Устройство пневматической подвески автомобиля: Пневматическая подвеска автомобиля: описание и принцип работы

Содержание

Пневматическая подвеска автомобиля: описание и принцип работы

В современном автомобиле почти не осталось механических или электрических систем в чистом виде. Комплексное использование разных источников энергии и различных вариантов ее поглощения — вот формула автомобиля сегодня. Едва ли не самой показательной в этом плане будет пневматическая подвеска. Здесь переплелось все — пневматика, механика, электроника. Каждый элемент пневматической подвески работает на комфорт и управляемость, а как именно — узнаем прямо сейчас.

Особенности пневмоподвески автомобиля

Пневматическая подвеска в чистом виде существует только в теории. На практике так называют достаточно сложный комплекс механизмов и узлов разных типов. В этой подвеске пневматическим остается только сам упругий элемент, который заменяет классические пружины, рессоры или торсионы. Тем не менее это позволяет пневмоподвеске получить массу преимуществ перед другими конструкциями. Основное — плавность хода и возможность регулировки клиренса автомобиля.

Пневматическая подвеска
Пневматическая подвескаОбщий вид пневматической подвески Mercedes ml350

Реализация пневмосистемы невозможна без заимствования элементов подвесок других типов: МакФерсон, многорычажной подвески (Multilink), адаптивной и гидропневматической. Пневмоподвеска имеет достаточно высокую стоимость, поэтому в основном она находит применение на автомобилях премиум-сегмента. Хотя несколько десятилетий назад предпринимались попытки использовать ее на массовых моделях, таких как Ситроен СХ.

Задняя тележка тягачаЗадняя тележка тягачаПневморессоры на трехосном тягаче

Пневматические подвески получили широкое распространение в большегрузном транспорте и в автобусах, поскольку грузоподъёмность, габариты и особенности применения такой техники позволяют в полной мере реализовать все преимущества пневматики. Легковые подвески данного типа сложны по конструкции и работают, как правило, с амортизаторами регулируемого типа под управлением электроники. Такие системы называют адаптивной подвеской.

Конструкция классической пневмоподвески

УстройствоУстройствоСхема пневматической подвески

За несколько десятков лет, в течение которых пневматическая подвеска устанавливалась на серийные автомобили, она успела доказать свою выносливость, работоспособность и, главное, практичность. Основные элементы пневматической подвески:

  • пневматические упругие элементы;
  • компрессор;
  • ресивер;
  • датчики положения кузова;
  • система управления.

Пневмоэлементы

Устройство пневмостойкиУстройство пневмостойкиКонструкция стоек пневмоподвески

Пневмобаллоны, пневматическая рессора, упругий элемент, называть их можно по-разному. Суть от этого не меняется. Задача пневмоэлемента состоит в том, чтобы эффективно воспринимать нагрузки от неровностей дороги и сохранять клиренс автомобиля на заданном уровне. Для этого ему необходимо поддерживать определённое давление воздуха и сохранять его в своём объеме. Конструктивно пневмобаллон может быть либо выполнен  вместе с амортизатором, либо устанавливаться отдельно.

Если это комплексное решение, то амортизатор и пневмоподушка будут называться пневмостойкой. Она аналогична  МакФерсону, только вместо пружины — резиновая камера, заполненная воздухом. Некоторые виды пневмоподушек имеют ограничительные клапаны давления, а некоторые – пневмоаккумуляторы, чтобы не так зависеть от давления, которое создаёт следующий элемент системы.

Компрессор

Его задача сводится к тому, чтобы обеспечивать все пневморессоры воздухом под заданным давлением. Это не просто компрессор, а цепь элементов, контролирующих подачу воздуха и общее давление в системе; кроме того, в конструкцию компрессора обязательно входит осушитель для предотвращения накапливания влаги в системе.

Ресивер

Элементы пневмосистемы Ауди
Элементы пневмосистемы АудиПневмоподвеска Ауди А5

Ресивером называют резервуар, который служит для накопления сжатого воздуха и дальнейшего поддержания заданного давления в системе. Это необязательный элемент, однако его применение крайне желательно, тк позволяет не заставлять компрессор качать воздух постоянно. После понижения давления в ресивере до определенного предела электроника даст команду компрессору на включение.

Система управления

Электронная система управления следит за давлением в пневмобаллонах и распределяет его по каждому из них. Для этого в систему пневматической подвески интегрированы ограничительные и перепускные клапаны. Датчики контролируют работу пневмосистемы, положение кузова, скорость движения автомобиля, качество дорожного покрытия, угол поворота рулевого колеса и положение педали акселератора.

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.

Пневматическая подвеска

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.

Регулируемый клиренс автомобиля

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.

Пневмобаллоны

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.

Пневмокомпрессор

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.

Пневмолинии

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

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.

Пневмоклапаны

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.

Комплект пневматической подвески

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.

Четырёхконтурная пневмоподвеска

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.

Монтаж пневмоподвески

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.

Пневматические амортизаторы

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).

что это в автомобиле, устройство и принцип работы

Параметры автомобильной подвески обычно задаются на этапе конструирования. При этом разработчики вынуждены оставаться в рамках сложной системы компромиссов, поскольку одни и те же свойства не могут одинаково хорошо показывать себя в разных условиях. Возникает естественная потребность оперативно вмешиваться и изменять характеристики по ходу эксплуатации. Поэтому, а также по ряду других причин, на автомобилях стали применять пневматические подвески.

Содержание статьи:

Что в машине называется пневмоподвеской

В основе пневматической подвески лежит свойство газов увеличивать своё давление при уменьшении объёма. Если заключить атмосферный воздух внутри эластичного пневмобаллона, то он начинает вести себя подобно обычной металлической пружине.

Нагнетая дополнительный воздух в этот объём или наоборот, стравливая его часть, можно получить эффект изменения жёсткости этой пружины. Что гораздо сложнее реализовать в случае более традиционных листовых или спиральных рессор, а также торсионов.

Отличия от классической подвески

Использование данного свойства пневмобаллона означает, что отличия от более традиционных видов подвесок ограничены только используемым упругим элементом. Всё прочее, то есть демпфирующие и направляющие элементы, остаётся без изменений, по крайней мере качественных.

Некоторые изменения в конструктиве всё же происходят. Хотя они настолько незначительны, что наборы пневмоподушек с компрессорами, ресиверами и системой воздушных магистралей, клапанов, датчиков и устройств управления могут изготавливаться, продаваться и устанавливаться на серийные автомобили в порядке тюнинга.

Читайте также: Общее устройство подвески Hydractive, принцип работы и цена ремонта

Ещё они могут предлагаться самими автомобильными фирмами в качестве опции на стандартно комплектуемые пружинами модели.

Более кардинально изменения сделаны в подвесках грузовиков. Некоторые полезные свойства пневмоподвесок настолько удачно вписываются в концепцию тяжёлой машины с большой разницей между массой в пустом и гружёном состояниях, что автомобили изначально разрабатываются под пневмоэлементы вместо массивных и крупногабаритных рессор с подрессорниками.

Разновидности

Принципиально различные исполнения пневматики отличаются количеством каналов управления жёсткостью:

  • одноканальная система, когда пневмоэлементы установлены на одной оси и питаются от одной общей воздушной магистрали;
  • двухканальная, задействованы обе оси, но нет разделения на правую и левую сторону;
  • четырёхканальная, можно раздельно управлять подвеской каждого колеса.

В первом случае система упрощена и выполняет обычно только функцию компенсации загрузки задней оси, на которую приходится основная дополнительная масса у грузовых автомобилей. Естественно, таких осей может быть несколько, но поскольку они расположены рядом и фактически просто нужны для распределения общей массы гружёного автомобиля на несколько колёс, что связано с ограничениями на грузоподъёмность шин и нагрузочную способность дорожного покрытия. Но работают все подвески абсолютно параллельно, воздух поступает в баллоны под одним и тем же давлением.

Второй вариант более продвинут, управлять можно и положением передней оси относительно кузова. Машина позволяет более гибко регулировать угол продольного наклона кузова и изменять дорожный просвет, в том числе и под передней частью шасси.

Третий случай самый совершенный, система способна отслеживать неравномерность поперечного расположения груза в автомобиле, не допуская перекосов подвесок. Обычно всё происходит автоматически по командам от датчиков, следящих за ходом подвески каждого колеса.

Принцип работы

На самом деле пневмоподвесок множество, есть смысл рассмотреть наиболее популярный вариант, например, применённый на внедорожниках Toyota Land Cruiser.

Здесь чаще всего применяется двухканальная система регулирования, но работающая только на задней оси. То есть можно управлять высотой кузова в зоне размещения задних пассажиров и багажника раздельно слева и справа.

Передние колёса здесь стабильно загружены массивным двигателем и трансмиссией, особой необходимости в применении пневматики там нет. Ограничились установкой электроуправляемых амортизаторов, которые применяются именно с опциональной пневмоподвеской задних колёс.

Это интересно: Что такое шасси в автомобиле, назначение и принцип работы

Работать подвеска может под управлением автоматики, вмешательство водителя ограничивается ручной установкой переключателя на максимальный подъём кузова или предельно допустимое опускание.

В любом случае автоматика отслеживает скорость автомобиля и переводит подвеску в среднее положение из соображений безопасности и управляемости.

Функций у системы контроля несколько:

  • сбор данных о скорости автомобиля, текущей высоте правой и левой стороны кузова, положении ручного переключателя;
  • включение компрессора для добавления воздуха в пневмобаллоны и пополнения ресивера;
  • перевод подвески из крайних положений в рабочее по двум предусмотренным пороговым значениям скорости;
  • удержание давления перекрытием всех клапанов;
  • включение особого режима увеличенной артикуляции заднего моста при определении нахождения на бездорожье, контролируется разница в показаниях датчиков правой и левой сторон, а также разница в скорости вращения колёс, то есть одно из них могло разгрузиться и потерять сцепление с дорогой;
  • поперечное выравнивание кузова в том случае, когда давление в баллонах разное, а режим бездорожья отсутствует.

Для выполнения всех задач в системе имеется компрессор, использующий обычный забортный воздух, накопительный ресивер, набор клапанов и электронный блок управления подвеской.

Воздух может переходить при открытии соответствующих клапанов между всеми узлами управления и пневмобаллонами подвески, установленными над задней осью вместо обычных пружин.

Амортизаторы могут быть обычными гидравлическими или с электронным управлением, но к работе пневмосистемы они отношения не имеют, в отличие от пневмогидравлических подвесок, более сложных и совершенных.

Устройство

Большинство элементов системы размещено под днищем автомобиля в пределах его рамы. Все они связаны между собой воздушными трубопроводами и электрическими цепями.

Пневмоэлементы

Пневмоподушки представляют собой цилиндрические баллоны из прочной армированной резины. С одной стороны, они соединены с рамой, а с другой – с неразрезным задним мостом автомобиля.

В каждом баллоне имеется штуцер, к которому через клапан подключена воздушная магистраль. В зависимости от нагрузки и количества закачанного воздуха высота пневмоэлемента меняется, что влечёт за собой подъём или опускание кузова над дорогой.

Одновременно они служат упругим элементом подвески, то есть дополнительных пружин или рессор не предусмотрено.

Подушки могут быть соединены между собой при включении выравнивающего клапана.

Компрессор

Для нагнетания воздуха служит обычный компрессор поршневого или мембранного типа, снабжённый ресивером и фильтром. Включение и выключение компрессора осуществляется через электронное реле, расположенное в блоке управления.

Между компрессором и всей пневмосистемой ставится дополнительный осушитель, препятствующий накоплению влаги в баллонах и магистралях. Здесь же стоит атмосферный клапан сброса лишнего воздуха.

Ресивер

Ресивер выполняет роль аккумулятора сжатого воздуха, что позволяет уменьшить нагрузку на компрессор и более оперативно управлять ресурсами энергии в системе.

Так, например, при необходимости быстро сбросить давление в баллонах открывается клапан ресивера и воздух уходит именно в него, только часть может быть сброшена в атмосферу.

Точно так же происходит и частичное пополнение баллонов без лишних затрат моточасов компрессора.

Система управления

В управляющую систему входит отдельный электронный блок контроля пневмоподвески, набор электропневмоклапанов, ручной переключатель уровней кузова и датчики положения его правой и левой сторон.

Собираются также сигналы о скорости автомобиля и даже об открытии дверей кузова. Алгоритмы работы прошиты в памяти процессора электронного блок и достаточно сложны. Вплоть до наличия незадокументированных функций.

Система допускает сервисные регулировки, в основном сводящиеся к калибровке положения датчиков подвески по методике из инструкции. Можно использовать диагностический сканер или обычный мультиметр.

Датчики достаточно просты, это потенциометры с приводом от рычагов задней подвески, регулируемым по высоте.

Плюсы и минусы

Все достоинства системы определены возможностью её автоматической регулировки и применению газа в качестве упругой среды:

  • можно оперативно изменять высоту кузова для обеспечения либо высокой проходимости, либо улучшенной управляемости при понижении центра тяжести автомобиля;
  • при опускании кузова в крайнее положение облегчается загрузка багажника;
  • пневмоэлементы работают лучше, чем металлические пружины, что повышает комфорт на неровностях, у газа практически отсутствует внутреннее трение;
  • установленный клиренс автомобиля не зависит от его нагрузки;
  • отсутствует эффект потери комфорта на ненагруженном автомобиле;
  • можно вводить дополнительные режимы работы, например описанный выше способ увеличения артикуляции мостов.

Без недостатков тоже не обходится:

  • пневмобаллоны имеют ограниченный ресурс из-за старения резины;
  • стоимость баллонов гораздо выше, чем у обычных пружин;
  • имеющиеся дополнительные устройства и узлы пневматики и электроники существенно повышают стоимость подвесок;
  • из-за большого количества относительно деликатной пневматики снижается надёжность подвески, автомобиль может внезапно «упасть» на дорогу или перекосить кузов при отказе одного баллона;
  • размещение элементов под днищем сильно сокращает их ресурс из-за коррозии.

Пневматические подвески однозначно оправданы на тяжёлых грузовых автомобилях. Во всех прочих случаях это полезная опция, за которую приходится доплачивать.

Поэтому и применяется она лишь на вполне определённом круге автомобилей, в основном на внедорожниках премиум-сегмента. Хотя приобрести и установить набор пневмоподвески могут владельцы и многих других машин.

Устройство пневмоподвески автомобиля — F.A.Q. и статьи

При движении по неровностям дороги на колёса автомобиля действуют ударные нагрузки. Эти нагрузки через систему подрессирования и направляющие элементы передаются на кузов автомобиля. Одна из задач подвески — демпфирование этих нагрузок.

При рассмотрении конструкции системы подрессоривания следует всегда различать её упругие и демпфирующие элементы.

Благодаря их совместному действию достигаются:

 

Безопасность

Сохраняется постоянный контакт колеса с дорогой, имеющий большое значение для эффективной работы тормозов и точности рулевого управления. Комфорт

Под этим понятием подразумевается защита пассажиров от воздействия колебаний, угрожающих их здоровью или создающих неприятные ощущения, а также сохранение целостности перевозимого груза.

Надёжность работы

Под этим понятием подразумевается защита кузова и агрегатов автомобиля от высоких ударных и вибрационных нагрузок.

При движении автомобиля его кузов испытывает не только поступательные перемещения вверх и вниз, но и колебания вокруг продольной, поперечной и вертикальной осей и вдоль них.

Наряду с кинематикой подвески, система подрессоривания также оказывает существенное воздействие на эти перемещения и колебания.

Поэтому правильный подбор упругих и демпфирующих элементов подвески (компонентов системы подрессоривания) имеет важное значение.

 

 

Система подрессоривания

В качестве несущих компонентов системы подрессоривания выступают упругие элементы, расположенные между подвеской и кузовом. Эта система дополняется шинами и сиденьями, имеющими собственную упругость.

Упругие элементы могут быть выполнены из стали, резины/эластомеров, а также использовать в качестве рабочего тела газы/ воздух. Возможно и комбинированное использование перечисленных материалов.

В подвеске легковых автомобилей обычно используются стальные упругие элементы. Стальные упругие элементы имеют самые разные конструктивные исполнения, среди которых самое широкое распространение получили винтовые пружины.

Пневматическая подвеска, используемая уже в течение долгого времени на грузовых автомобилях, благодаря своим достоинствам всё больше входит в употребление и на легковых автомобилях.

Существуют понятия подрессоренные массы автомобиля (кузов с трансмиссией и частично ходовая часть) и неподрессоренные массы автомобиля (колёса с тормозными механизмами, а также частично массы ходовой части и приводных валов).

 

Жесткость и эффективность демпфирования системы подрессоривания обуславливают частоту собственных колебаний кузова автомобиля

Неподрессоренные массы

Неподрессоренные массы стараются уменьшить, чтобы минимизировать их влияние на характеристику колебаний (частоту собственных колебаний кузова). Кроме того, благодаря малой инерции таких масс снижаются ударные нагрузки на неподрессоренные узлы конструкции и значительно улучшается характеристика работы подвески. Эти факторы ведут к заметному повышению комфорта в движении.

Примеры снижения величин неподрессоренных масс:

Алюминиевый колесный диск с пустотелыми спицами

Узлы шасси (поворотный кулак, корпус ступичного подшипника, рычаг подвески и т. д.) из алюминия

Тормозной суппорт из алюминия

Оптимизированные по массе шины

Оптимизация массы деталей ходовой части (например, ступиц колёс)

 

Колебания

Если подрессоренная масса будет выведена из положения равновесия некоторой силой, то в упругом элементе возникнет восстанавливающая сила, которая позволит массе выполнить движение возврата. При этом масса «проскакивает» положение равновесия, и при этом вновь возникает восстанавливающая сила. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока из-за сопротивления воздуха и внутреннего трения в упругом элементе колебания не затухнут.

Частота собственных колебаний кузова

Колебания характеризуются величиной амплитуды и частотой. При настройке ходовой части особое значение имеет частота собственных колебаний кузова. Частота собственных колебаний неподрессоренных масс находится для автомобиля среднего класса в пределах 10-16 Гц. Путём соответствующей настройки подвески частота собственных колебаний кузова (подрессоренной массы) доводится до 1-1,5 Гц

Частота собственных колебаний кузова в основном определяется характеристиками упругих элементов (жёсткостью) и величиной подрессоренной массы.

 

Большая масса или мягкие упругие элементы обуславливают низкую частоту собственных колебаний кузова и большой ход подвески (амплитуду).

Небольшая масса или жёсткие упругие элементы обуславливают высокую частоту собственных колебаний кузова и малый ход подвески.

В зависимости от индивидуальной восприимчивости частота собственных колебаний кузова ниже 1 Гц может вызывать тошноту. Частоты более 1,5 Гц ухудшают комфортность езды, а, начиная с величины около 5 Гц, ощущаются как вибрация.

 

Определение

Колебания Перемещение массы (кузова) вверх и вниз.

Амплитуда Наибольшее отклонение колеблющейся массы от положения равновесия (амплитуда колебаний, ход подвески).

Период Время одного колебания.

Частота Число колебаний (периодов) за единицу времени (секунду).

Частота собственных колебаний кузова Число колебаний подрессоренной массы (кузова) за единицу времени (секунду).

Резонанс Масса «подталкивается» некоторой силой синхронно с ритмом своих колебаний, из-за чего увеличивается амплитуда (раскачивание).

 

 

 

 

Настройка частоты

 

В зависимости от размеров двигателя и оборудования осевая нагрузка (подрессоренные массы) одной модели автомобиля варьируется очень сильно.

Чтобы сохранять высоту кузова (т. е., внешний облик) и частоту собственных колебаний кузова, которая определяет динамику движения, почти одинаковыми для всех вариантов, в соответствии с осевой нагрузкой на передней и задней осях устанавливаются различные комбинации упругих элементов и амортизаторов.

Так, например, частота собственных колебаний кузова для Audi A6 настраивается на 1,13 Гц на передней оси и на 1,33 Гц на задней оси (расчётные величины).

Жёсткость упругих элементов, таким образом, является решающим фактором для величины частоты собственных колебаний кузова.

Степень демпфирования колебаний амортизатором не оказывает заметного влияния на величину частоты собственных колебаний кузова. Она влияет лишь на то, насколько быстро затухнут колебания (постоянная затухания).

В стандартной ходовой части без регулирования дорожного просвета задняя ось, как правило, настроена на более высокую частоту собственных колебаний кузова. Это сделано из расчета, что при загрузке автомобиля в основном увеличивается нагрузка на заднюю ось, что автоматически понижает частоту собственных колебаний.

 

Параметры упругих элементов

 

Характеристика упругого элемента (жёсткость)

При построении графика в координатах сила-ход мы получим графическую характеристику упругого элемента.

Жёсткость упругого элемента — это отношение действующей силы к ходу. Жёсткость упругих элементов измеряется в Н/мм

Она даёт представление о том, является ли упругий элемент мягким или жёстким.

Если жёсткость упругого элемента является постоянной на протяжении всего хода, то он имеет линейную характеристику.

Мягкой упругий элемент обладает пологой характеристикой, а жёсткий упругий элемент отличается крутой характеристикой.

 

Винтовая пружина становится более жёсткой при:

увеличении диаметра прутка;

уменьшении диаметра пружины;

уменьшении числа витков.

Если жёсткость упругого элемента растёт вместе с увеличением его деформации, то он имеет прогрессивную характеристику.

Винтовые пружины с прогрессивной характеристикой можно отличить по:

a) неравномерному шагу витков;

b) конической форме навивки;

c) переменному диаметру прутка;

d) комбинации двух упругих элементов (пример см. на следующей странице).

 

Основы теории пневматической подвески

 

Пневматическая подвеска с регулированием дорожного просвета

 

Такая пневматическая подвеска является регулируемой.При использовании пневматической подвески регулирование дорожного просвета не связано с дополнительными техническими ухищрениями, поэтому интегрируется в общую систему настроек.

Основные достоинства регулирования дорожного просвета:

Статический ход сжатия упругого элемента (пневмобаллона) не зависит от нагрузки и всегда одинаков

Уменьшаются габариты колёсных ниш, обусловленные величиной свободного перемещения колёс. Это благоприятно сказывается на общем использовании объёма кузова автомобиля.

Кузов автомобиля может иметь более мягкое подрессоривание, что повышает уровень комфорта в движении.

Сохранение полного хода сжатия и отбоя упругого элемента при любых нагрузках.

Сохранение полного дорожного просвета при любых нагрузках.

При загрузке не изменяются углы установки колес.

Не увеличивается Cx (коэффициент аэродинамического сопротивления), нет ухудшения внешнего вида.

Меньший износ шаровых опор благодаря небольшим углам наклона пальцев.

 

 

При необходимости возможна более высокая нагрузка.Неизменное (расчётное) положение кузова автомобиля (подрессоренной массы) поддерживается путём регулировки давления в пневмобаллонах.Статический ход сжатия благодаря регулированию давления всегда остаётся одинаковым и его не требуется принимать в расчёт при конструировании колесных ниш.Sстат=0Другой особенностью пневматической подвески с функцией регулирования дорожного просвета является то, что частота собственных колебаний кузова остаётся почти постоянной при изменении массы автомобиля.Помимо принципиальных достоинств системы регулирования дорожного просвета, её внедрение на пневматической подвеске обеспечивает важнейшее преимущество.Благодаря тому, что давление воздуха в пневматических упругих элементах регулируется в зависимости от нагрузки, достигается изменение жёсткости пропорционально величине подрессоренной массы. В результате этого частота собственных колебаний кузова и, вследствие этого, комфорт в движении остаются почти неизменными вне зависимости от нагрузки.

 

 

Следующим преимуществом является обусловленная принципом действия прогрессивная характеристика пневматического упругого элемента.При помощи полностью несущей пневматической подвески обеих осей (Audi allroad quattro) можно регулировать величину дорожного просвета автомобиля:обычное положение для движения в городе;пониженное положение для езды на высокой скорости для улучшения динамики и уменьшения силы сопротивления воздуха;повышенное положение для движения по пересеченной местности и по плохим дорогам.«Полностью несущая» означает:Системы регулирования дорожного просвета часто представляют собой комбинацию стальных или газонаполненных упругих элементов с гидравлическим или пневматическим устройством регулирования. Величина усилия, воспринимаемого такой подвеской, слагается из суммы усилий, воспринимаемых работающими упругими элементами. Поэтому такую подвеску называют «частично несущей» (Audi 100/Audi A8).Подвески с регулированием дорожного просвета (на задней оси) и Audi allroad quattro (на задней и передней осях) имеют несущие пневматические упругие элементы и поэтому называются «полностью несущие».Конструкция пневматического упругого элементаНа легковых автомобилях в качестве упругих элементов используются пневмобаллоны рукавного типа.При малых габаритах такая конструкция обеспечивает большую деформацию упругого элемента.Пневматический упругий элемент состоит из:Верхней крышки корпусаРезинокордного рукавного элементаПоршня (нижней крышки корпуса)Зажимного кольцаНаружный и внутренний слои изготавливаются из высококачественного эластомера. Материал устойчив к любым атмосферным воздействиям и является маслостойким. Внутренний слой воздухонепроницаемый.Каркас воспринимает усилия, возникающие благодаря внутреннему давлению в пневмобаллоне.

 

 

Высококачественный эластомер и корд из полиамидной нити позволяют рукавному элементу легко раскатываться и обеспечивают минимальное трение (чувствительность) в этом упругом элементе.Требуемые характеристики обеспечиваются в диапазоне температур от -35°C до +90°C.Крепление манжеты (рукавного элемента) между верхней крышкой корпуса и поршнем осуществляется металлическими зажимными кольцами. Зажимные кольца запрессовываются в условиях производства.Рукавный элемент раскатывается по поршню.В зависимости от принятой кинематической схемы подвески оси пневмобаллоны могут устанавливаться отдельно от амортизаторов или вместе с ними (пневматическая амортизаторная стойка).Пневмобаллоны не должны сжиматься или разжиматься, когда в них нет давления, так как при этом манжета не может правильно раскатываться по поршню (возможны её повреждения).На автомобиле с пневмобаллонами, в которых отсутствует давление, перед тем, как приподнимать или опускать его (например, при помощи подъёмника или домкратов), в пневмобаллонах с использованием диагностического тестера необходимо создать давление.

 

 

Амортизатор с пневматическим регулированием демпфированияДля того, чтобы поддерживать постоянной степень демпфирования и, тем самым, ходовые качества при изменении нагрузки от частичной до полной, в пневматической подвеске с регулированием дорожного просвета, а также в 4-уровневой пневматической подвеске автомобиля на задней оси устанавливаются амортизаторы с бесступенчатой, изменяющейся в зависимости от нагрузки характеристикой.Благодаря пневматической подвеске, наряду с сохранением постоянной частоты собственных колебаний кузова, удаётся также достигать почти не зависящей от нагрузки характеристики колебаний кузова автомобиля.Этими конструктивными мероприятиями достигается хороший комфорт при движении с частичной нагрузкой, одновременно при полной нагрузке колебания кузова достаточно эффективно гасятся.В этом случае речь идёт о так называемом амортизаторе PDC (Pneumatic Damping Control = пневматическое регулирование демпфирования). Усилие демпфирования может варьироваться в зависимости от давления в пневмобаллоне.Изменение усилия демпфирования осуществляется при помощи отдельного клапана PDC, встраиваемого в амортизатор. Он соединен шлангом с пневматическим упругим элементом.Пропорциональное нагрузке давление в пневматическом упругом элементе изменяет гидравлическое сопротивление клапана PDC, 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.

 

 

Устройство и принцип действия

 

Клапан PDC изменяет гидравлическое сопротивление между рабочими камерами 1 и 2. Рабочая камера 1 с помощью отверстий соединена с клапаном 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. Тем самым уменьшается усилие демпфирования.Гидравлическое сопротивление клапана PDC находится в определённой зависимости от управляющего давления (давления в пневматическом упругом элементе). Усилие демпфирования зависит от гидравлического сопротивления соответствующего клапана демпфирования (сжатия/отбоя), а также клапана PDC

 

.

 

Работа при ходе отбоя и высоком давлении в пневматическом упругом элементеУправляющее давление, а, следовательно, и гидравлическое сопротивление клапана PDC высоки. Большая часть масла (в зависимости от величины управляющего давления) должна дросселироваться через поршневой клапан, усилие демпфирования повышается.Работа при ходе отбоя и низком давлении в пневматическом упругом элементеПоршень идет вверх, часть масла дросселируется через поршневой клапанный узел, другая часть перетекает через отверстия в рабочей зоне 1 к клапану PDC. Поскольку управляющее давление (давление в пневматическом упругом элементе) и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC малы, то усилие демпфирования уменьшается.

 

 

Работа при ходе сжатия и низком давлении в пневматическом упругом элементе Поршень уходит вниз, рассеивание энергии обеспечивается донным клапанным узлом и, в некоторой степени, гидравлическим сопротивлением движению поршня. Часть вытесняемого штоком поршня масла дросселируется через донный клапанный узел в компенсационную камеру. Другая часть перетекает туда через отверстия в рабочей камере 1 к клапану PDC. Поскольку управляющее давление (давление в пневматическом упругом элементе) и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC малы, то усилие демпфирования уменьшается.

Работа при ходе сжатия и высоком давлении в пневматическом упругом элементе Управляющее давление и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC высоки. Большая часть масла (в зависимости от величины управляющего давления) должна пройти через донный клапанный узел, усилие демпфирования повышается

 

Заключение

Достоинства пневмоподвескипневмоподвеска имеет большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, обеспечивая снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции; легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода и улучшить другие эксплуатационные качества;при одинаковых размерах упругого элемента пневмоподвескапозволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс; пневмоэлементы имеют чрезвычайно высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов;постоянное положение кузова облегчает обеспечение правильной кинематики пневмоподвески и рулевого привода, снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость;при любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время; точная регуляция тормозных усилий на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них; Итог получается достаточно простым: учитывая, что стоимость изготовления пневмоподвесок почти сравнялась со стоимостью рессорных подвесок, применение первых позволяет получить большой технико-экономический эффект.т.

 

 

Постоянный url этой страницы:

Реферат Устройство пневмоподвески автомобиля

как это работает? — журнал За рулем

Пневматическая подвеска роднит дорогие вcедорожники и седаны с грузовиками и автобусами. Автор описал ее устройство, принцип работы и преимущества.

«Ситроен» уже почти 60 лет совмещает пневматику с гидравликой. Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает.

«Ситроен» уже почти 60 лет совмещает пневматику с гидравликой. Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает.

«Ситроен» уже почти 60 лет совмещает пневматику с гидравликой. Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает.

Ключевое отличие пневмоподвески — в упругом элементе. Вместо пружин и рессор здесь герметичная камера, наполняемая воздухом. Ее устанавливают на амортизатор сверху или рядом с ним. Характеристики от выбранного решения не зависят, основное внимание уделяется компоновке. Например, на «Ауди-А6» с передним приводом применялись разнесенные амортизаторы и подушки, а на той же машине с шильдиками quattro — единая пневмостойка.

Схема пневмоподвески

Пневмоподвеску применяют в двух случаях: для повышения комфорта и при большой разнице между снаряженной и максимальной массами автомобиля. У грузовиков она встроена в сложную схему пневматики наряду с тормозами (ЗР, 2012, № 7). У легковых в систему входят датчики уровня кузова, баллонресивер для хранения подготовленного воздуха, компрессор с осушителем и датчиком температуры, электронный блок управления, блоки электромагнитных клапанов, а также сами пневматические упругие элементы. Схема движения воздуха незатейлива. Компрессор засасывает его из атмосферы и, прогнав через осушитель, наполняет им ресивер емкостью 5–10 л. Здесь он хранится под давлением, доходящим в процессе работы до 20–23 бар. Для избавления от влаги используют абсорбирующие гранулы.

Помимо стандартного положения, часто предусмотрены еще два — повыше и пониже. Выбирает водитель, но окончательное слово за электроникой. При достижении определенной скорости (обычно 35–40 км/ч) машина автоматически опустится до нормального уровня. Продвинутые модели сами играют клиренсом в зависимости от скорости и рельефа дороги, не информируя водителя. На магистрали кузов приближается к дорожному полотну еще на 20–25 мм.

Помимо стандартного положения, часто предусмотрены еще два — повыше и пониже. Выбирает водитель, но окончательное слово за электроникой. При достижении определенной скорости (обычно 35–40 км/ч) машина автоматически опустится до нормального уровня. Продвинутые модели сами играют клиренсом в зависимости от скорости и рельефа дороги, не информируя водителя. На магистрали кузов приближается к дорожному полотну еще на 20–25 мм.

Помимо стандартного положения, часто предусмотрены еще два — повыше и пониже. Выбирает водитель, но окончательное слово за электроникой. При достижении определенной скорости (обычно 35–40 км/ч) машина автоматически опустится до нормального уровня. Продвинутые модели сами играют клиренсом в зависимости от скорости и рельефа дороги, не информируя водителя. На магистрали кузов приближается к дорожному полотну еще на 20–25 мм.

Основной плюс пневматической подвески — поддержание неизменного дорожного просвета и плавности хода независимо от нагрузки. Как только датчики фиксируют уменьшение расстояния от центра колеса до верхней кромки колесной арки, электронный блок открывает клапаны, впускает дополнительный воздух в камеры и автомобиль приподнимается. Надо немного опустить — наоборот, стравливает.

Конструкция пневматической стойки:

Конструкция пневматической стойки

1 — воздушная полость;

2 — верхняя часть корпуса;

3 — газовая полость амортизатора;

4 — манжета;

5 — двухтрубный гидравлический амортизатор;

6 — компенсационная полость амортизатора;

7 — поршень пневмокамеры;

8 — наружная направляющая манжеты.

По мере необходимости компрессор пополняет запас воздуха в ресивере. Небольшие утечки в системе допустимы, поэтому при длительной стоянке с выключенным двигателем машина под собственным весом опускается до минимального уровня. Разумеется, после пуска мотора компрессор поднимет давление. Однако при сильно изношенных элементах автомобиль может и не восстановить осанку: поскольку насос не рассчитан на постоянную работу, датчик температуры выключит его из-за перегрева. Примечательно, что даже на заглушенной машине, когда компрессор не работает, электроника регулярно просыпается и проверяет положение кузова. Выявленный крен устраняется просто: стойки равняются по самой нижней.

Тип и архитектура подвески значения не имеют. При желании комплектом камер, ресивером и компрессором оснастят хоть «Ладу», хоть «Ламборгини».

что это такое и для чего она нужна

Современные автомобили оснащаются различными типами подвесок, однако в подавляющем большинстве случаев используются те их разновидности, которые в качестве основных демпфирующих элементов включают в себя телескопические гидравлические амортизаторы и винтовые пружины. Пневматические же конструкции применяются пока не столь широко, а если и устанавливаются, то преимущественно на автомобилях премиального класса и коммерческих транспортных средствах. Во многом поэтому у многих не очень искушенных в тонкостях и особенностях конструкции техники автомобилистов возникает вопрос: что такое пневмоподвеска и зачем ее используют? 

Что такое пневмоподвеска

Пневматической принято называть такую подвеску автомобиля, в которой для достижения определенного положения его кузова относительно поверхности дорожного полотна используются специальные баллоны, наполненные воздухом и при этом являющиеся одними из основных элементов конструкции.

Что касается легкового автомобильного транспорта, то пневмоподвески чаще всего используются в конструкции представительских авто, а также дорогих внедорожников. Гораздо шире пневматические подвески используются в грузовых автомобилях, причем не только тех, что имеют относительно небольшую грузоподъемность, но и в магистральных и седельных тягачах.

Что входит в конструкцию пневмоподвески

конструкция пневмоподвески

Конструкция пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из таких основных конструктивных частей, как:

  • Упругие элементы или пневмоподушки;
  • Компрессор;
  • Ресивер;
  • Система управления.

Каждый из этих компонентов пневмоподвески играет определенную роль.

Упругие элементы. В качестве упругих элементов в пневмоподвесках используются пневматические баллоны. Они устанавливаются по одному на каждое колесо, а основная их функция состоит в том, чтобы удерживать кузов машины на определенной высоте относительно дорожного покрытия. Пневмобаллоны изготавливаются из плотной многослойной резины, заполняются сжатым воздухом. Чаще всего они имеют форму «таблеток», разделенных на несколько секций. Встречаются также и пневмобаллоны, монтируемые непосредственно на стойках амортизаторов, и в таких случаях они являются заменой витым пружинам.

Компрессоры. Поскольку подвеска является пневматической, то для выполнения ею своих функций она требует наличия источника сжатого воздуха. Таковым является компрессор, с помощью которых он закачивается в упругие элементы. Конструктивно он состоит из таких частей, как осушитель воздуха и электрический двигатель, а также нескольких электромагнитных клапанов, обеспечивающих следование сжатого газа по определенному контуру. В зависимости от того, какое именно количество этих клапанов имеется в системе, упругие элементы могут накачиваться или по отдельности, индивидуально, или же попарно.

Ресивер. Из компрессора сжатый воздух попадает в упругие элементы не напрямую, а через так называемый ресивер. Он представляет собой металлический баллон, имеющий емкость от 3 до 10 литров. Именно в него закачивается воздух, который далее через магнитные клапаны следует в упругие элементы. Ресивер позволяет осуществлять корректировку характеристик подвески без включения компрессора, за счет имеющегося в нем запаса сжатого воздуха.

Система управления. Любая современная пневмоподвеска в обязательном порядке оснащается собственной системой управления, включающей в себя датчики:

  • Текущего уровня кузова машины над дорожным покрытием;
  • Ускорения транспортного средства;
  • Давления в системе;
  • Температуры компрессора.

Информация от них поступает в электронный блок управления, который ее обрабатывает в режиме реального времени и формирует сигналы, передающиеся на исполнительные устройства. Практически всегда блок управления пневматической подвеской находится в тесном взаимодействии с системой курсовой устойчивости и электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя. Что касается исполнительных устройств, то таковыми являются клапаны создания, поддержания и сброса давления, а также реле включения компрессора. 

Как работает пневмоподвеска?

кнопки управления пневмоподвеской

Кнопки управления пневмоподвеской

Функционирование пневматической подвески современного автомобиля основано на том, что в зависимости от дорожной ситуации и положения кузова авто относительно дороги в пневматических подушках изменяется давление. При его увеличении упругие элементы становятся жестче, а клиренс машины возрастает. Если давление падает, то происходит обратный процесс.

Обычно предусмотрено три режима работы пневмомподвесок:

  • Нормальный;
  • Повышенный;
  • Пониженный.

В нормальном режиме пневматические подвески функционируют тогда, когда транспортные средства следуют по ровным дорогам с твердым покрытием на скоростях, не превышающих 100 км/ч. Если передвижение происходит на низких скоростях, то клиренс повышается, причем это делается водителем вручную, с помощью установленного в кабине переключателя. Чаще всего этот режим используется при движении по бездорожью. При езде по дорогам с ровным твердым покрытием со скоростями, превышающими 100 км/ч, используется пониженный режим. Переключение в него также осуществляется водителем вручную.

Автоматическая корректировка осуществляется тогда, когда автомобиль проходит повороты. Производится она путем закачивания в соседние подушки большего количества воздуха для того, чтобы снизить боковые крены. После того, как поворот пройден, «лишний» воздух стравливается через клапаны. 

Разновидности пневмоподвесок

разновидности пневмоподвесок

Разновидности пневмоподвесок

В современных автомобилях используется три вида пневматических подвесок:

  • Одноконтурная;
  • Двухконтурная;
  • Четырехконтурная.

Одноконтурная пневматическая подвеска является, по сути дела, вспомогательной и устанавливается пикапы и небольшие грузовики совместно с основной. Она монтируется только на одну ось, причем чаще всего на заднюю для того, чтобы обеспечить возможность регулирования ее жесткости в зависимости от степени загруженности авто.

Двухконтурные пневматические подвески могут устанавливаться как на две оси автомобиля одновременно, так и на одну ось. Во втором случае автомобилист получает возможность регулировать положение колес самостоятельно.

Что касается четырехконтурных пневмоподвесок, то они являются наиболее сложными и включают в себя все те элементы, которые описаны выше. 

Читайте также: Что такое ШРУС в автомобиле.

Плюсы и минусы пневмоподвески

Главным плюсом пневмоподвески является очень высокая степень адаптивности. Она позволяет быстро, просто и точно настраивать такие параметры, как клиренс и жесткость.

Автомобили, на которых установлены пневматические подвески, обладают лучшей управляемостью. Особенно хорошо это проявляется при прохождении поворотов. Кроме того, пневмоподвеска обеспечивают водителю и пассажирам больший комфорт при поездках, поскольку они лучше, чем подвески традиционные, демпфируют горизонтальные колебания кузовов автомобилей, особенно при движении по дорогам с покрытием низкого качества и бездорожью.

Есть у пневматических подвесок и минусы. Основными из них являются сложность конструкции и высокая стоимость обслуживания. Кроме того, пневмоподвески достаточно чувствительны к воздействию низких температур, что особенно актуально в российских климатических условиях.

Похожие публикации

Подвеска автомобиля: назначение, устройство, виды подвесок

Подвеска автомобиля представляет собой совокупность элементов, обеспечивающих упругую связь между кузовом (рамой) и колесами (мостами) автомобиля. Главным образом подвеска предназначена для снижения интенсивности вибрации и динамических нагрузок (ударов, толчков), действующих на человека, перевозимый груз или элементы конструкции автомобиля при его движении по неровной дороге. В то же время она должна обеспечивать постоянный контакт колеса с дорожной поверхностью и эффективно передавать ведущее усилие и тормозную силу без отклонения колес от соответствующего положения. Правильная работа подвески делает управление автомобилем комфортным и безопасным. Несмотря на кажущуюся простоту, подвеска является одной из важнейших систем современного автомобиля и за историю своего существования претерпела значительные изменения и усовершенствования.

История появления

Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.

Поперечное расположение рессоры подвескиПоперечное расположение рессоры подвескиЗависимая подвеска с поперечным расположением рессоры

Первым способом создать упругую “прослойку” между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.

Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.

Основные функции и характеристики подвески автомобиля

У каждой подвески существуют свои особенности и рабочие качества, которые напрямую влияют на управляемость, комфорт и безопасность пассажиров. Однако любая подвеска вне зависимости от своего типа должна выполнять следующие функции:

  1. Поглощение ударов и толчков со стороны дороги для снижения нагрузок на кузов и повышения комфорта движения.
  2. Стабилизация автомобиля во время движения за счет обеспечения постоянного контакта шины колеса с дорожным покрытием и ограничения чрезмерных кренов кузова.
  3. Сохранение заданной геометрии перемещения и положения колес для сохранения точности рулевого управления во время движения и торможения.
DY70DY70Дрифт-кар с жесткой подвеской

Жесткая подвеска автомобиля подходит для динамичной езды, при которой требуется мгновенная и точная реакция на действия водителя. Она обеспечивает небольшой дорожный просвет, максимальную устойчивость, сопротивляемость крену и раскачиванию кузова. Применяется в основном на спортивных автомобилях.

автомобиль лексусавтомобиль лексусАвтомобиль класса “Люкс” с энергоемкой подвеской

В большинстве легковых авто применяется мягкая подвеска. Она максимально сглаживает неровности, однако делает автомобиль несколько валким и хуже  управляемым. Если требуется регулируемая жесткость, на автомобиль монтируется винтовая подвеска. Она представляет собой стойки-амортизаторы с изменяемой силой натяжения пружины.

автомобиль на бездорожьеавтомобиль на бездорожьеВнедорожник с длинноходной подвеской

Ход подвески – расстояние от крайнего верхнего положения колеса при сжатии до крайнего нижнего при вывешивании колес. Ход подвески во многом определяет “внедорожные” возможности автомобиля. Чем больше его величина, тем большее препятствие можно преодолеть без удара об ограничитель или без провисания ведущих колес.

Устройство подвески

Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:

  1. Упругое устройство – воспринимает нагрузки от неровностей дорожной поверхности. Виды: пружины, рессоры, торсионы, пневмоэлементы и т.д.
  2. Демпфирующее устройство – гасит колебания кузова при проезде через неровности. Виды: все типы амортизаторов.
  3. Направляющее устройство обеспечивает заданное перемещение колеса относительно кузова. Виды: рычаги, поперечные и реактивные тяги, рессоры.  Для изменения направления воздействия на демпфирующий элемент в спортивных подвесках pull-rod и push-rod применяются рокеры.
  4. Стабилизатор поперечной устойчивости – уменьшает поперечный крен кузова.
  5. Резино-металлические шарниры – обеспечивают упругое соединение элементов подвески с кузовом. Частично амортизируют, смягчают удары и вибрации. Виды: сайлент-блоки и втулки.
  6. Ограничители хода подвески – ограничивают ход подвески в крайних положениях.

Классификация подвесок

В основном подвески подразделяются на два больших типа: зависимые и независимые. Данная классификация определяется кинематической схемой направляющего устройства подвески.

Зависимая подвеска

Колеса жестко связаны посредством балки или неразрезного моста. Вертикальное положение пары колес относительно общей оси не изменяется, передние колеса – поворотные. Устройство задней подвески аналогичное. Бывает рессорная, пружинная или пневматическая. В случае установки пружин или пневмобаллонов необходимо применение специальных тяг для фиксирования мостов от перемещения.

схема работы зависимой и независимой подвесоксхема работы зависимой и независимой подвесокОтличия зависимой и независимой подвески

Плюсы:

  • простая и надежная в эксплуатации;
  • высокая грузоподъемность.

Минусы:

  • плохая управляемость;
  • плохая устойчивость на больших скоростях;
  • меньшая комфортабельность.

Независимая подвеска

Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.

Плюсы:

  • хорошая управляемость;
  • хорошая устойчивость автомобиля;
  • большая комфортабельность.

Минусы:

  • более дорогая и сложная конструкция;
  • меньшая надежность при эксплуатации.
торсионная полузависимая балкаторсионная полузависимая балкаПолузависимая подвеска

Полузависимая подвеска или торсионная балка – это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.

Виды независимых подвесок

МакФерсон

Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.

двухрычажкадвухрычажкаДвухрычажная передняя подвеска

Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.

Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.

Плюсы:

  • простота конструкции;
  • компактность;
  • надежность;
  • недорогая в производстве и ремонте.

Минусы:

  • средняя управляемость.

Двухрычажная передняя подвеска

Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное  строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.

Пневматическая подвеска

пневмоподвескапневмоподвескаПневмоподвеска

Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.

Гидравлическая подвеска

регулировка жесткостирегулировка жесткости

Руководство по пониманию пневматической подвески

Революция в подвесках для хот-родов стремительно распространяется: замена обычных металлических рессор подвески на пневматические рессоры, часто управляемые сложными воздушными компрессорами и электроникой с самовыравниванием. Будь то внешний вид, легкое изменение дорожного просвета на лету, улучшение управляемости или лучшая грузоподъемность, пневмоподвески в сочетании с огромными колесами и шинами стали более популярными, чем когда-либо. Чтобы получить подробную информацию о пневмоподвеске, HOT ROD проконсультировался с ведущими специалистами по пневмоподвеске, включая Брета Фолькеля из Air Ride Technologies и Сала Солорзано из Total Cost Involved.Эти наряды являются одними из лидеров по внедрению практичной технологии пневматической подвески на болтах в массовое производство хот-роддинга. Они поделились своими знаниями о том, что нужно для установки первоклассной пневмоподвески на ваш хотрод.

Посмотреть все 22 фотографии

Что это такое Пневматическая подвеска заменяет обычные рессоры на пневматические рессоры, аналогичные тем, что используются на больших 18-колесных полуприцепах. Обычные подвески с цилиндрическими пружинами легче всего модернизировать, поскольку подушки безопасности скользят прямо вместо винтовых пружин и часто крепятся болтами к запатентованным кронштейнам с болтовым креплением, поставляемым производителем послепродажного обслуживания.Конструкция пневморессоры продвинулась до такой степени, что компании-пионеры, такие как Air Ride Technologies, TCI, Air Lift и другие, разработали комплекты для крепления на болтах для большинства популярных легковых и грузовых автомобилей с винтовой пружиной. Существуют даже пневморессоры для рессорной и торсионной подвески.

Зачем вам нужен Пневматическая подвеска предлагает по крайней мере пять основных преимуществ:

Возможность настройки: Пневматические подвески имеют широкий диапазон настройки жесткости пружины и грузоподъемности. Недели обычной настройки пружин и амортизаторов можно безболезненно сжать до нескольких минут с помощью регулировки в автомобиле.Получить высоту дорожного просвета, нагрузку и скорость винтовой пружины с первого раза — нелегкая задача, но пневматическая подвеска обеспечивает гораздо более широкий диапазон, поэтому точный выбор не так важен, как на обычной пружине. .

Обращение: Большинство пневморессор прогрессивные. Чем сильнее они сжимаются, тем жестче становятся. Объедините эту присущую прогрессивной жесткости пружины с возможностью регулировки в автомобиле, и в результате вы получите огромный потенциал производительности. Настройка на условия все быстрее и быстрее.В сложных условиях эксплуатации пневматическая рессора должна быть соединена с амортизаторами, регулируемыми как для отбоя, так и для сжатия, и тщательно подобранными стабилизаторами поперечной устойчивости.

Настройка производительности: У каждого свое личное представление о том, как его автомобиль должен ездить и управлять. С пневматической подвеской эти пожелания могут быть выполнены с небольшими изменениями компонентов или без них. Регулируя давление воздуха и амортизирующие клапаны, вы можете сделать ту же машину мягкой и удобной, прочной и плотной.. . или где-нибудь посередине. Вы можете комфортно вести машину на трассу, усилить давление воздуха и амортизатор, чтобы начать гонку, а затем отрегулировать давление и клапаны, чтобы вернуться домой с комфортом.

Стойка: Пневматическая подвеска позволяет легко опустить автомобиль, чтобы вы могли круто выглядеть. На дальнем конце спектра крутости находятся искробезопасные мини-грузовики и лоурайдеры, но сегодня они представляют лишь небольшой сегмент рынка. Гораздо более типичным является парень, который просто хочет опустить свой автомобиль или грузовик на разумную величину для лучшего внешнего вида без ущерба для управляемости или долговечности.Большинство комплектов имеют нормальный клиренс, который на несколько дюймов ниже стандартных пружин. Независимо от того, насколько низок автомобиль, пневмоподвеска позволяет легко поднять автомобиль для нормального движения, заправки на заправку или даже катания на прицеп.

Грузоподъемность: Это оригинальное коммерческое применение пневмоподвески: помогает 18-колесным автомобилям перевозить тяжелые грузы при одновременном повышении комфорта водителя. Хотя это, вероятно, не основная причина перехода на чистый хот-род, это определенно одно из решений, позволяющих сделать ваш двойной эвакуатор более управляемым в условиях переменной нагрузки.Фактически, некоторые новые внедорожники теперь поставляются с пневмоподвеской.

Посмотреть все 22 фотографии

Из-за большей грузоподъемности спереди обычно используются пневморессоры с двойной спиралью. Последней разработкой является ShockWave от Air Ride Technologies, запатентованная комбинация пневматической рессоры и амортизатора, похожая на высокотехнологичный гоночный койловер. Он упрощает замену оригинальных заводских винтовых пружин, устраняя необходимость в перемещении амортизатора.

Конструкция пневморессоры Сегодня большинство пневморессор производится компанией Firestone, которая впервые применила их на больших грузовиках.Доступны три основных типа пневматических рессор: двухвитковые, конические и роликовые. Конструкция с двойной спиралью выглядит как большой двойной чизбургер и, как правило, имеет большую грузоподъемность, более короткий ход и более прогрессивную жесткость пружины, что лучше всего подходит для использования на большинстве передних подвесок, где пружина находится значительно внутри точки нагрузки подвески, что имеет эффект умножения требований к грузоподъемности при разделении требований к поездкам.Пневматические рессоры с коническими и скользящими втулками имеют меньший диаметр, больший ход и большую линейную жесткость пружины; они лучше всего подходят для большинства новых применений, поскольку требуют большего количества поездок и меньших требований к грузоподъемности.

Передняя подвеска Перемещение амортизатора обычно требовалось с большинством установок пневматической рессоры первого поколения, поскольку в центре пневматической рессоры не было полой области для размещения стандартного места установки амортизатора, которое обычно проходило через центр винтовой пружины .Комплекты, разработанные для обычных пневморессор, поставляются с амортизаторами и новыми рычагами управления по мере необходимости. Это доступное и простое решение, но в некоторых случаях перемещение амортизатора может привести к проблемам с зазором колеса / шины, особенно с сегодняшними огромными пакетами колес и шин.

По мере развития пневмоподвески была разработана более дорогая установка, основанная на комбинации амортизатора / пружины койловера, но с подушкой безопасности, заменяющей винтовую пружину койловера. Эти установки, как правило, дороже, но имеют преимущество, заключающееся в более простой установке, лучшем внешнем виде и большем зазоре между колесами и шинами.

С другой стороны, в зависимости от шасси, конструкция, похожая на койловер, может привести к меньшему общему ходу колеса по сравнению с отдельной пневматической рессорой и амортизатором. Для уменьшения хода колес требуется более жесткий мешок, чтобы не допустить падения подвески на заданную высоту дорожного просвета. В этих обстоятельствах, если первостепенное значение имеет максимальное качество езды, может быть предпочтительнее установить отдельную сумку и амортизатор.

Посмотреть все 22 фотографии

Задняя подвеска Для автомобилей, уже оборудованных задними катушками, легко перейти на подушки безопасности.Они часто идут прямо там, где раньше стояли старые пружины, хотя в некоторых случаях могут потребоваться другие пружинные сиденья (если да, они входят в комплект). Также доступны конструкции с амортизирующими подушками безопасности, но для их установки могут потребоваться дополнительные модификации.

У автомобилей с листовыми рессорами есть два варианта. Самым простым преобразованием является снятие нескольких листов с каждого пакета рессор и установка пневматических рессор между картером моста и рамой автомобиля. Остаточные листы по-прежнему необходимы для фиксации задней оси, но теперь подушки безопасности выполняют основную несущую функцию.На старом автомобиле с изношенными листовыми рессорами неопределенной прочности и возможностей планируется (если вы можете себе это позволить) полностью заменить их, перейдя на четырехрычажную подвеску. Крупные предприятия вторичного рынка предлагают готовые комплекты для переоборудования, которые крепятся болтами прямо к популярным автомобилям с листовыми рессорами, при этом требуется лишь небольшая сварка для новых кронштейнов на картере моста. Для гоночных автомобилей и нестандартных применений предлагаются универсальные сварочные установки.

В зависимости от физических ограничений, связанных с компоновкой шасси и зазором кузова, верхние тяги четырехзвенного комплекта могут быть триангулированы или параллельны по отношению к нижним тягам.Как правило, параллельные четырехзвенные соединения лучше подходят для грузовиков, а триангулированные схемы более подходят для автомобилей. Для некоторых шасси доступны как параллельные, так и триангулированные четырехзвенные конфигурации. Если у вас есть выбор, управляемый или в основном уличный автомобиль обычно лучше работает с триангулированным четырехзвенным транспортным средством; параллельная установка, как правило, является билетом для чистого приложения для драг-рейсеров / прямых линий.

Посмотреть все 22 фото

Панель управления LevelPro в кабине предлагает три предустановленных уровня.Уровень 2 обычно запрограммирован на стандартную высоту дорожного просвета автомобиля по шоссе и является настройкой по умолчанию при каждом запуске автомобиля. Кроме того, для каждого угла автомобиля доступны ручное управление надувом и спуском, а также отображение давления воздуха.

Компрессоры На самом базовом уровне пневморессоры можно накачивать с помощью внешнего заводского воздуха, как и в случае со старым пневмоамортизатором, но это устраняет одно из основных преимуществ этого типа подвески: возможность регулировки в процессе эксплуатации для компенсации изменения дорожных условий , загрузка автомобиля или предполагаемое использование.Каждый раз, когда вы добавляете груз без воздуха на борту — будь то топливо, люди или груз — вам нужно отследить воздушный шланг.

Для реализации всех преимуществ регулируемости, обеспечиваемой пневматическими рессорами, действительно требуется встроенный источник воздуха. С пневматической подвеской настройка качества езды осуществляется постепенно, с очень небольшими изменениями давления воздуха. Пневматические рессоры имеют относительно небольшой объем, поэтому их трудно надуть или спустить с помощью внешнего воздуха с достаточно маленькими приращениями для точной настройки качества езды.

Бортовая воздушная система состоит, по крайней мере, из одного воздушного компрессора, возможно, резервуара для хранения и какой-то системы управления. Рентабельным и относительно простым решением, обеспечивающим разумную езду и удобство в обращении, был бы 2-галлонный бак, заполненный одним компрессором. С другой стороны, если вы хотите, чтобы автомобиль поднимался и опускался за две секунды, на тяжелом автомобиле может потребоваться пара компрессоров на 150 фунтов на квадратный дюйм и два или более 5-галлонных баков, огромные промышленные воздушные клапаны, и линии подачи 31/44 дюйма.Тем не менее, такая экстремальная настройка может создать столько же проблем с тонкой настройкой, как и базовая настройка внешнего наполнения: в быстродействующей системе каждое нажатие кнопки может привести к изменению давления воздуха на 20 фунтов на кв.

Air Lines Коммерческие, одобренные DOT, пластиковые воздуховоды, первоначально разработанные для больших грузовиков, входят в стандартную комплектацию большинства комплектов. Они представляют собой простое и доступное решение для подключения компрессоров к пневматическим рессорам. Типичное рабочее давление составляет от 75 до 150 фунтов на квадратный дюйм, что вполне соответствует возможностям такой трубы.

Посмотреть все 22 фотографии

Для индивидуального внешнего вида вы можете изготовить нержавеющую жесткую трубу, как в тормозной или топливной системе, соединив ее с помощью типичных конусных гаек AN и переходников для труб. В точках хода подвески в жесткой системе, как и в тормозной системе, потребуется гибкий шланг. Также, как и в тормозной системе, предпочтительнее использовать плетеный шланг с тефлоновым сердечником из нержавеющей стали, а не шланг топливного / маслопровода с синтетическим каучуковым сердечником.

Сравнение двухходовой и четырехходовой Когда пневматическая подвеска впервые была представлена ​​для хот-роддеров в середине 90-х годов, двухсторонняя система управления была стандартным методом накачивания и спуска подвески.Другими словами, обе пневморессоры на каждой оси были соединены вместе. Это упростило задачу, требуя только одного регулирующего клапана на ось. Однако быстро стало очевидно, что во время поворота внешняя (или загруженная) пневморессора пыталась передать воздух внутренней (ненагруженной) пружине, что усугубляло проблемы с креном кузова. Иногда на легковом автомобиле проблему можно свести к минимуму, установив большие стабилизаторы поперечной устойчивости, но в настоящее время почти все используют четырехходовую систему, которая подводит и контролирует каждую подушку безопасности отдельно.Хотя для этого требуется отдельный регулирующий клапан и воздуховод для каждой пружины, он решает все проблемы с переносом воздуха, а также позволяет точно контролировать высоту дорожного просвета транспортного средства, чтобы компенсировать изменение веса, крепления подвески или изменений центровки. Думайте о четырехсторонней установке, как о подъеме веса на машине с овальной гусеницей.

Посмотреть все 22 фото

Пневматическая подвеска предназначена не только для профилирования или переноски грузов. Сравните красный Chevelle ’67 с синим ’66, оба с аналогичными моторами и шинами BFGoodrich g-Force.Красная машина со стандартной подвеской наклоняется, как пьяный моряк. Синяя машина оснащена пневмоподвеской Air Ride, стабилизаторами поперечной устойчивости и рычагами управления, а также более высокими шпинделями Fat Man — она ​​потянула 1,12 г на трелевочную площадку и была на 14 секунд быстрее на двухмильной дороге Путнам-Парк в Маунт-Меридиан, штат Индиана ( 1:26 по сравнению с 1:43 красного автомобиля).

Системы управления Для людей с ограниченным бюджетом доступны чисто двух- и четырехпозиционные ручные контроллеры. В ручных установках обычно используются пневматические клапаны, установленные на панели с манометром.Более сложный подход с меньшим беспорядком заключается в использовании электрических соленоидов, управляемых переключателем или компьютером. За последние 3-4 года на рынке послепродажного обслуживания были внедрены различные активные электронные системы контроля высоты, которые пытаются поддерживать заданную высоту при движении по дороге. Электронная система контроля высоты добавляет компьютер и датчики для управления электрическими соленоидами. Доступны электронные системы управления как на основе давления, так и на основе дорожного просвета.

Системы на основе давления В системах электронного управления на основе давления компьютер должен полагаться только на давление воздуха, чтобы экстраполировать правильное положение пневматической пружины, которое затем теоретически должно преобразоваться в положение подвески, которое затем должно (опять же , теоретически) переводится в дорожный просвет автомобиля.Очевидно, что это много переводов, интерполяций и предположений. Хотя он может нормально работать на транспортном средстве, которое редко видит изменения нагрузки и достаточно хорошо сбалансировано, для многих транспортных средств существует серьезный недостаток: когда происходит какое-либо изменение нагрузки, которую видит пневматическая рессора, предположение о том, что любое заданное давление воздуха будет равно конкретная высота посадки может быть недействительной. Многие переходные процессы могут вызвать изменение нагрузки: фактическое изменение веса за счет добавления или вычитания пассажиров, багажа или топлива; автомобиль, стоящий на склоне или в выбоине; или даже общая геометрия подвески или факторы привязки подвески, которые в конечном итоге требуют большего давления воздуха для подъема транспортного средства, чем для поддержания определенной высоты дорожного просвета.

Просмотреть все 22 фотографии

Активные системы, основанные на давлении, могут не реагировать должным образом при прохождении длинного, стремительного поворота (межгосударственный клеверный лист или любой динамический маневр, увеличивающий нагрузку на одну сторону транспортного средства в течение значительного периода времени). В таких условиях активная система, основанная на давлении, пытается сдуть внешнюю (нагруженную) пневматическую пружину и надуть внутреннюю (ненагруженную) пружину, увеличивая крен тела и устраняя проблемы, как и в старой двусторонней системе.

Системы на основе высоты посадки Системы на основе высоты посадки используют отдельные датчики, которые непосредственно измеряют фактическое положение подвески транспортного средства, тем самым устраняя несколько предположений, сделанных на основе системы, основанной исключительно на давлении, поскольку теперь точная информация о соотношении между подвеска и шасси помогают компьютеру определять высоту дорожного просвета автомобиля.Но есть еще одна проблема, известная как перекрестная загрузка. Это происходит, когда дорожный просвет достигается при радикально разном давлении воздуха на каждом углу. Обычно любые колебания давления воздуха из стороны в сторону должны поддерживаться на уровне 20 процентов или меньше; тем не менее, можно обмануть систему, основанную исключительно на высоте дорожного просвета, перекачав два диагональных угла, в то время как противоположные углы будут значительно недокачаны. Компьютер держит машину ровно, но управляемость — отстой.

Комбинированные системы Решение состоит в том, чтобы объединить выравнивание на основе давления и высоты дорожного просвета в одной системе.Каждый служит проверкой для другого. Это то, что Air Ride Technologies сделала в своей новой системе LevelPro. Чтобы сэкономить деньги на начальном этапе, сначала можно настроить систему только на давление, а датчики дорожного просвета могут быть добавлены позже, если это необходимо. Системы LevelPro также включают возможность программирования трех различных высот подвески на компьютерную: низкую (для профилирования), нормальную (для туров и гонок) и высокую (для преодоления препятствий, таких как лежачие полицейские). Просто нажмите кнопку, и автомобиль поднимется или опустится до заданного уровня, но все же сможет компенсировать при каждой предварительной настройке изменения в топливной нагрузке, пассажирах или грузах.

Посмотреть все 22 фото

Пневматические рессоры можно использовать на рессорной подвеске. Система AIRoverLeaf с болтовым креплением от Air Ride Technologies предлагает отличное качество езды и дополнительную несущую способность без необходимости переоборудования вашего автомобиля для перехода на четырехзвенный переход. Несколько листов должны оставаться на месте в качестве устройства для установки оси.

Установка на заказ Полные комплекты пневматической подвески доступны для массовых классических маслкаров, а также для современных высокопроизводительных заводских хотродов, грузовиков и внедорожников.Поскольку они уже должным образом спроектированы и разработаны, эти наборы предпочтительнее смешивания и согласования компонентов с нуля. Предварительно спроектированные системы пневмоподвески решают все вопросы, касающиеся установленной высоты пневматической рессоры, установленной высоты амортизатора, хода шаровых шарниров, углов трансмиссии, дорожного просвета, зазора между шинами и других параметров, которые необходимо учитывать при создании безопасной функциональной системы. .

Для менее популярных автомобилей, для которых нет готового комплекта, продвинутый хотроддер может спроектировать на заказ жизнеспособную систему пневматической подвески.По сути, она ничем не отличается от инженерной традиционной подвески, за исключением того, что пневматические рессоры заменяют металлические рессоры. На самом деле это может быть проще, потому что пневматические рессоры имеют больший рабочий диапазон с точки зрения дорожного просвета и грузоподъемности, чем традиционные металлические пружины.

Принимая во внимание различные конструкции пневматических рессор и конфигурации систем, описанные выше, важно согласовать пневматическую рессору с грузоподъемностью автомобиля и ходом подвески. Дуали, который буксирует 48-футовый прицеп, очевидно, нуждается в большей пневморессоре, чем задняя часть Мустанга 1969 года.Эксперты по пневматической подвеске обычно могут дать хорошие ориентировочные рекомендации по пневматической подвеске, учитывая разумную информацию о характеристиках автомобиля, желаемой максимальной и минимальной высоте, а также о том, как быстро он должен подниматься и опускаться.

Одинаковые пружины и амортизаторы не всегда могут давать одинаковые результаты в двух разных приложениях, даже если вес и установленная высота одинаковы. Как упоминалось ранее, в передней подвеске место крепления пружины на рычаге управления оказывает эффект рычага, увеличивая теоретическую жесткость пружины, видимую на колесе.Так же, как коромысла двигателя, увеличение расстояния крепления от точки поворота рычага (перемещение его ближе к шаровому шарниру) дает более высокое передаточное отношение, которое увеличивает жесткость пружины. Увеличение угла удара также требует большей пружины для поддержания эквивалентной высоты дорожного просвета.

Посмотреть все 22 фото

После выбора пневматической рессоры ее необходимо установить в автомобиле. Каждая пневморессора имеет оптимальную расчетную высоту дорожного просвета, обеспечивающую максимальную производительность. Этот размер высоты пружины (доступный у производителя пневматической рессоры) должен быть синхронизирован с предполагаемой высотой дорожного просвета, чтобы определить, как установить пневматическую рессору в автомобиле.Точка крепления также должна обеспечивать достаточный ход подвески, зазор между шинами, дорожный просвет и соответствующие углы поворота трансмиссии. Сохраняйте достаточный зазор между пневматической рессорой и другими компонентами — истирание смертельно опасно для этих очень прочных элементов.

Производители комплектов пневматических рессор поставляют разнообразные готовые универсальные кронштейны. Пневморессоры, такие как ShockWave от Air Ride Technologies, которые устанавливаются как амортизатор с катушкой, легче установить с правильной геометрией, чем отдельно установить обычную отдельную пневматическую рессору и амортизатор.

Автомобиль должен быть смоделирован с расчетной высотой дорожного просвета по шоссе. На этом этапе вы должны поддерживать дорожный просвет не менее 411/42 дюйма и иметь адекватный ход подвески — не менее 3 дюймов при сжатии и 2 дюйма при отскоке. Убедитесь, что концевые пластины пневматической рессоры выровнены и параллельны на высоте дорожного просвета.

Пневматические рессоры Firestone с двойной спиралью не требуют отбойника, чтобы избежать повреждений, однако в вашем конкретном случае может потребоваться отбойник для поддержания безопасного дорожного просвета в спущенном состоянии.Для пневморессор с конической или подвижной гильзой необходимо использовать отбойник и удлинительный ремень (ограничивающий ремень или амортизатор), чтобы предотвратить превышение пневматической пружиной своих конструктивных сжатых или расширенных размеров, иначе пружина выйдет из строя. Наконец, установите регулировку углов установки колес на нормальной высоте дорожного просвета автомобиля, понимая, что она немного изменится, когда подвеска находится в поднятом или опущенном положении.

Посмотреть все 22 фотографии

TCI предлагает заготовки пневматических рессор для замены стандартных винтовых пружин, предлагаемых с его полностью изготовленным шасси с уличной штангой.Они также доступны для задней части этих шасси.

Настройка подвески Амортизаторы и стабилизаторы поперечной устойчивости так же важны для пневматической подвески, как и для обычной подвески. Будь то металлическая или пневматическая, основная цель пружины подвески — поддерживать вес автомобиля при заданной высоте дорожного просвета. Амортизаторы управляют колебаниями подвески. Защитные дуги контролируют крен кузова автомобиля, сводя к минимуму изменения геометрии подвески и перенос веса во время поворота.

Специалисты по пневматической подвеске рекомендуют поддерживать автомобиль с помощью как можно более мягкой пружины, полагаясь на соответствующие амортизаторы и настройку стабилизатора поперечной устойчивости для контроля колебаний и крена кузова.Это поддерживает качество езды — одну из основных причин установки пневматических рессор — и при этом улучшает характеристики на поворотах.

После того, как вы выберете базовые детали для примерного использования, в игру вступит реальное преимущество пневматической подвески. Настройка традиционной подвески для точной нагрузки автомобиля, дорожных условий, стиля вождения и предпочтений водителя требует длительной замены компонентов. С пневматической подвеской точную настройку можно выполнить нажатием кнопки и поворотом ручки.

Долговечность Качественные пневморессоры были проверены на миллионах километров использования тяжелых коммерческих автомобилей на протяжении более 70 лет. Компания Firestone провела испытания своих пневморессор в течение десятков миллионов циклов, что соответствует сроку службы от 40 до 50 лет. Пока пневморессора не трется ни о чем и находится на расстоянии не менее 2 дюймов от горячих выхлопных труб, она должна прослужить дольше автомобиля.

Просмотреть все 22 фотографии

Самая распространенная проблема — утечки воздуха, обычно вызванные неправильной установкой.Фолкель сказал: «Простое использование резьбового герметика на фитингах предотвратит 97 процентов всех утечек. Единственное другое место, где могла бы быть утечка, — это воздушный клапан, если он попадет в отверстие сборочного мусора или тефлоновой ленты. Хотя теоретически возможна утечка пневматической рессоры или ShockWave, за те 10 лет, что мы работаем, я ее еще не нашел ».

Хотя это случается редко, все механическое устройство может сломаться, будь то металлические спирали или пневматическая пружина. При разработке нестандартной конфигурации убедитесь, что при полном сдутии пневматической подвески будет достаточный зазор между грунтом и шинами — по крайней мере, достаточный, чтобы вы переместились на обочину дороги, не поцарапав раму.

Правильно спроектированные и спроектированные пневморессоры делают для подвески то же, что системы управления двигателем EFI и трансмиссии повышающей передачи сделали для трансмиссии. Да, есть кривая обучения; Да, сложные системы высокого класса дороги, но они — еще один шаг вперед, позволяющий построить машину, на которой можно участвовать в гонках в воскресенье, ездить на работу в понедельник и путешествовать по парковке в пятницу вечером.

.Комплекты подушек безопасности

и комплект для переоборудования пневмоподвески

Комплект для переоборудования винтовой пружины

для большинства марок и моделей!

Что такое пневмоподвеска и какие автомобили ею оснащены?

Пневматическая подвеска — это тип автомобильной подвески, в которой вес автомобиля поддерживается воздухом в гибком армированном резиновом сильфоне, называемом пневматической рессорой, а не традиционной стальной спиральной или листовой рессорой. Его цель — обеспечить плавное, самовыравнивающееся и стабильное качество езды.Хотя большинство людей называют их подушками безопасности, на самом деле технический термин — пневматическая рессора. Пневматические рессоры в автомобилестроении, как правило, относятся к типу «качающихся лепестков» и обычно состоят из трех частей, постоянно соединенных стальным кольцом. Концы пневморессор называются поршнями с усиленной полой «трубчатой» камерой, связывающей все вместе. В число транспортных средств, которые сегодня используют пневматическую подвеску, входят Lincoln, Ford, Cadillac, Lexus, Mercedes-Benz, Range Rover, Audi, Subaru, BMW и многие другие.


Что касается выравнивания нагрузки, то по мере увеличения давления воздуха в пневматической рессоре, пневматическая рессора будет вытягиваться в длину, а не расширяться наружу, как воздушный шар. Когда на автомобиль воздействует вес, бортовой электрический воздушный компрессор нагнетает воздух в пневматическую рессору, и автомобиль поднимается, пока не будет достигнута желаемая высота дорожного просвета. После этого воздушный компрессор выключится и будет ждать следующей команды.


Для обеспечения неизменно комфортной езды желаемая жесткость мягкой пружины достигается за счет наличия правильного давления воздуха внутри пневматической рессоры в сочетании с тем, как концевые поршни манипулируют внутренним воздухом.Некоторые автомобили, такие как Lincoln Town Car, оснащены пневморессорами только в задней части, в то время как большинство из них имеют пневморессоры на всех четырех углах, как Lincoln Mark VIII (8). Некоторые из современных систем подвески с электронным управлением, такие как Range Rover, даже оснащены дополнительной управляемой водителем функцией ручного подъема или опускания, которая облегчает посадку в автомобиль, прохождение неровностей или пересеченной местности.


При всем вышесказанном, никто не может не согласиться с тем, что пневматическая подвеска обеспечивает лучшую езду, чем традиционная стальная винтовая пружина, но за такую ​​лучшую ходовую часть приходится платить.Хотя винтовая пружина покажет свой возраст и выйдет из строя, немного прогнувшись в течение многих лет, это само по себе является предупреждением о том, что что-то нужно будет сделать… в ближайшие 5 лет или около того. Даже в этом случае, если ничего не предпринимать, результатом будет только плохое качество езды и, в зависимости от степени тяжести, возможно, чрезмерный износ шин. Результатом отсутствия ухода за системой пневмоподвески является то, что автомобиль, казалось бы, сегодня работает идеально, а на следующий день спускается ниже, чем блин на обочине автострады!


Настоящая проблема с пневмоподвеской заключается в том, что она не совсем понятна большинству механиков сегодня, и уж точно не владельцам транспортных средств.Производители автомобилей не сильно помогают, так как они редко предлагают какой-либо вид обслуживания системы. Видимо, они предпочли бы, чтобы вы провели 10 лет с нулевым техническим обслуживанием, что в значительной степени гарантирует самоуничтожение всей системы пневмоподвески и требует капитального ремонта.


Имейте в виду, что средняя воздушная система состоит из нескольких километров проводки, хотя бы одного бортового воздушного компрессора, нескольких пневматических рессор или узлов пневматической стойки и огромного количества датчиков, все из которых плюс труд, будут стоить тысячи долларов на замену.До сих пор вам приходилось платить невероятную сумму денег за ремонт пневмоподвески вашего стареющего автомобиля. Теперь есть еще лучший способ удержать старуху на долгие годы. Приобретя наш комплект для переоборудования пневматической подвески, вы можете мгновенно сделать свой автомобиль более надежным и улучшить езду за небольшую часть стоимости использования пневматической подвески.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о