Схема пневмоподвески: 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.

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

Схема 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

Конструкция 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

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.

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:

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.

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.

Кирилл Милешкин

http://www.zr.ru/content/articles/604447-kak-eto-ustroeno-igry-vozduxa/

Пневмоподвеска. Как выбрать количество контуров для пневмтической подвески

Каталог

Пневмоподвеска. Как выбрать количество контуров для пневматической подвески

На сегодняшний день пневматические подвески (что такое пневмоподвеска ?) остаются наиболее совершенных конструкций автомобильных подвесок. Как правило, ими комплектуют коммерческую технику, а также легковые модели премиум-класса. Пружинная конструкция гораздо дешевле, поэтому именно она прижилась в недорогих пассажирских автомобилях. Пневмоподвеска имеет несколько важных преимуществ: к примеру, она лучше справляется с дорожными неровностями, при этом практически не издает звуков при работе. Изменяя давление в пневмоэлементах (что такое пневмоэлемент ?) , можно менять жесткость подвески, а также клиренс автомобиля (что такое клиренс ?) . Для того, чтобы сделать эти преимущества доступными любому водителю, пневмоподвески, как правило, комплектуют компрессором (что такое компрессор ?) и воздушным ресивером (что такое ресивер ?) – все эти элементы объединены в единую систему, управлять которой можно со специального блока в любой части автомобиля.

В зависимости от типа пневмоподвески, она может иметь один, два или четыре контура управления.

Одноконтурная система – самая простая, а потому дешевая, и в этом по сути ее единственное преимущество. В данном случае две пневмоподушки на передней или задней оси автомобиля объединены одной магистралью – соответственно, регулировать давление можно только одновременно в обоих элементах. Такую схему используют в грузовой технике, пикапах – то есть в случаях, когда загрузка лишь одной оси (в данном случае задней) меняется в больших пределах.

Одноконтурная система позволяет избежать, например, проседания задней части кузова при загрузке автомобиля и увеличить его грузоподъемность. Главным же ее недостатком следует признать отсутствие возможности независимой регулировки двух пневмоподушек. Так, в затяжных поворотах воздух из той подушки, на которую давление больше, будет перетекать в ту, где давление меньше – отсюда значительные крены в виражах.

Другой пример: неравномерное распределение веса груза по поперечной оси автомобиля.

Одноконтурная система не позволит вам выровнять кузов, а, значит, теряется одно из основных преимуществ пневмоподвески.

Двухконтурная система более прогрессивна и подразумевает уже два независимых контура. Чаще всего такая схема применяется для автомобилей с полностью пневматической подвеской – соответственно, один контур отвечает за давление в двух подушках передней оси, другой – в задней. Заметим, что двухконтурная система может быть использована и для двух подушек одной оси: как раз она и позволит выровнять положение кузова при неравномерной загрузке (см. пример выше). К тому же, поскольку отсутствует прямая связь между баллонами, они будут работать независимо и за счет прогрессивной характеристики упругости заметно снижать величину кренов в поворотах.

Четырехконтурная система – самая продвинутая. С ее помощью можно регулировать давление в каждой из подушек ( по сути – две двухконтурные системы для каждой из осей). Такие схемы не просто облегчают процесс перевозки грузов, но и, например, кардинально меняют в лучшую сторону комфорт при движении (по сравнению с более простыми вариантами и пружинными подвесками).

Существуют две разновидности четырехконтурных систем: с ручным и автоматическим управлением. В первом случае давление устанавливает водитель нажатием соответствующих кнопок в салоне. Во втором распределением давления по пневмоэлементам занимается интеллектуальная система управления. Получая информацию с кранов уровня пола (что такое датчик уровня пола ?) , блок управления дает команду на уменьшение или увеличение давления в конкретной подушке в зависимости от положения кузова автомобиля.

Если вы не знаете, какая подвеска нужна именно вам, рекомендуем к прочтению нашу статью Выбираем пневмоподвеску для своего автомобиля, а также Как увеличить грузоподъемность автомобиля

Наши социальные каналы:

Каталог

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.