматических баллонах через пневмолинии.

Компрессор обычно устанавливается на шасси или в багажнике автомобиля. Подавляющее большинство компрессоров оснащаются осушителями. Компрессор всасывает атмосферный воздух, нагнетает давление и передает сжатый воздух в пневматические баллоны. Атмосферный воздух обычно увлажнен, а влага может повредить замкнутую систему. В осушителе используются обезвоживающие реагенты, поглощающие влагу из поступающего воздуха перед его использованием в системе.

В простых компрессорных системах давление регулируется непосредственно самим компрессором. В более сложных системах для поддержания заданного давления используются специальные накопительные емкости (ресиверы), которые также позволяют избавиться от резких перепадов давления при его изменении.

Запуск компрессора может осуществляться вручную – непосредственно водителем, автоматически – электронной системой управления, а также в комбинированном режиме.

Электромагнитные клапаны и пневматические линии

Пневматическая подвеска состоит не только из пневмобаллонов. Для работы системы необходимы следующие компоненты.

Пневматические линии, по которым осуществляется передача сжатого воздуха в пневматические баллоны. Данные линии представляют собой разновидность воздушного трубопровода высокого давления и прокладываются по шасси транспортного средства. Чаще всего используются резиновые и полиуретановые трубки, однако возможен монтаж металлической линии, обеспечивающей большую надежность и имеющей лучший внешний вид.

Клапаны являются шлюзами для подачи воздуха в различные части системы. Они играют очень важную роль в управлении воздушными потоками в современной пневматической подвеске.

Первые реализации пневматических подвесок имели двухконтурную систему, то есть, пневматические баллоны были напрямую подключены к пневмолиниям, таким образом поток воздуха мог не только поступать из пневмолинии в баллон, но и наоборот, мог передаваться из баллона в пневмолинию.

При заходе транспортного средства в поворот воздух из пневмобаллона выдавливался в другой баллон через пневмолинию, в результате чего в нем нагнеталось давление. В результате транспортное средство раскачивалось, а репутация пневматической подвески была сильно подмочена.

В современных пневматических подвесках используется система клапанов, которые предотвращают перекачку воздуха. В результате управляемость транспортных средств на пневматической подвеске значительно улучшилась.

Электромагнитные клапаны используются в системах с электронным управлением для нагнетания или снижения давления в пневматических баллонах. Электронная система оценивает показания датчиков и открывает или закрывает электромагнитные клапаны для регулирования давления в баллонах в зависимости от текущих условий.

Модуль управления

Сердцем электронных систем являются электронные модули управления. Системы управления могут быть простыми в виде цифрового выключателя либо могут управляться сложным программным обеспечением, отслеживающим в реальном времени показания датчиков давления и клиренса транспортного средства.

Такой электронный модуль обрабатывает данные датчиков давления и клиренса и, при необходимости, включает или выключает компрессор. Как правило, электронная система пневматической подвески устанавливается отдельно от других электронных систем автомобиля.

Эффективность работы пневматической подвески напрямую зависит от модуля управления, поэтому именно ему уделяется особое внимание при усовершенствовании пневмосистемы.

Комплекты

На серийных автомобилях устанавливаются определенные наборы амортизаторов и пружин, их замена требует времени, терпения и опыта, поскольку внесение изменений в конструкцию автомобиля может отрицательно сказаться на его управляемости и ходе. Выбор подходящей подвески может быть очень сложной задачей. Существует огромное множество производителей и компаний, предлагающих широкий выбор компонентов различного качества.

Дополнительную путаницу вносит тот факт, что наборы пневматической подвески заменяют только пружины, а пружины – лишь малая часть сложной системы подвески автомобиля. Учитывая данный факт, многие компании предлагают полные комплекты подвески, заменяющие все детали стандартной подвески – от соединительных тяг до рычагов и амортизаторов, что позволяет добиться максимальной эффективности работы пневмоподвески.

Тем не менее большинство базовых комплектов имеют в своем составе только пневмобаллоны, заменяющие обычные пружины, компрессор и пневматические линии. Многие из данных систем являются двухконтурными, то есть, после их установки наблюдается раскачивание транспортных средств при определенных условиях.

Более дорогие системы имеют в своем составе дополнительные более качественные компоненты, которые проще монтируются и улучшают устойчивость и управляемость транспортного средства.

О покупке комплекта

Приобретение комплекта не должно быть спонтанным. Покупателю необходимо сначала определиться с результатами, которые он хочет получить от системы. Владелец классического выставочного El Camino может захотеть просто занизить автомобиль для улучшения его внешнего вида, и для этого потребуется совсем другая система, чем для пикапа, перевозящего тяжелые грузы и стройматериалы.

Аналогично, требования к подвеске водителя гоночного автомобиля и водителя туристического кара также различны.

Комплекты топ-класса являются четырехконтурными и имеют в своем составе сложный модуль управления. Каждый из пневматических баллонов управляется отдельно, однако их работа как статическая, так и динамическая, синхронизируется электронным модулем. При выборе комплекта необходимо понимать разницу между системами, контролирующими давление, и системами, контролирующими клиренс.

Системы, контролирующие давление, отслеживают показания датчиков давления в пневматических баллонах. Они отлично подходят для простых задач, таких как уменьшение клиренса лоу-райдера на выставке.

Тем не менее, дополнительное использование датчиков клиренса позволяет добиться лучшей производительности системы. Системы, контролирующие клиренс, отслеживают взаимосвязь давления в баллонах с высотой посадки автомобиля. Комбинированные системы используются как в мощных автомобилях, так и для повседневных задач.

Например, для пикапа, перевозящего несколько тонн мульчи, пневматическая подвеска с комбинированной системой просто необходима.

Монтаж пневматической подвески

Компания RideTech, один из лидеров в области производства пневматических подвесок и компонентов, использовала реверсивную психологию в шутливой манере и написала на инструкции по монтажу: «Не открывать». Люди, пытающиеся установить новую систему, никогда не читают инструкций, и это является главной проблемой при монтаже.

Компания учла факт, что если что-нибудь запретить человеку, то он обязательно будет стремиться это сделать, поэтому она и написала на обложке инструкции такой шутливый призыв.

Попытка RideTech привлечь внимание к инструкции по монтажу несет определенную ценность для покупателей. Монтаж сложной системы вполне возможен для обычного человека, но для этого необходимо прочитать инструкцию и строго ей следовать.

Тем не менее, монтажом системы не рекомендуется заниматься людям, слабо знакомым с устройством автомобиля и устройством подвески либо не имеющим специальных инструментов и приспособлений для квалифицированного и безопасного выполнения работ.

По словам RideTech, монтаж системы с помощью специальных болтовых соединений займет от 12 до 15 часов для подвески и до 10 часов для компрессора и вспомогательных систем. К этим значениям необходимо добавить 5-6 часов на монтаж выравнивающей системы.

Тем не менее, правильно выполненный процесс монтажа и проверки позволит сэкономить деньги, поскольку позволит избежать быстрого износа компонентов в результате ошибок при монтаже и их соприкосновения с другими деталями автомобиля.

Пневматическая подвеска должна быть полностью герметична. Большинство проблем связаны с несоблюдением рекомендаций по проверке герметичности системы. По оценке RideTech, 90-95 процентов утечек связаны с неиспользованием подмоточного материала на резьбовых соединениях и с размещением пневмолиний в непосредственной близости с движущимися частями, что приводит к их повреждению.

Компания также рекомендует убедиться в достаточности зазоров между пневматическими баллонами и другими частями автомобиля, особенно имеющими высокую температуру (например, выхлопными трубами), для предотвращения их повреждения. Правильно установленная система легко проработает не один десяток лет.

Другим важным моментом, который необходимо учесть при монтаже, является общая регулировка системы. Большинство компаний рекомендуют менять амортизаторы автомобиля при установке на него пневматической подвески.

Амортизаторы работают в комплексе с пружинами, поэтому установка дорогостоящей пневматической системы (от 4000 долларов) без замены пружин – бесполезная трата денег. Замена является достаточно простой операцией, значительно улучшающей общую эффективность работы системы.

Несмотря на сложность конструкции, пневматическая подвеска значительно улучшает внешний вид и характеристики автомобиля (при соблюдении правил монтажа и настройки).

pnevmo-podveska.com

Характеристика гидропневматического элемента подвески Устройство пневматической подвески автомобиля

Устройство пневматической подвески автомобиля. Пневматические упругие элементы подвески

В пневматических упругих элементах подвески автомобиля в качестве рабочего тела применяется какой-либо газ, чаще всего воздух. Преимуществом такой подвески является прогрессивность характеристики и обеспечение автоматического регулирования положения кузова автомобиля по высоте. Первые опыты по использованию сжатого воздуха, заключенного в цилиндре, уплотненном рабочим поршнем, не удались. Устройство не имело необходимой герметичности, поршень требовал периодической смазки. В настоящее время применяются исключительно пневмобаллоны в виде мехов или диафрагменные устройства.

В воздушных упругих элементах подвески в качестве рабочего тела используется воздух. Если объем воздуха уменьшится вдвое, то соответственно вдвое увеличится и его давление. Это справедливо во всех случаях, если процесс происходит изотермически, т. е. если температура в начале и в конце процесса сжатия воздуха остается постоянной. Однако в действительности газы при сжатии нагреваются, поэтому давление воздуха растет не линейно, а более интенсивно. Если же помимо всего прочего объем, в котором сжимается воздух, хорошо теплоизолирован, т. е. процесс сжатия близок к адиабатическому, увеличение давления происходит максимально интенсивно. Если же теплоизоляция недостаточна, часть тепла сжимаемого газа рассеивается в окружающее пространство, сжатие происходит по политропе. Этот случай наиболее характерен для реальной эксплуатации автомобилей. Расчетные формулы для определения давления и температуры воздуха в процессе сжатия даны в приложении.

Сжатый воздух чаще всего заключают в резиновые камеры различной формы. На рис. 1 изображено несколько типов таких камер: а — круглый пневмобаллон с двумя гофрами, т. е. гофрированный упругий элемент сильфонного типа; б — пневмобаллон прямоугольного сечения; такая форма очень удобна для размещения на шасси автомобиля; в — диафрагменный упругий элемент; г — комбинированный пневмобаллоно-диафрагменный упругий элемент.

Рис. 1. Несколько типов пневматических элементов подвески автомобиля

а — пневмобаллонный круглый: б — пневмобаллонный овальный; в — диафрагменный; г — комбинированный.

Широко применяются пневмобаллоны с двумя гофрами. Характеристики таких устройств приведены на рис. 2. Для каждой кривой указаны рабочие давления пневмобаллона в среднем (ненагруженном) положении; кривые построены для пневмобаллонов с определенным количеством заключенного в них воздуха либо для пневмобаллонов, имеющих вспомогательный резервуар со сжатым воздухом объемом 5 л (штрихпунктирная линия) или 10 л (штриховая линия). Рабочее давление воздуха в пневмобаллоне обычно равно около 0,6 МПа.

Рис. 2. Характеристика пневмобаллонного элемента подвески

Комбинируя формы кожуха и центрального штока, можно получить необходимые характеристики устройства, что является преимуществом диафрагменных упругих элементов. По мере прилегания диафрагмы к внутренней поверхности кожуха площадь ее рабочей поверхности увеличивается, в результате чего к концу рабочего хода жесткость пружины резко увеличивается. Пример диафрагменного упругого элемента показан на рис. 3.

Рис. 3. Диафрагменный упругий элемент автомобиля Кадиллак

Диафрагменные упругие элементы имеют полость для запаса сжатого воздуха. Характеристика упругого элемента подвески автомобиля Кадиллак (изображенного на предыдущем рисунке) приведена на рис. 4.

Рис. 4. Характеристика упругого элемента

В центральном положении подвеска имеет минимальную жесткость; ближе к концу рабочего хода ее жесткость резко возрастает.

Иногда пневматический упругий элемент оснащают системой автоматического регулирования положения кузова автомобиля по высоте. По мере нагружения автомобиля и опускания его относительно исходного, среднего положения в упругий элемент подвески через три регулировочных клапана поступает воздух из ресивера. При разгрузке автомобиля воздух из упругого элемента частично выпускается в атмосферу. Количество воздуха в ресивер постоянно поддерживается компрессором, работающим от двигателя. Для обеспечения необходимой высоты кузова автомобиля достаточно трех регулировочных клапанов: один устанавливают на переднем, два других — на заднем мосту. При установке четырех клапанов возможен случай, когда весь вес автомобиля будет восприниматься только двумя упругими элементами, диагонально расположенными относительно друг друга, а два других останутся ненагруженными.

Схема замкнутого соединения пневматических упругих элементов показана на рис. 5.

Рис. 5. Замкнутая схема соединения пневматических элементов подвески

1 — регулятор давления (10,5 кгс/см²); 2 — выпуск; 3 — подвод; 4 — передний клапан установки положения кузова по высоте; 5 — предохранительный клапан низкого давления; 6 — обратный клапан низкого давления; 7 — фильтр; 8 — компрессор; 9 — обратный клапан высокого давления; 10 — правый задний клапан установки высоты кузова; 11 — баллон сжатого воздуха высокого давления; 12 — баллон сжатого воздуха низкого давления; 13 — обратный клапан низкого давления; 14 — вентиль для подъема автомобиля.

В систему входят два ресивера сжатого воздуха — высокого и низкого давления. Таким образом, система регулирования воздуха автономна и попадание в нее из окружающего воздуха влаги, которая зимой является причиной замерзания вентилей, исключено.

Пневматический упругий элемент не гасит возникающие в подвеске колебания, в связи с чем в подвеску автомобиля приходится включать амортизатор, как правило, телескопический.

Если оба упругих элемента подвески одного моста подсоединены к общему регулировочному клапану, то при прохождении автомобилем поворота воздух свободно перетекает из одного упругого элемента в другой и ничто не препятствует крену автомобиля. Этот нежелательный, а иногда опасный крен можно устранить, установив в воздушной магистрали упругих элементов Р четыре обратных клапана. В этом случае воздух свободно поступает в упругие элементы, но перетекать из одного в другой уже не может. Для того чтобы регулировочный клапан при разгоне и торможении двигателя не срабатывал слишком быстро, его дополнительно оснащают дросселем, который замедляет открытие клапана от 0,5 до 20 с. Время замедления должно быть больше половины периода собственных колебаний автомобиля, чтобы предотвратить галопирование машины. Необходимо предусмотреть и то, чтобы при поднятии колеса, например для замены шины, регулировочный клапан не выпустил воздух из ресивера.

Объем воздушной полости пневматических упругих элементов при регулировании положения кузова по высоте остается постоянным, изменяется только давление, а значит и количество воздуха в нем. В этом случае частота собственных колебаний подвески также остается постоянной. Пневматическую подвескучасто применяют на автобусах (рис. 6); все большее применение она находит и в легковых и грузовых автомобилях.

Рис. 6. Задняя пневматическая подвеска автобуса SM11

Гидропневматическая подвеска автомобиля. Гидропневматические упругие элементы подвески

Продолжение. Первая часть на этой странице>>>

В гидропневматической подвеске в качестве упругого элемента также используется воздух или другой газ. В этом случае газ заключен в резиновом баллоне и его количество остается постоянным. Положение кузова автомобиля по высоте регулируется изменением количества жидкости, которая передает силу давления газов на рабочий поршень гидроцилиндра. Схема гидропневматического упругого элемента приведена на рис. 7.

Рис. 7. Схема гидропневматического элемента подвески

Элемент состоит из плунжера 1, вставленного в металлический цилиндр, и резервуара 2 с жидкостью, в котором находится резиновая камера 3 со сжатым воздухом.

Для обеспечения эффективной работы подвески производят расчет количества воздуха, его давления и других параметров так же, как и в предыдущем случае. Так как площадь рабочего плунжера постоянна, то характеристика гидропневматического упругого элемента также постоянна и определяется свойствами используемого газа. На рис. 8 приведена характеристика гидропневматического упругого элемента подвески для изотермического процесса (показатель политропы х=1) и для политропного процесса (показатель политропы х=1,35).

Рис. 8. Характеристика гидропневматического элемента подвески при изотермическом (х=1) и политропном сжатии (х=1,35)

Процесс, протекающий в упругом элементе подвески при регулировании положения кузова по высоте с достаточной степенью точности, можно считать изотермическим, так как при загрузке автомобиля газ в упругом элементе подвески сжимается и нагревается. Однако через некоторое время его температура сравнивается с температурой окружающего воздуха. При быстрых изменениях объема газа во время работы подвески процесс протекает по политропе.

В гидропневматических упругих элементах подвески давление газа гораздо выше, чем в пневматических, и достигает 6-10 МПа (60-100 кг/см²). Поэтому такие упругие элементы имеют гораздо меньшие размеры. Плунжерная пара, даже тщательно уплотненная, не может исключить утечек газа, а обеспечить герметичность гидроцилиндра уже не представляет никаких трудностей. Достоинством гидропневматической подвески является то, что масло, находящееся между плунжером и воздушной камерой, осуществляет эффективное гашение вибраций и колебаний кузова автомобиля непосредственно в самом упругом элементе подвески, так что отпадает необходимость в дополнительном гасителе колебаний.

Гидропневматические упругие элементы подвески часто изготовляют с кожухами в виде полусфер, между которыми установлена упругая диафрагма. В верхней части такого элемента подвески находится сжатый воздух, в нижней — масло. Поскольку на диафрагму с обеих сторон действует приблизительно одинаковое давление, она служит только для разделения двух сред, и возникающие в ней механические нагрузки невелики. Если допустить соприкосновение воздуха с маслом, то воздух начнет растворяться в масле, вспенивая его, и эффективность (упругость) подвески ухудшится. Необходимое количество газа закачивается в камеру при изготовлении подвески и лишь иногда приходится его контролировать. На рис. 9 показаны положения диафрагмы при различном нагружении автомобиля: 4 для разгруженного, 3 для частично нагруженного и 2 для полностью нагруженного автомобиля, а также положение 1 при вывешивании моста на упоры.

Рис. 9. Положения диафрагмы при разных нагрузках автомобиля

В случае полной разгрузки упругого элемента подвески, например при ее демонтаже, желательно ограничить деформацию мембраны каким-либо упором в виде пластины с небольшими отверстиями для перетекания масла из одной полости в другую, чтобы она не прорвалась под действием высокого давления газов.

На рис. 10 приведена гидропневматическая подвеска автомобиля Ситроен GS.

Рис. 10. Автомобиль Ситроен GS с гидропневматической подвеской и регулировкой положения кузова по высоте

1 — жидкость; 2 — газ; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — резиновая камера; 6 — рычаг.

Схема гидропневматической подвески автомобиля Ситроен GS дана на рис. 11.

Рис. 11. Схема гидропневматической подвески автомобиля Ситроен GS

Хорошо видны пневматические элементы подвески 9 и 10 сзади и 4 и 6 спереди. Рычажок 13 служит для ручного изменения клиренса автомобиля при переезде через высокие препятствия или для выезда из низкого гаража. Масло под давлением поступает в амортизатор через регулировочные клапаны 8, 12 из масляного аккумулятора 7, постоянно дополняемого насосом 3, приводимым от двигателя. Регулировочные клапаны управляются с помощью специальных торсионов 5 и 11. Масло из резервуара 2 поступает к клапану 1 масляного аккумулятора 7. На автомобиле установлены два регулировочных клапана — на переднем и заднем мостах.

В связи с тем, что в процессе работы гидропневматического элемента подвески количество газов в нем не изменяется, а изменяется лишь его объем, частота собственных колебаний подвески автомобиля в зависимости от нагрузки будет постоянна. В отличие от нерегулируемых упругих элементов с линейной характеристикой жесткость гидропневматической подвески при полной загрузке автомобиля выше, чем у незагруженного автомобиля.

Диафрагменная гидропневматическая подвеска, например, Гидрагаз, устанавливаемая на автомобиле Остин-Аллегро, отличается от других вариантов подобных подвесок тем, что в них, как и в пневматических подвесках, давление жидкости передается на автомобильное колесо не с помощью плунжера, а через диафрагму. Необходимые характеристики гидропневматических элементов подвески достигаются приданием специальной формы корпусу и стержню, огибаемым диафрагмой. Это устраняет недостаток обычных гидропневматических подвесок, который заключается в том, что с ростом нагрузки частота собственных колебаний подвески увеличивается. Большая площадь мембраны позволяет снизить рабочее давление жидкости; это способствует более благоприятному режиму нагружения мембраны.

Устройство упругого элемента подвески Гидрагаз показано на рис. 12.

Рис. 12. Элемент подвески Гидрагаз в разрезе

Интересно конструктивно решен резиновый клапан 1 гасителя колебаний, который работает надежно, бесшумно и долговечно. Рабочий газ (азот) заключен в верхней части корпуса амортизатора 2 и отделен от жидкости диафрагмой. Жидкость в верхней части камеры 3 передает давление от верхней диафрагмы на нижнюю, опирающуюся на фигурный палец С, соединенный с неподрессоренной частью моста автомобиля. Патрубок 4 служит для соединения нескольких упругих элементов подвески в единую гидросистему. Упомянутый выше клапан 1 гасителя колебаний, показанный в правой части рисунка в разобранном виде, состоит из нескольких частей. Тарелка 5 клапана для сжатия упругого элемента опирается на резиновую вставку 6, закрывающую выступами 7 два противоположных круглых отверстия 8 и длинные овальные отверстия 9 в перегородке между обеими половинами камеры 3. Разгрузка подвески происходит с помощью резиновой нижней вставки 10, ориентированной под углом 90° относительно верхней вставки 6 и открывающей клапан при перемещении пальца С вниз. Вставка 10 опирается на чашку 11.

Оба клапана работают в одном направлении и имеют прогрессивную характеристику. При повышении давления жидкости в упругом элементе подвески оно через отверстия передается вставке, которая приподнимается и пропускает жидкость из нижней камеры в верхнюю. Увеличенное количество жидкости в верхней камере 3 через диафрагму сжимает азот в газовой камере 2; жесткость подвески увеличивается. При разгрузке колеса отверстия клапана закрываются, и жидкость перетекает обратно в нижнюю камеру через другой, разгрузочный клапан, работающий точно по такому же принципу, но в обратном направлении. Маленькие круглые отверстия работают при низких давлениях; представляя малое сопротивление для перетекающей жидкости, они увеличивают чувствительность подвески к малым неровностям дороги.

При езде по очень неровной дороге начинают работать большие овальные отверстия, причем их проходное сечение прогрессивно изменяется при большем или меньшем отклонении резиновой вставки в зависимости от величины перепада давления в обеих камерах.

Упругий элемент такого типа не регулирует высоту кузова автомобиля, но зато отпадает необходимость в насосе с приводом от двигателя, в резервуаре с жидкостью под давлением, в системе трубопроводов и регулировочных клапанов. Такая подвеска дешевле, надежнее и долговечнее.

Самоустанавливающиеся гидропневматические подвески конструктивно более просты; для них не нужны резервуар масла под давлением, насос, приводимый от двигателя автомобиля, и трубопроводы. Каждый амортизатор с упругим элементом оснащен собственным насосом, приводимым за счет перемещений моста; насосы нагнетают масло, необходимое для поддержания постоянства положения кузова автомобиля по высоте, и одновременно выполняют функции регулировочного клапана. Такой амортизатор может быть установлен на автомобиль как самостоятельное устройство или в сочетании с другим каким-нибудь нерегулируемым упругим элементом подвески, например, цилиндрической пружиной.

На рис. 13 показаны шесть основных узлов гидропневматической подвески.

Рис. 13. Шесть основных узлов гидропневматической подвески

Упругий элемент 1 имеет регулировочный клапан 2, установленный в магистрали гидравлического аккумулятора 3 давления, обслуживаемого насосом 4. Кроме того, в гидросистему подвески входит бачок 5 для запаса масла. Гаситель колебаний 6 может быть самостоятельным узлом или встроенным непосредственно в упругий элемент подвески. Все перечисленные узлы в том или ином виде входят в состав любой самоустанавливающейся подвески.

Рис. 14. Амортизатор автомобиля Татра 603

1 — цилиндр; 2 — плунжер; 3, 4 — сальники высокого давления; 5 — сальник низкого давления; 6 — перепускное отверстие под вставкой; 7, 8 — цилиндрические резиновые диафрагмы; 9 — наружный поршень; 10 — отверстия во вставке 7; 11 — клапан гасителя колебаний; 15 — емкость с запасом масла; 18 — плунжер регулировочного насоса; 19, 20 — регулировочные каналы; 21 — впускной клапан; 22 — выпускной клапан; 23 — пробка дли закачивания газа; 24 — пробка для залива масла; 25 — резиновый упор.

Самоустанавливающаяся подвеска (рис. 14) имеет регулировочный насос, плунжер 18 которого перемещается при работе подвески и перекачивает масло из резервуара 15 по каналу 19 внутрь цилиндра регулировочного насоса. При нагружении автомобиля плунжер 18 перемещается вверх, внутрь цилиндра, и перекрывает выходное отверстие 19. При этом в процессе возвратно-поступательных перемещений плунжера масло всасывается через впускной клапан 21 и выпускной 22 в полость рабочего цилиндра над поршнем 2. Перекачивание масла продолжается до тех пор, пока поршень 2, механически связанный с плунжером 18, не выйдет из цилиндра и не поднимет кузов автомобиля до исходного среднего положения. При этом плунжер 18 открывает отверстие 19 в стенке цилиндра, в результате чего регулировочный насос прекращает работать и подъем автомобиля прекращается.

При разгрузке автомобиля плунжеры 18 и 2 перемещаются вниз до уровня, при котором открывается отверстие 20, и масло под давлением из полости над плунжером 2 будет выходить через цилиндр регулировочного насоса и канал 19 обратно в бачок запасного масла 15 до тех пор, пока плунжер 18 не перекроет сливное отверстие 20. При этом кузов автомобиля опустится до среднего положения. В диапазоне хода плунжеров между отверстиями 19 и 20 роль упругого элемента выполняет нерегулируемая пружина.

Плавное подрессоривание автомобиля обеспечивается сжатым воздухом, заключенным между юбкой 9 и цилиндрической диафрагмой 8. Масло из рабочего гидроцилиндра поступает под эту диафрагму через отверстия 6 в верхней части цилиндра 1 и отверстия 10 в стакане 7. Гашение колебаний кузова обеспечивается с помощью клапанов 11, регулирующих поступление масла в пространство под плунжером 2. Плунжер внизу уплотнен сальниками высокого давления 3 и 4, а пространство под сальниками соединено каналом 13 с масляным бачком 15 для слива масла (другой сальник низкого давления 5 плунжера и является уплотнением для низкого давления масла в сливном масляном бачке).

Резиновый упор 25 обеспечивает колебания плунжера и работу насоса и в случае полного вытекания масла из рабочего цилиндра после длительной стоянки автомобиля.

http://avtomotoklyb.ru/ustroistvo-pnevmaticheskoi-podveski-uprugie-elementy-2.html

studfiles.net

Устройство пневматической подвески, установка своими руками

Пневмоподвеска – вид автомобильной подвески с регулируемым дорожным просветом, такая конструкция часто используется на грузовиках, кроссоверах, легковых авто премиального класса. Пневматика в ходовой части обеспечивает плавность хода, позволяет адаптироваться автомобилю под различные дорожные условия. В этой статье будет рассмотрено устройство пневматической подвески, недостатки и преимущества ходовой части с пневмоэлементами, а также возможность установки такого типа устройства самостоятельно.

Хотя в основном фабричные элементы пневматической подвески (ПП) стоят недешево, находится немало автовладельцев, желающих произвести тюнинг – модернизированная подвеска автомобиля своими руками обходится значительно дешевле, чем штатная, изначально установленная на машине. Еще большой плюс самодельной сборки заключается в том, что некоторые компоненты пневмосистемы можно приобрести достаточно дешево, не покупать готовый комплект.

Типы пневмоподвесок, основные элементы

Самые главные элементы любой автомобильной пневмоподвески – пневматические упоры, являющиеся упругими элементами, нередко устанавливаются вместо штатных амортизаторов и параллельно выполняют их функции. Регулировка положения кузова над дорогой может осуществляться как вручную, так и автоматически, пневматические системы бывают разные по сложности и своим конструктивным особенностям. ПП обычно состоит из следующих компонентов:

  • упругих пневмоэлементов (пневмостоек), являющихся исполнительными механизмами;
  • компрессора, обеспечивающего подачу сжатого воздуха в пневмосистеме;
  • ресивера – накопителя сжатого воздуха;
  • воздушных магистралей, соединяющих компоненты системы в одно целое;
  • блока управления пневмоподвеской;
  • различных датчиков (ускорения и положения кузова, ускорения колес).

Если пневмоэлементы одновременно являются и амортизационными стойками, появляется возможность регулировать не только клиренс, но и жесткость подвески. Существует три основных типа ПП:

  • одноконтурный – подвеска колес устанавливается на заднюю ось, обычно применяется на тягачах и грузовиках для регулировки жесткости;
  • двухконтурный – такой вид подвески может устанавливаться и на одну, и на обе оси, если используется для одноосной конструкции, появляется возможность осуществлять регулировку клиренса на каждое колесо;
  • четырехконтурный тип – здесь регулировка положения кузова над дорогой осуществляется по каждому колесу. Это самый сложный тип пневмоподвески, как правило, оснащается автоматическим управлением, соответственно, электронным блоком.

На системах с автоматическим управлением пневмоподвеска является адаптивной, то есть, сама, без участия водителя меняет жесткость амортизаторов и дорожный просвет в зависимости от состояния дорожного покрытия и скорости.

Устройство пневматической подвески грузового автомобиля

Первоначально пневмоэлементы в шасси применялись американцами в авиации и на военных грузовых машинах, на представительских легковушках появились в начале тридцатых годов прошлого столетия. В настоящее время «пневмо» чаще всего используется на большегрузных авто и седельных тягачах, на легковых автомобилях встречается не так часто по причине дороговизны деталей.

На грузовых авто могут применяться различные типы пневмоподвесок, чаще всего пневмоэлементы размещается между рамой и мостом с помощью специальных кронштейнов, а сама конструкция бывает:

  • рессорной;
  • независимого типа (на пружинах):
  • торсионной.

Преимущественно на грузовиках применяется одноконтурная (двухконтурная) ПП, и устанавливается она в основном на задней оси, хотя последнее время нередко оснащается пневмоэлементами и передняя независимая подвеска, которая встречается и на автобусах иностранного производства.

Еще грузовой автотранспорт может оснащаться гидропневматикой, гидропневматические стойки одновременно выполняют роль и гасителей колебаний (амортизаторов), и упругих элементов. Гидропневматика с успехом применяется на машинах с независимой подвеской, используется на вездеходах, прицепах и полуприцепах.

Одна из последних разработок пневмогидравлической подвески – DTS, такая система оснащена современной электроникой, обладает способностями:

  • стабилизировать крены в любых дорожных условиях;
  • воспринимать большие нагрузки на ось;
  • гибко менять жесткость амортизационных элементов.

В пневмогидроподвеске типа DTS независимо управляемым является каждое колесо, система обеспечивает при движении оптимальное соотношение комфорт/ безопасность.

Преимущества и недостатки пневматической подвески

Как и любой узел в автомобиле, ПП имеет свои плюсы и минусы, к основным достоинствам пневмоподвески следует отнести:

  • плавность хода;
  • низкий уровень шумов при движении;
  • изменение клиренса в зависимости от дорожных условий;
  • возможность регулировки жесткости подвески.

Особенно удобна в эксплуатации адаптивная пневмоподвеска, она позволяет увеличивать жесткость при вхождении автомобиля в повороты, тем самым минимизируя крены и повышая устойчивость машины. При движении авто по прямой ровной трассе адаптивная ПП снижает дорожный просвет, за счет чего улучшается аэродинамика, уменьшается расход топлива.

К сожалению, у пневматической подвески есть и серьезные недостатки:

  • низкая ремонтопригодность – при выходе элементов ПП из строя практически все они подлежат только замене, восстановить детали невозможно;
  • непереносимость низких температур, на морозе пневматические стойки часто отказываются работать;
  • высокая стоимость запчастей;
  • на многих моделях авто слабая защищенность датчиков и проводки.

Как правило, детали пневматики быстрее выходят из строя, чем элементы обычной подвески, а замена частей требует более высокой квалификации от авторемонтников.

Пневмоподвеска своими руками

Чаще всего автовладельцы самостоятельно устанавливают одноконтурные или двухконтурные ПП с ручным управлением, автоматическая четырехконтурная пневмоподвеска обходится слишком дорого, особенно нет смысла ее ставить на бюджетные автомобили. Самый простой вариант самостоятельной пневматической подвески – купить готовый комплект, хотя монтаж здесь занимает тоже не слишком мало времени, но удобство заключается в том, что в наборе есть все необходимые запчасти, прилагается инструкция. Минус установки готового комплекта – относительно большая стоимость, например, на Ладу Приору/ Гранту детали ВАЗ BAGONE будут стоить в районе 40 тысяч рублей и больше, и это в базовом варианте.

Комплект пневмоподвески на Ладу можно собрать самому, он получится дешевле, если некоторые детали будут не только от Лады, например:

  • пневмоподушки – от кабины Скания;
  • соединительные трубки – с тормозной системы грузовика (ПВХ);
  • ресивер – газовый баллон ВАЗ-2109;
  • электромагнитные клапаны – от газобаллонного оборудования;
  • компрессор – типа Falcon 820 или Беркут (модель R17 или R20, второй вариант будет предпочтительнее).

Такая мелочь как тумблеры, фитинги или манометр стоят совсем недорого, продаются не только в автомобильных, но и хозяйственных магазинах, на рынке.

Но «сборный» вариант монтажа пневмоподвески отнимет больше времени, потребует дополнительной подгонки деталей по месту. Вероятнее всего, потребуется и помощь токаря, например, для выточки проставок, точной посадки пневмоподушек на амортизационные стойки.

Важные моменты при самостоятельной установке пневмоподвески

При подборе запчастей пневмоподвески стоит учесть несколько важных моментов, от них зависит, как будет функционировать система, все ли вас устроит в ее работе:

  • амортизаторы – они должны быть оптимальной длины, если корпуса будут слишком длинные, машина не сможет опуститься на нужный уровень, к тому же ход штока может быть недостаточным. Проверить, подходит ли длина стоек, очень просто – необходимо снять пружины, допустим, сзади, опустить автомобиль, но не снимать амортизаторы. Если посадка авто по нижнему уровню вас не устроила, нужно покупать новые стойки. Еще у двухтрубных амортизаторов рабочий ход штока больше, чем у однотрубных, что тоже следует учитывать;
  • пневмоподушки – бывают разных типов и размеров, есть подушки, которые нужно собирать, и существуют детали, полностью готовые к установке. От конкретной модели пневмоподушки зависит, насколько машина может низко опуститься, какой у подвески будет дроп (подъем кузова над дорогой). Если приобретается подушка, например, типа «бублик», нужно учитывать, что для нее придется вытачивать переходники, устанавливать штуцер подвода воздуха;
  • клапана (кнопки регулирования положения подвески) – могут быть механическими и электрическими, в виде блока. Механические клапаны устанавливать нежелательно, так как у них много минусов (хотя они и надежные) – низкая производительность (слишком долгое опускание/ подъем), сложность с размещением этих элементов в салоне;
  • трубки – при протягивании трубопровода нельзя допускать заломов, резких перегибов, поэтому желательно подбирать магистраль по возможности меньшего диаметра. Оптимальный вариант – использовать соединительные шланги РВД, но у них есть два минуса – высокая цена, и к ним необходимо приобретать специальные переходники;
  • фитинги – не стоит покупать дешевые китайские переходники, соблазняясь низкой стоимостью деталей, если трубка, выходящая из штуцера, будет находиться даже под небольшим углом, возможно травление воздуха. Еще желательно устанавливать все фитинги одного диаметра – слишком тонкие штуцеры снижают пропускную способность воздушной магистрали, также воздух хуже проходит через фитинги типа «уголок»;
  • ресивер – должен обязательно иметь отвод для слива конденсата, входной и выходной штуцер, выход для подсоединения манометра. Также в системе обязательно присутствие клапана аварийного давления, если он не будет установлен, давление может превысить норму, и тогда ресивер разорвет, какие будут последствия, говорить не стоит.

Пневмоподвеска – это комфорт и удобство в управлении автомобилем, но прежде чем задумываться о проведении такого тюнинга, следует для начала прикинуть свой бюджет. Даже самостоятельная установка с учетом максимальной экономии обойдется недешево, придется немало потратить времени, но ведь за комфорт приходится платить.

avtobrands.ru


Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf