Устройство пневматической подвески автомобиля – новая папка / Характеристика гидропневматического элемента подвески Устройство пневматической подвески автомобиля

Пневматическая подвеска автомобиля

Мир автомобилей представлен машинами различного класса. Они отличаются между собой по представительности, стоимости и наличию дополнительных функций. Автомобили бизнес-класса настоящие аристократы использующие передовые разработки самых известных производителей. Для бюджетных марок машин отдельные опции остаются несбыточной мечтой и достаются в самую последнюю очередь.

Среди всех дополнительных опций и «фишек» автомобилей представительского класса особняком стоит пневматическая подвеска. Она объединила в себе все передовые разработки, касающиеся подвески и ходовой системы транспортных средств.

Наличие пневматической подвески на автомобиле говорит о его высоком классе и элитности среди «автомобильной братии». Сегодня пневматическую подвеску можно встретить на большей части автомобилей бизнес-класса. Для многих устройство подвески этого типа остаётся настоящей загадкой и порождает массу слухов и искажённой информации.

Что собой представляет пневматическая подвеска автомобиля?

Очень часто владельцы автомобилей с низким дорожным просветом страдают от «лежащих полицейских», высоких бордюр, крутых спусков и съездов. Если взглянуть на днище их транспортного средства, в частности защиту двигателя и глушитель можно увидеть множество царапин и прочих мелких повреждений, оставляемых на их поверхности.

Всё это последствия низкой посадки автомобиля, которую исправить не получится. Конечно, можно найти некоторые отдельные технические решения, но кардинальных изменений они не способы принести. О поездках за грибами, ягодами и на рыбалку, в автомобиле с низким клиренсом можно забыть. Существует опасность оставить часть выхлопной системы в лесу.

Совсем иная ситуация обстоит на автомобилях с пневматической подвеской. Она позволяет водителю в любой момент корректировать дорожный просвет автомобиля. Его можно увеличивать или уменьшать. Всё зависит от конкретной ситуации.

Впереди глубокая яма или косогор, не беда достаточно одного нажатия кнопки и клиренс машины увеличится на несколько сантиметров. Это позволит без последствий для днища автомобиля преодолеть препятствие.

Первоначально пневматическая подвеска устанавливалась только на грузовые машины. Оценив её по достоинству, автомобильные производители решили применять подвеску этого типа на легковом транспорте. Эксперимент оказался удачным и пневматическую систему начали активно использовать.

Ещё одним преимуществом подвески на пневматической основе является возможность её устройства на существующей традиционной системе. Устанавливаются дополнительные элементы, позволяющие водителю менять клиренс транспортного средства.

Виды пневматической подвески

С течением времени традиционная конструкция пневматической подвески перестала устраивать производителей автомобилей, и они решили внести некоторые изменения. Это привело к тому, что появились различающиеся между собой виды пневматической подвески. Принцип работы их остался неизменным.

Выделяют следующие виды пневматической автомобильной подвески:

1.Одноконтурная система.

Её можно монтировать только лишь на одну ось транспортного средства. Система может быть установлена как на переднюю, так и заднюю ось. Всё зависит от желания водителя.

Используют пневматическую подвеску этого типа сугубо на грузовых машинах. Популярность её обусловлено во многом возможностью по мере загрузки транспорта регулировать жёсткость оси.

2.Двухконтурная система.

Можно монтировать на одну или обе оси. Если монтаж системы выполняется на одну ось, то это позволяет делать независимую регулировку колёс транспортного средства. Если устанавливается подвеска сразу же на две оси, то работу она свою выполняет как две одноконтурные самостоятельные системы.

3.Четырёхконтурная подвеска.

Продукт мысли самых известных автомобильных инженеров. Имеет столь сложную конструкцию и механизм действия, что способна свести с ума любого механика. Работу системы контролирует специальный блок электронного управления.

Его действия координирует датчик. Большая часть производителей автомобилей отдаёт предпочтение именно этой системе. Она обеспечивает точные изменения дорожного просвета автомобиля за счёт использования электронного блока управления. Очень удобная и практичная функция.

Как устроена пневматическая подвеска автомобиля?

Устройство пневматической подвески не такое простое, как может показаться на первый взгляд неискушённому автолюбителю. Не зря она требует специального обслуживания и ремонта. Без специализированного оборудования просто невозможно обойтись.

Можно рассмотреть устройство пневматической подвески автомобиля на примере простой одноконтурной системы:

1.Пневматические рабочие элементы.

Являются основными рабочими «лошадками» системы принимая на себе всю нагрузку, передаваемую прочими элементами подвески. Они своеобразный «скелет», на котором держатся остальные части.

Их главная задача удерживать кузов транспортного средства на заданной высоте. Достигается это за счёт изменения уровня давления в рабочих элементах пневматической подвески. Увеличение или снижение объёма воздуха в них основа основ работы подвески этого типа.

2.Компрессор.

Его задача заключается в нагнетании требуемого объёма воздуха в рабочие элементы системы. Он позволяет регулировать высоту дорожного просвета автомобиля водителю одним нажатием кнопки.

3.Блок управления и датчики.

Блок управления пневматической подвески является «мозговым центром», осуществляющим превращение электронных команд, поданных водителем в механическое действие. Датчики дают возможность системе управления отслеживать положение кузова машины при движении в режиме реального времени.

4.Ресивер.

Элемент подвески, обеспечивающий регулировку дорожного просвета автомобиля. При этом минимальные действия с элементами подвески ресивер может совершать без участия компрессора.

5.Воздушные магистрали.

Их задача состоит в доставке необходимого объёма воздуха от компрессора к рабочим элементам системы. Они словно «кровеносные сосуды» оплетают собой пневматическую подвеску питая воздухом.

Как работает пневматическая подвеска автомобиля?

Принцип работы системы пневматической подвески заключается в своевременной подаче воздуха компрессором к рабочим элементам для изменения дорожного просвета транспортного средства.

Автомобиль, оснащённый данным типом подвески может находиться в 3-х состояниях:

1.Пониженный.

Кузов автомобиля относительно горизонтальной поверхности находиться на минимально возможном уровне высоты.

2.Максимальный.

Кузов автомобиля относительно горизонтальной поверхности находиться на максимально возможном уровне высоте.

3.Номинальный.

Стандартное положение кузова машины относительно горизонтальной поверхности установленное по умолчанию производителем транспортного средства.

Каждый уровень кузова машины регулируются водителем автомобиля самостоятельно. Используется переключатель, приводящий в действие элементы пневматической подвески. Это позволяет водителю транспортного средства в любое время менять уровень дорожного просвета.

Преимущества и недостатки пневматической подвески автомобиля

Как и любая система подвеска этого типа не избежала изрядной доли критики. Особенно первые образцы автомобилей, оснащённые системой оказались неудачными с точки зрения надёжности. Конечно, в будущем подвеску доработали и улучшили её надёжность.

Выделяют следующие преимущества и недостатки пневмоподвески:

Преимущества:

• регулировка жёсткости подвески в режиме реального времени;
• автоматическая регулировка дорожного просвета;
• мягкость хода машины;
• минимальный шум при работе подвески.

Недостатки:

• низкая эффективность работы при отрицательных температурах;
• низкий запас прочности;
• обслуживание и ремонт «бьют» по карману.

Заключение

Конечно, несмотря на ряд преимуществ пневматическая подвеска не смогла избежать недостатков. Она довольно капризна и требовательна в обслуживании. Несмотря на все отрицательные моменты связанные с её обслуживанием она имеет очень неплохие перспективы дальнейшего развития.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Это интересно

Что такое пневмоподвеска: устройство, принцип работы, характеристика

Ходовая часть на пневматических элементах – далеко не новшество в мире автомобилестроения. Рассмотрим, что такое пневмоподвеска, ее принцип работы и устройство.

Виды систем

Ходовая часть с пневматическими элементами – вид подвески автомобиля, в которой реализована функция регулирования положения кузова относительно дороги за счет применения пневматических элементов.

Пневмоподвеска не является отдельным видом конструкции ходовой части автомобиля, поскольку реализуется совместно с другими типами подвесок (МакФерсон, многорычажная подвеска, неразрезная балка и т.д.).

Все штатные системы можно разделить на 2 вида:

• простая пневматическая подвеска, в которой пневматический элемент устанавливается вместо пружин;
• адаптивная подвеска. В ходовой части используются амортизаторы с изменяющейся жесткостью. Степень демпфирования изменяется в зависимости от дорожных условий либо пожеланий водителя. Ввиду своей стоимости, система используется только на авто премиум сегмента.

По способу реализации системы накачивания различают:

• одноконтурные – единая воздушная магистраль отвечает за все подушки (чаще всего их только 2 и установлены они на задней оси;
• двухконтурная – для каждой из подушек отведена отдельная магистраль;
• четырехконтурная – подушки на всех колесах имеют индивидуальные воздушные магистрали.

Достаточно вспомнить закон сообщающихся сосудов, чтобы понять, что система с индивидуальными магистралями является наилучшим решением. Иначе при возрастании давления на одну подушку воздух из нее перемещался бы в сочлененный баллон, что приводило бы к сильным кренам на поворотах.

Устройство

Пневмоподвеска современного автомобиля состоит из следующих элементов:

• компрессор, использующийся для создания давления воздуха;
• ресивер, в котором хранится минимальный запас сжатого воздуха;
• модуль фильтрации и осушки. Для продления ресурса компрессора и исправной работы всех клапанов, датчиков, в систему подается только очищенный воздух. Поскольку в процессе сжатия температура воздуха повышается, на стенках металлического ресивера образуется конденсат, поэтому воздух перед подачей в системе осушивается;
• пневматический упругий элемент, на который возлагается основная роль в поддержании кузова;
• шланги, фитинги для герметичного соединения элементов системы;
• датчики уровня и ускорения кузова, использующиеся для автоматической корректировки положения кузова;
• датчик температуры компрессора;
• датчик давления воздуха в системе;
• блок управления, принимающий данные от датчиков и управляющий исполнительными устройствами;
• клапаны системы управления (для создания давления в пневматических упругих элементах, для сброса давления, для поддержания давления в ресивере). Конструктивно клапаны расположены в блоке электромагнитных клапанов;
• система управления на приборной панели.

Пневматические стойки и модуль подачи воздуха, включающий в себя ресивер, компрессор, блок фильтрации и осушки, формируют пневматическую систему ходовой части автомобиля. Система может быть открытой (воздух стравливается в атмосферу) либо закрытой. В замкнутом контуре воздух возвращается опять в магистраль, что уменьшает потери на последующее нагнетания давления.

Принцип работы

Как правило, пневматическая подвеска имеет 3 режима работы:

• изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения;
• поддержание уровня кузова на заданном уровне;
• принудительное уменьшение/увеличение уровня дорожного просвета.

Основная роль во всей работе подвески отведена пневмоэлементам, которые состоят из корпуса с направляющей, манжеты и поршня. Манжеты изготавливаются из прочного эластомера. Конструктивно пневмоэлемент может быть выполнен совместно с амортизатором либо устанавливаться отдельно.

Особенности эксплуатации, преимущества и недостатки

Главный минус пневмоподвески – дороговизна изготовления. В остальном современные системы достаточно надежны. Владельцам пневмоподушек открытого типа можно настоятельно рекомендовать чаще подымать авто в наивысшее положение на мойке, чтобы тщательно вымывать песок и грязь из-под манжет. Также необходимо следить за тем, чтобы не перетирались шланги воздушных магистралей. Утечку воздуха необходимо как можно быстрее устранять, так как частые включения компрессора значительно уменьшают его срок службы.

В остальном возможность изменять жесткость подвески, клиренс автомобиля дает не только преимущество при перевозке грузов либо выезде на бездорожье, но и в целом делает автомобиль более универсальным.

Экскурс в историю

Вильям Хамфриз был человеком, запатентовавшим в 1901 создание пневмоподушки. Некоторое время спустя к идее вернулись военные. Пневмобаллоны, установленные на ось грузового авто, позволяли перевозить больший вес и при необходимости увеличивать клиренс, что давало такой технике преимущество на бездорожье.

В гражданское автомобилестроение пневмоподвеска приходит в 1930-е, когда выпускался Stout Scarab. Автомобиль был оснащен 4 пневмобаллонам фирмы Fairstone. Компрессор для накачки воздуха был соединен с двигателем приводным ремнем. Примечательно, что в авто была применена 4-х контурная система, которая и по сей день считается лучшим решением для пневмоподвески. Огромный вклад в развитие индустрии внесла компания Air Lift. Именно с этой фирмой связан приход пневмоэлементов в автоспорт, разумеется, если можно так назвать нелегальные гонки бутлегеров, позже трансформировавшиеся в Nascar.

Вплоть до начала 1960-х пневмоподушки размещались внутри пружин. Несмотря на провал первых систем с выносными пневпоэлементами, именно в этот период некоторые автомобили начинают комплектоваться пневмоподвеской уже с завода.

Гражданское автомобилестроение

Тот факт, что уже ни один гоночный автомобиль не обходился без пневмоподушек, попросту не мог оставаться незамеченным крупными автоконцернами. В 1957 году свет увидел Cadillac Eldorado Brougham, который оснащался еще довольно прогрессивной на тот момент 4-х контурной системой с датчиками на каждом элементе, что позволяло при необходимости увеличивать или уменьшать давление в каждой подушке. Примерно в этот же период пневмоподвеска была внедрена Buick, Ambassador.

Cadillac Eldorado Brougham

Пионером в развитии пневмосистем на территории континентальной Европы по праву считается Citroen, а точнее отдел инновационных разработок, возглавляемые тогда Полем Моге. В те времена считалось, что сделать комфортный и в то же время хорошо управляемый автомобиль на пневмоэлементах было невозможным. Но всем скептикам пришлось умолкнуть, когда свет увидел Citroen DC 19 с его инновационной гидропневматической системой. Давление в системе могло быть либо принудительно повышено, что делало подвеску жестче, а автомобиль более маневренным, либо понижено, что давало на те времена небывалый уровень комфорта. Несмотря на то, что внутри элементов был азот, а большую часть работы по обеспечению комфорта и жесткости подвески была возложена на гидравлику, такую систему можно причислить к ряду пневматических подвесок. Среди немецких производителей первой компанией, внедрившей пневмоподвеску, была Borgward. Именно их успешному примеру последовали специалисты с Mercedes.

Дороговизна конструкции, усложнение эксплуатации, увеличение стоимости ремонта не позволяют устанавливать такой тип подвески на все автомобили. Как и в прошлые времена, пневмоподвеска является прерогативой авто премиум сегмента.

Пневматическая подвеска. Устройство и принцип работы пневмоподвески.

Подробности

Автор: Сергей

Категория: Подвеска

Опубликовано: 28 декабря 2014

Просмотров: 21639

Пневматическая подвеска — это вид подвески, обладающий возможностью регулировать клиренс (дорожный просвет) автомобиля. Данный тип подвески имеет широкое распространение среди современных грузовых транспортных средств, а также легковых автомобилей бизнес-класса. На каждом из колёс автомобиля применяются пневмоупоры, которые играют роль упругих элементов в пневмоподвеске. Основывается пневма на уже существующих конструкциях подвесок, поэтому не являет собой отдельный тип автомобильной подвески. Зачастую пневмоэлементы монтируют на стойках McPherson, упругих балках либо многорычажных подвесках. Главной задачей в работе пневматической подвески является обеспечение повышенного уровня безопасности и комфортных условий во время вождения транспортного средства. К примеру, многие автомобили бизнес-класса оснащаются адаптивной подвеской, основанной на пневматических упругих элементах, имеющих возможность динамического регулирования жесткости подвески для достижения максимального комфорта водителя и пассажиров транспортного средства.

Пневматическая подвеска может быть частью штатной комплектации автомобиля либо самостоятельно установленным элементом. В основном, самостоятельная установка пневматической подвески даёт возможность регулировать в ручную лишь высоту кузова.

Распространены три основных типа пневматических подвесок — одноконтурные, двухконтурные и четырёхконтурные пневмоподвески. Одноконтурную систему устанавливают исключительно на одну ось транспортного средства, выбирая между передней и задней осями.

• Одноконтурный тип пневмоподвески чаще всего применяется в грузовых автомобилях и седельных тягачах. На грузовых автомобилях одноконтурная система позволяет регулировать жесткость задней оси, учитывая уровень нагрузки транспортного средства.
• Двухконтурные системы пневмоподвесок устанавливают не только на одну ось, а также одновременно и на обе. При установке двухконтурного типа пневмоподвески на одну ось, становится возможным осуществление независимого регулирования колёс автомобиля. Двухконтурная система пневматической подвески действует подобно одновременно установленным двум одноконтурным системам.
• Четырёхконтурные пневмоподвески достаточно сложны по своей структуре, зато имеют более богатый функционал, в отличие от одноконтурных и двухконтурных систем. Такая система позволяет регулировать пневмоподпор каждого колеса транспортного средства. Зачастую, в четырёхконтурных системах применяют специальный электронный блок управления, слаженно работающий вместе с датчиками и автоматически осуществляющий, при необходимости, регулировку уровня давления в пневмоэлементах. Не рекомендуется самостоятельная установка четырёхконтурных пневматических подвесок с типом автоматического управления, потому как сам процесс установки очень сложен и является финансово затратным.

Устройство пневмоподвески. Рассмотрим строение пнемвоподвески на примере четырёх контурной системы. Итак основные элементы:

• Датчик ускорения кузова, левые и правые задние и передние датчики положения кузова, датчик ускорения колеса. Электронные датчики дают возможность отслеживания некоторого ряда параметров, таких как наклон кузова автомобиля, положение кузова относительно дороги, ускорение транспортного средства.
• Компрессор пневматической подвески. Предназначение компрессора заключается в осуществлении подачи потоков сжатого воздуха прямиком в ресивер, а далее воздух распределяется по исполнительным механизмам системы. Без сжатого воздуха работа пневматической подвески невозможна, поэтому именно компрессор можно назвать основным элементом в конструкции самой подвески.
• Передняя и задняя стойки с пневматическими элементоми. Регулировка клиренса производится в автоматическом или ручном режиме. При изменении давления воздуха в пневматических элементах, меняется высота кузова автомобиля относительно дороги. Исполнение пневмоэлемента может выглядеть либо совмещенным с амортизатором, либо отдельным узлом. Именно при совмещении с амортизатором, упругий пневмоэлемент, в большинстве случаев, называют пневматической амортизаторной стойкой. Подобные стойки устанавливаются фактически на любые типы подвесок, простая конструкция пневмоэлемента состоит из корпуса, манжета и штока с поршнем.
• Ресивер. Воздушный ресивер осуществляет регулировку клиренса транспортного средства исключительно в малых пределах без участия компрессора. Благодаря воздушному ресиверу возможно достижение быстрой и стабильной работы адаптивных подвесок. Воздушные магистрали способствуют соединению всех элементов пневматической подвески в одну целостную пневмосистему.
• блок управления АБС
• Блок управления подвеской. Блок управления создан в целях корректной обработки сигналов, подаваемых датчиками. После принятия сигнала от датчиков, блок управления осуществляет ручную либо автоматическую регулировку подвески.

Принцип работы пневмоподвески достаточно прост. Водитель транспортного средства может без каких либо проблем самостоятельно изменять клиренс своего автомобиля, то есть увеличивать либо уменьшать показатели дорожного просвета. При наличии пневматических амортизаторных стоек в конструкции подвески, имеется дополнительная возможность регулировать её уровень жесткости. Естественно, автоматические режимы работы различных подвесок отличаются между собой, порой весьма существенно. При автоматическом режиме всегда задействованы адаптивные подвески, выполняющие работу по поддержке необходимого уровня дорожного просвета, а также определённой жесткости амортизаторов, зависящей от некоторого спектра внешних условий.

Адаптивная пневматическая подвеска работает по принципу использования параметров скорости, наклона, ускорения и прочих показателей. В целях достижения наилучших аэродинамических показателей транспортного средства, система способна подстраивать уровень дорожного просвета ориентируясь на показатели интенсивности ускорения, а также скорости движения автомобиля. Учитываются и углы наклонов кузова (крены) при вхождениях транспортного средства в повороты на повышенной скорости. Система предварительно анализирует показателя крена и, в случае необходимости, увеличивает подачу сжатого воздуха в целях увеличения жесткости амортизаторных стоек, на которые в данный момент производится повышенная нагрузка. Также адаптивная пневматическая подвеска позволяет внушительно снизить центр тяжести транспортного средства, всё в тех же целях достижения максимально улучшенных аэродинамических показателей и более комфортных условий для водителя благодаря лучшей управляемости автомобилем.

Основным преимуществом пневмоподвески многие автомобильные эксперты считают наличие высокой плавности хода транспортного средства, оборудованного пневматической подвеской. Также достоинством пневматической подвески считают использование сжатого воздуха в качестве упругого элемента, что способствует отсутствию раздражающих слух посторонних шумов. Однако, вышеперечисленные преимущества скорее касаются автомобилей бизнес-класса, потому как многое в работе подвески зависит и от непосредственного предназначения транспортного средства. К примеру, в грузовиках и полуприцепах пневматическая подвеска устроена таким образом, что наоборот может прибавлять жесткости.

Огромным преимуществом можно считать возможность автоматической регулировки дорожного просвета, причем во время движения, а также приятным дополнением станет и наличие в функционале регулирования жесткости отдельных стоек. Но не стоит забывать, что преимущество регулирования уровня жесткости стоек можно отнести скорее к заводскому исполнению адаптивной подвески. К сожалению, элементы пневмоподвески зачастую не пригодны к последующему ремонту либо обладают весьма низкой ремонтопригодностью. Отремонтировать пневматическую стойку невозможно, её можно лишь заменить в случае выхода из строя и подобную непригодность к ремонту эксперты относят к минусам пневмоподвески.

Структуру пневматической подвески постепенно могут повреждать дорожные реагенты, также негативно действует на ресурсы пневмоподвески состояние окружающей среды, особенно это касается температуры воздуха ниже нуля. Рекомендуется периодически производить чистку пневмоэлементов от пыли и грязи, разместив автомобиль на специализированном подъёмнике. В профессиональной деятельности пневматическую подвеску устанавливают в целях увеличения грузоподъёмности автомобиля без снижения уровня комфорта и безопасности водителя транспортного средства, будь это пикап, грузовик либо фургон.

Пневматическая подвеска — 27 Ноября 2014 — АвтоБлог

История создания пневматической подвески

   Уже в середине прошлого века делались отдельные попытки использовать пневматические упругие элементы. В 1847 г., т.е. за 41 год до того, как фирмой Данлоп была спроектирована первая пневматическая подвеска для автомобиля, был пущен в эксплуатацию вагон конной железной дороги, оборудованный пневматическими упругими элементами.

   В 1896-1900 гг. на ряде легковых и грузовых автомобилях в комбинации с листовой рессорой в первые применен пневматический амортизатор-буфер одностороннего действия (на рисунке).

   Меняя давление внутри резино-кордовой оболочки 1 в соответствии с необходимой грузоподъемностью буфера, которая в различных моделях колебалась от 300 до 800 кг, можно было компенсировать значительные колебания нагрузки. В дальнейшем листовые рессоры были полностью заменены пневматическими упругими элементами. Первые конструкции таких подвесок были запатентованы в 1906 г. В 1909 г. на автомобильной выставке в г.Олимпии демонстрировался автомобиль Коуэй (рис. 1.), оборудованный только пневматическими рессорами.

Рис. 1. Первый автомобиль, который оборудован пневматическими рессорами

   Однако глубокие исследования пневматической подвески были начаты только в конце 20-х годов ХХ в. В 1925 г. французская фирма Мессье на автомобиле «Сан рессор» применила подвеску, которая явилась прототипом современной пневматической подвески с гидравлической компенсацией.

   Уже на первом этапе развития пневматической подвески возникла необходимость создания износостойкого уплотнения между подвижными частями упругого элемента. В результате были созданы новые типы пневматических рессор, в которых используется в качестве упругого элемента газонаполненная резино-кордовая оболочка.

   Долговечность применявшихся на этом этапе резино-кордовых оболочек уступала долговечности стальных рессор из-за недостаточной выносливости, а также масло- и влагостойкости хлопчатобумажного корда. Поэтому пневматическая подвеска в то время не получила широкого распространения на автомобилях.

   Применение синтетических волокон решило проблему долговечности пневматических упругих элементов. Вследствие неуклонного роста требований к подвески началось широкое применение этих элементов в подвеске автомобилей и в первую очередь в подвеске автобусов.

   Дальнейшее развитие резино-кордовых оболочек привело к созданию упругих элементов диафрагменного типа, что облегчило установку пневматической подвески на легковых автомобилях. С начала 1958 г. пневматическая подвеска устанавливается за дополнительную плату на всех основных моделях легковых автомобилей компаний Дженерал Моторс, Форд Моторс и Америкен Моторс. Легковые автомобили с пневматической подвеской в 1958 г. составляли 2-5 % от общего количества выпускаемых дешевых моделей и 12% — дорогих.

  Говоря об истории создания пневмоподвесок, хочется отметить, что первым автомобилем с такой подвеской был легендарный француз «Ситроен ДС-19» (рис 2). Серийное производство этого авто началось еще в 1955 году. Его уникальность на тот момент заключалась в том, что на всех колесах были установлены поршневые регулируемые пневморессоры. Примечательно, что и в настоящее время автомобили «Ситроен» успешно выпускаются с подобными пневморессорами.

Рис. 2. «Ситроен ДС-19»

   Пневматическая подвеска автомобиля – это разновидность подвески, при помощи которой имеется возможность регулировки клиренса (высоты кузова относительно дорожного полотна). В настоящее время пневматическая подвеска довольно широко применяется на грузовиках и полуприцепах. Легковые автомобили также оборудуются пневмоподвеской, однако это касается в большей степени машин бизнес-класса. Стоит отметить, что пневматическая подвеска не относиться к какому – то отдельному виду автомобильной подвески. Она может быть создана уже из имеющихся конструкций. Основным предназначением пневмоподвески является обеспечение более высокого уровня безопасности и комфорта при вождении.

Рис. 3. Задняя и передняя стойки подвески

   Автомобиль в России в первую очередь средство передвижения, как по дорогам, так и по бездорожью. Причем зачастую сложно понять, где начинаются первые и заканчиваются вторые. Отсюда и повышенный интерес к такой характеристике как клиренс автомобиля. Клиренс — это ничто иное, как просвет между дорожным покрытием, и самой нижней частью автомобиля. 

   Общих стандартов не существует, но есть усредненные величины, для легковых, семейных автомобилей, и для внедорожников, которые отображают величину клиренса (расстояния от переднего бампера до асфальта):

• у внедорожников от 18 до 35 см;
• у легковых авто от 13 до 20 см.

Разновидности пневматических подвесок

   Можно выделить три основных типа пневмоподвески: одно-, двух- и четырехконтурная. Также следует отметить, что пневмоподвеска может входить в комплектацию автомобиля, а может устанавливаться и самостоятельно. При самостоятельной установке наиболее часто пневмоподвеска позволяет лишь изменять высоту кузова в ручном режиме. 

   ● Одноконтурная система устанавливается только на одну ось автомобиля. Это может быть как передняя, так и задняя ось. В штатном исполнении одноконтурной системой наиболее часто комплектуются грузовые автомобили и седельные тягачи. В данном случае имеется возможность регулировки жесткости задней оси в зависимости от загрузки автомобиля.                     

   ● Двухконтурная система пневмоподвески может быть установлена как на одну ось, так и на две. В случае с установкой на одну ось, осуществляется независимое регулирование колес. Если двухконтурная система осуществляет управление двумя осями, то это аналогично двум одноконтурным системам.

   ● Четырехконтурная система является наиболее сложной, но и наиболее функциональной. В такой системе осуществляется регулировка пневмоподпора каждого колеса. В четырехконтурных система, как правило, применяется электронный блок управления, который в совокупности с датчиками осуществляет автоматическую регулировку давления в пневмоэлементах.

Устройство пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из:

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

Рис. 4. Устройство пневматической подвески:

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

Из основных элементов подвески можно выделить:

• упругие пневматические элементы (по одному элементу на колесо)

   Это главный элемент пневмоподвески, который поддерживает кузов автомобиля на определенном уровне (высоте). Достигается это благодаря изменениям давления, а также увеличению или снижению объема воздуха внутри упругого элемента.

• компрессор для подачи сжатого воздуха

   Также играет немаловажную роль в работе пневматической подвески. Он питает все упругие элементы воздухом. За счет работы компрессора можно регулировать высоту кузова и жесткость подвески.

• блок и датчики управления подвеской

   Это еще одни важные элементы пневматической подвески, которые управляют ее работой. Принцип управления заключается в том, что выходные датчики посылают электрические сигналы на блок управления. В тоже время сигнал поступает и от систем курсовой устойчивости. За счет этого автомобиль ведет себя на дороге спокойно, с меньшим креном на поворотах и уменьшением вероятности заноса.

   Сама же система управления имеет еще несколько исполнительных устройств, таких как клапаны для создания давления, выпускной клапан, клапан переключения (для поддержания давления в ресивере) и реле, которое включает сам компрессор. Все перечисленные клапаны расположены в специальном блоке, который предназначен для обработки сигналов датчиков и осуществления автоматической или ручной регулировки подвески.

• воздушные магистрали

   Являются соединяющими элементами всей системы пневматической подвески. То есть каждая магистраль соединяет определенную часть элементов, что в результате приводит к соединению всех рабочих узлов в единую пневмосистему.

• ресивер (воздушный)

   Элемент пневмоподвески регулирующий клиренс. Причем регулировка возможна и без участия компрессора, но только в малых пределах.

            Рис. 5. Схема основных элементов подвески.

Принцип работы пневмоподвески

Пневмоподвеска позволяет регулировать высоту кузова в ручном и автоматическом режиме. В ручном режиме водитель имеет возможность самостоятельно увеличивать или уменьшать дорожный просвет автомобиля. А если в конструкции подвески имеются пневматические амортизаторные стойки, то в этом случае также имеется возможность регулировки жесткости подвески.

В пневматической подвеске реализовано, как правило, три алгоритма управления:

• автоматическое поддержание уровня кузова;
• принудительное изменение уровня кузова;
• автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения.

   Автоматическое поддержание определенного уровня кузова в пневматической подвеске осуществляется независимо от степени загруженности автомобиля. Датчики уровня кузова постоянно измеряют расстояние от колес до кузова. Результаты измерений сравниваются с заданной величиной. При расхождении показаний электронный блок управления задействует необходимые исполнительные устройства: клапаны упругих элементов для подъема, выпускной клапан для опускания подвески.

   Принудительное изменение высоты кузова обычно предусматривает три уровня: номинальный, повышенный и пониженный. Номинальный уровень используется для передвижения по обычным дорогам со скоростью до 100 км/ч. Пониженный уровень применяется для высокоскоростного движения. Повышенный уровень нужен для передвижения вне дорог и реализуется на скорости до 40 км/ч. Уровни кузова устанавливаются водителем с помощью переключателя. В конструкции пневмоподвески больших внедорожников предусмотрен дополнительный уровень для посадки пассажиров и погрузки багажа, который реализуется на неподвижном автомобиле.

   Автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости обеспечивает устойчивость автомобиля в движении. При увеличении скорости программа управления подвеской переводит уровень кузова последовательно от повышенного к номинальному и далее, с ростом скорости, к пониженному. При снижении скорости система переводит положение кузова из пониженного в номинальное.

   Применение амортизаторов с регулируемой степенью демпфирования значительно расширяет характеристики пневматической подвески, позволяя помимо высоты кузова изменять жесткость подвески в зависимости от условий движения.

Пневмоподвеска: плюсы и минусы

   Как и любая другая система, пневмоподвеска имеет свои достоинства и недостатки. Основным достоинством пневматической подвески является высокая плавность хода автомобиля и отсутствие каких-либо шумов, так как в качестве упругого элемента используется сжатый воздух. Однако в зависимости от предназначения автомобиля, пневмоподвеска может быть и, напротив, – жесткой.

   К достоинствам также можно отнести автоматическое регулирование клиренса и жесткости отдельных стоек в движении. Однако это относится лишь к заводским исполнениям адаптивных подвесок. Самостоятельная установка четырехконтурной пневмоподвески с автоматическим управлением очень сложна и затратна, поэтому такая практика не применяется.

   К недостаткам можно отнести очень плохую ремонтопригодность элементов пневмоподвески. Так, например, пневматические стойки абсолютно неремонтопригодны и при выходе из строя подлежат только замене. Также стоит отметить, что на ресурс пневмоподвески весьма негативно влияют отрицательные температуры и дорожные реагенты.

Список источников:

1. Г.О. Равкин  «Пневматическая подвеска автомобиля» 1962 г.
2. http://arnott-moscow.ru/Stati/2-Istorija-sozdanija-i-primenenija-pnevmopodveski.html
3. http://autoustroistvo.ru/hodovaya-chast/pnevmaticheskaya-podveska/
4. http://avto-gurman.ru/ustroystvo-avtomobilya/195-pnevmaticheskaya-podveska-avtomobilya.html#title2
5. http://carakoom.com/blog11622.html
6. http://systemsauto.ru/pendant/air_suspension.html
7. http://ustroistvo-avtomobilya.ru/podveska/pnevmaticheskaya-podveska/

Пневматическая подвеска автомобиля | Устройство и системы автомобиля

Пневматическая подвеска автомобиля

Принцип работы и устройство пневматической подвески современного автомобиля.

 Пневматическая подвеска автомобиля с регулированием дорожного просвета

 Устройство и принцип работы пневматической подвески современного автомобиля с регулированием величины дорожного просвета рассмотрим на примере автомобиля AUDI A6.

 Регулирование дорожного просвета при использовании пневматической подвески не связано с дополнительными техническими  приспособлениями. По этой причине регулирование интегрировано в общую систему настроек.

 Достоинства при регулировании дорожного просвета:

-не зависит от нагрузки статический ход сжатия упругого элемента подвески (пневмобаллона). Он всегда остается одинаковым. Благодаря этому уменьшены размеры колесных ниш, что очень благоприятно сказывается на общем использовании объема кузова;

— сохраняется  полный ход сжатия и отбоя упругого элемента при любых нагрузках автомобиля;

-кузов авто приобретает более мягкое подрессоривание. Это повышает уровень комфорта во время движения;

-сохраняется полный дорожный просвет при любых нагрузках автомобиля;

— при загрузке углы установки колес не изменяются;

— не увеличивается коэффициент аэродинамического сопротивления. Внешний вид автомобиля не ухудшается;

-из-за небольших углов наклона пальцев, происходит меньший износ шаровых опор;

-возможна более высокая нагрузка.

 Положение кузова автомобиля остается неизменным и поддерживается регулировкой давления в пневмобалонах.

Рис. 1. Положение кузова автомобиля

 Благодаря регулированию давления статический ход сжатия всегда остается одинаковым. При конструировании колесных ниш, его не стоит принимать в расчет.

 Еще одной особенностью пневматической подвески с регулировкой величины дорожного просвета является и то, что частота собственных колебаний кузова автомобиля всегда остается почти постоянной даже при изменении общей массы автомобиля.

 Конструкция пневматического упругого элемента

 В качестве упругих элементов на легковых автомобилях применяются пневмобалоны рукавного типа. Не смотря на то, что данная конструкция имеет малые габариты, она обеспечивает большую деформацию упругого элемента.

Рис. 2. Пневмобаллон, выполненный соосно с амортизатором.

 Рукавный элемент состоит из высококачественного эластомера и корда из полиамидной нити. Он легко раскатывается и имеет минимальное трение в этом упругом элементе. Температурный диапазон, который обеспечивает требуемые характеристики, находится в пределах от -36° до +92°.

 В рукавном элементе крепление манжеты между поршнем и верхней крышкой корпуса осуществляется зажимными кольцами из металла. Эти кольца запрессовываются  в производственных условиях.

Рис.3. Разнесенное расположение пневмобалона и амортизатора.

 Рукавный элемент, во время работы, раскатывается по поршню. Пневмобаллоны устанавливаются как отдельно от амортизаторов, так и вместе с ними. Это зависит от кинематической схемы подвески оси автомобиля.

 Амортизатор с пневматическим регулированием демпфирования

 Для поддержания постоянной величины степени  демпфирования при изменении силы нагрузки от неполной до полной, в пневмоподвеске автомобиля с регулировкой дорожного просвета установлены амортизаторы имеющие бесступенчатую характеристику, которая изменяется в зависимости от нагрузки.

 Благодаря данной подвеске, вместе с постоянной частоты собственных колебаний кузова, удалось достичь характеристики колебаний кузова, которая почти не зависит от нагрузки. Благодаря этим свойствам, повышен комфорт при движении автомобиля с частичной нагрузкой. В то же время при полной загрузке отлично гасятся колебания кузова.

 Рассмотрим амортизатор PDC(  Pneumatic Damping Control, что означает пневматическая регулировка демпфирования).

Рис. 4. Соосная установка пневмобаллона и амортизатора PDC

 Усилие демпфирования здесь изменяется и зависит от давления, находящегося в пневмобаллоне. Изменение демпфирования происходит при помощи встроенного в амортизатор клапана PDC, который соединен трубопроводом с пневматическим упругим элементом. Давление в пневмобаллоне изменяет сопротивление клапана PDC.

 Для сглаживания скачков давления во время сжатия и отбоя в пневматическом упругом элементе, в клапане PDC встроен дроссель, который размещен во входном воздушном канале.

Рис. 5. Установленные раздельно пневмобаллон и амортизатор PDC

 Принцип действия данной системы заключается в том, что клапан PDC изменяет между двумя рабочими камерами 1 и 2 гидравлическое сопротивление.  При помощи отверстий  камера 1 соединяется с клапаном PDC. Когда в упругом элементе низкое давление( автомобиль имеет небольшую нагрузку), клапан PDC имеет небольшое гидравлическое сопротивление. Из-за этого часть масла направлено в обход демпфирующего клапана. Благодаря этому, уменьшено усилие демпфирования.

 От управляющего давления в определенной зависимости находится гидравлическое сопротивление клапана PDC.

Рис. 6. Устройство клапана PDC

 Усилие демпфирования на прямую зависит от гидравлического сопротивления соответствующего клапана демпфирования ( процесс сжатия и отбоя), а также клапана PDC.

 Если понравилась Вам статья, добавьте ее в соц. сети. Заранее благодарим Вас!