1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое пневмоподвеска в автомобиле

Что такое пневмоподвеска 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.

Читайте также: Вибрация руля на скорости 100-120 км/час.

Что входит в конструкцию 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

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:

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.

Читайте также: Признаки неисправности ступичного подшипника .

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.

Читать еще:  Отзывы об автомобилях лада веста 2020

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.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

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.

Общий 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.

Пневморессоры 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

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

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

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. На основе данных показателей система управления регулирует положения кузова автомобиля и степень демпфирования амортизаторов (в случае адаптивной подвески).

Принцип работы

Основная задача пневматической подвески — поддерживать заданный уровень высоты положения кузова над дорогой и эффективно поглощать все неровности. Системой можно управлять как в ручном, так в автоматическом режиме. И тут с каждым годом у производителя появляется все больше и больше возможностей. Данные, полученные от датчиков, передаются в систему управления, а она уже раздает команды исполнительным устройствам: подкачать и повысить давление либо стравить давление из переднего или заднего контура (или обоих сразу) и прижать кузов автомобиля к асфальту на минимально допустимое расстояние на высокой скорости. Каждая пневматическая подвеска имеет свои настройки и свое предназначение, которые зависят, в первую очередь, от типа автомобиля.

Применение пневматической подвески

Самые простые пневматические системы (что,кстати, не значит дешёвые) могут быть установлены только на заднюю ось. Часто такие решения можно встретить на универсалах и больших кроссоверах. Система предполагает периодическую повышенную нагрузку на задний мост, поэтому регулирует клиренс и жёсткость подвески в зависимости от загрузки. В основном такие схемы работают в паре с многорычажкой Multilink, но могут использоваться и со стойками МакФерсон. Причём такая пневмоподвеска позволяет максимально «опустить» автомобиль, что очень упрощает погрузку и выгрузку.

Читать еще:  Чем чистить потолок салона автомобиля

Кнопки управления пневмоподвеской Мерседес

Однако чаще всего пневматика устанавливается на все четыре колеса. Это даёт возможность более гибко управлять клиренсом. Такая схема используется не только на дорогих кроссоверах, но и на спортивных автомобилях, где каждый миллиметр дорожного просвета будет влиять на аэродинамику и, как следствие, на скорость и управляемость.

В последние годы конструкция пневматической подвески становится все более надежной, что позволяет устанавливать ее не только на дорогие автомобили премиум-сегмента. Применение пневматической подвески позволяет сделать управление автомобилем более динамичным, повысить плавность хода и уровень комфорта. Это достигается за счет возможности изменения положения кузова и степени демпфирования амортизаторов.

Пневмоподвеска. Плюсы и Минусы.

Недавно на стенс-встрече WCO Meeting 2015 видел много машин на четырехконтурной пневмоподвеске, которая вызвала у многих неподдельный интерес. Странно, что у многих возникают проблемы с пониманием того, как устроена пневмоподвеска. Давайте разберем.

Пневматическая подвеска автомобиля – это разновидность подвески, при помощи которой имеется возможность регулировки клиренса (высоты кузова относительно дорожного полотна). В настоящее время пневмоподвеска довольно широко применяется на грузовиках и полуприцепах. Легковые автомобили также оборудуются пневмоподвеской, однако это касается в большей степени машин бизнес-класса. В пневматической подвеске в качестве упругих элементов применяются пневмоупоры на каждом колесе. Стоит отметить, что пневматическая подвеска не является отдельным видом подвески автомобиля. Пневмоподвеска может основываться на конструкциях уже имеющихся подвесок. Пневмоэлементы могут быть смонтированы на стойках МакФерсон, многорычажной подвеске, упругой балке и прочих. Основным предназначением пневмоподвески является обеспечение более высокого уровня безопасности и комфорта при вождении. Стоит отметить, что адаптивная подвеска многих автомобилей бизнес-класса основана именно на пневматических упругих элементах с динамически изменяющейся жесткостью.

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

Простейшая пневматическая подвеска имеет в конструкции следующие основные элементы:

• упругие пневмоэлементы на каждое колесо;
• устройство подачи сжатого воздуха (компрессор);
• воздушный ресивер;
• воздушные магистрали;
• датчики и блок управления подвеской.

Упругие пневмоэлементы являются исполнительными механизмами подвески, в задачи которых входит регулировка и поддержание клиренса. Регулировка может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме. Изменение высоты кузова относительно дороги осуществляется за счет изменения давления воздуха в пневмоэлементах.

Пневмоэлемент может иметь разные исполнения – самостоятельный узел или совмещенный с амортизатором. Во втором случае упругий пневмоэлемент наиболее часто называется пневматической амортизаторной стойкой. Пневматические стойки могут быть установлены практически на любой тип подвески. Конструктивно пневмоэлемент состоит из корпуса, штока с поршнем и манжеты.

Компрессор предназначен для подачи сжатого воздуха в ресивер и далее в исполнительные механизмы. Стоит отметить, что компрессор является основным конструктивным элементом подвески, так как без сжатого воздуха работа пневмоподвески просто невозможна.

Воздушный ресивер предназначен для осуществления регулировок клиренса в малых пределах без участия компрессора. Также за счет ресивера достигается быстрая и адекватная работа адаптивных подвесок. Воздушные магистрали соединяют все элементы пневматической подвески в единую пневмосистему. Электронные датчики позволяют отслеживать такие параметры как положение кузова относительно дороги, наклон кузова, ускорение автомобиля и прочие параметры. Блок управления предназначен для обработки сигналов датчиков и осуществления автоматической или ручной регулировки 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.

Автоматический режим работы разных подвесок может существенно отличаться. Стоит отметить, что в автоматическом режиме работают именно адаптивные подвески, в обязанности которых входит поддержание определенного клиренса и жесткости амортизаторов в зависимости от различных условий. Наиболее часто в алгоритме работы адаптивной пневмоподвески используются такие параметры как скорость, ускорение, наклон и прочие.

В зависимости от скорости движения, интенсивности ускорения, система подстраивает значение клиренса для наилучшей аэродинамики автомобиля. При прохождении поворотов на большой скорости оцениваются крены машины, и за счет сжатого воздуха увеличивается жесткость нагружаемых амортизаторных стоек. Адаптивная пневмоподвеска позволяет максимально снижать центр тяжести автомобиля, за счет чего достигается лучшая управляемость и аэродинамика.

Читать еще:  Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобилей таблица

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.

Кстати, если вас заинтересовала пневмоподвеска, обратите свое внимание на необычную разработку — Электромагнитную подвеску фирмы BOSE, о ней написал Никита Полтавский. Вот видео:

Как это устроено: игры воздуха пневмоподвески

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

Citroen > C4

«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.

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».

Иногда на универсалах, минивэнах и вседорожниках пневмоэлементами снабжают только заднюю ось. Подразумевается, что багажник (или третий ряд сидений) периодически принимает на себя повышенную нагрузку и, следовательно, машина сильно приседает на корму. Нажав клавишу в багажном отсеке, можно принудительно опустить заднюю часть, облегчив погрузку тяжелых вещей. Причем данная опция положена не только премиум-классу, но и, к примеру, вполне доступному «Ситроену-С4 Пикассо».

Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает. Плюсы те же: выдающаяся плавность хода, регулируемый дорожный просвет, оптимальная развесовка.

Однако чаще пневмоподвеской оборудуют все четыре колеса, давая возможность в зависимости от условий движения изменять дорожный просвет. Такая схема встречается не только на вседорожниках, но и в спорткарах. Идеальный вариант — отдельный контур и индивидуальное управление каждой камерой. Так удается эффективнее противодействовать продольному и поперечному кренам, что благотворно сказывается и на комфорте, и на управляемости.

Чтобы вывесить автомобиль с пневматикой на домкрате, предусмотрен особый режим подвески. Некоторым системам достаточно поднять машину в верхнее положение, а иногда управляющая электроника самостоятельно распознаёт ситуацию и принимает необходимые меры.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector