Как работает пневмоподвеска на грузовиках – Что такое пневмоподвеска автомобиля? Описание, принцип работы, плюсы и минусы :: SYL.ru

Содержание

Как работает пневмоподвеска?

Инновации в технологиях означают, что системы больше не являются неуклюжими, медленными и неточными. Вместо этого они используют быструю точную технологию на основе современной электроники, которая контролирует всё: от высоты посадки до точного давления в пневмоподвеске, предлагая плавный управляемый привод. И, что самое главное — систему подвески автомобиля часто недооценивают. С точки зрения комфорта и безопасности подвеска Вашего автомобиля является неотъемлемой частью — также как и колёса машины. Амортизаторы и пружины поглощают ямы и неровности, по которым едет колесо.

Тем не менее, каждый раз, когда Вы добавляете или убавляете вес своего авто, ускоряете или замедляете его или поворачиваете руль налево или направо, это бросает вызов тому, на что амортизаторы и пружины Вашего автомобиля способны. Тем не менее, при всей нужности и актуальности подвески, пружины выглядят сегодня достаточно консервативным методом смягчения неровностей дороги, определяя единственный набор функций и отсутствие каких бы то ни было настроек и надстроек.

Как же работает пневмоподвеска?

Наглядная работа пневмоподвески в трёх режимах: полностью накачанная/нормально накачанная/не накачанная

Пневматическая подвеска — это замены пружины машины пневматическими рессорами. Пневматические рессоры — это просто жёсткие резиновые и пластиковые ёмкости (баллоны), накачанные до определённого давления и высоты, чтобы имитировать те же пружины. Но на этом сходство, в общем-то, и заканчивается. Если добавить к пневморессорам бортовой воздушный компрессор, датчики и электронные системы управления, то сегодняшние системы пневмоподвески смогут обеспечить огромный ряд преимуществ по сравнению с цельнометаллической подвеской — обычными пружинами, в том числе почти мгновенную настройку и способность к адаптации обработки неровностей в разных ситуациях и изменение возможности нагрузки.

Но главная особенность пневмоподвески заключается далеко не в её способности к расширению собственного функционала и настроек. Является ли система ручной или электронной, установлена ​​ли она гаражным «Кулибиным» или увидела свет в большом концерне опытных технологий какого-либо популярного бренда, пневматическая подвеска может понижать и повышать автомобиль по высоте, увеличивая и уменьшая его клиренс. Особенно актуально использование пневмоподвески стало у молодых людей с целью эксплуатации её в автомобилях отечественного производства.

Пример пневмоподвески грузового автомобиля Mack

Из чего состоит пневмоподвеска?

Ранние версии систем пневмоподвески работали относительно просто — даже ещё проще, чем Вы представили: подушками просто заменяли пружины. Подушка накачивалась до требуемого давления или высоты с помощью внешнего компрессора через клапан на этой подушке. Изменения в технологиях и использования добавили несколько компонентов, которые усложнили работу пневмоподвески, добавив возможность контроля к системе. Сегодняшние системы пневмоподвески имеют почти одинаковый или аналогичный набор компонентов, которые всё же немного отличаются от производителя к производителю. Различия приходят в основном в управлении и простоте установки.

Материал самой пневморессоры мало изменился с течением времени. Подушка обычно состоит из резины и полиуретана, что обеспечивает структурную целостность, оптимальное удержание воздуха внутри, прочность истирания от дорожного мусора и песка и устойчивость к выгоранию от солнечных лучей, воздействия соли и химической коррозии.

Итак, ранее мы узнали об основном компоненте работы пневмоподвески — пневморессорах. Теперь пришло время узнать, что они бывают трёх основных форм:

  1. Двойная подушка — имеет форму будто песочных часов. Её суть заключается в наличии стального обода посередине вертикальной оси такой подушки. Такая конструкция даёт немного больше боковой гибкости, чем другие проекты пневморессор.
  2. Коническая втулка — выполняет то же самое, как и любой другой вид подушки, но предназначен для установки в более трудные районы и предлагает немного бóльшую регулируемость дорожного просвета.
  3. Подвижной рукав — ещё один вид пневморессоры, позволяющий также в большом диапазоне изменять дорожный просвет автомобиля.

Большинство систем воздушной подвески сегодня поставляются с компрессором на борту машины. Компрессор представляет собой небольшой электрический насос для подачи сжатого воздуха к пневморессорам через серию трубок. Компрессор обычно монтируется на раме автомобиля или в багажнике. Подавляющее большинство компрессоров снабжены осушителем воздуха. Дело в том, что, когда компрессор работает, закачивая атмосферный воздух в насос, сжимая его и перемещая в подушки, этот воздух часто нагружен большим количеством влаги, и влага эта может посеять хаос в замкнутой системе. Осушитель использует специальное вещество, которое способно поглотить столько влаги из воздуха, сколько для него возможно, прежде чем воздух направится в систему пневмоподвески.

Более простые компрессорные системы полагаются на сам компрессор, чтобы поддерживать, увеличивать или уменьшать давление в подушках. Более современные системы снабжены ещё и воздушным резервуаром для поддержания давления и обеспечения равномерного перехода давления между подушками. Компрессор может быть активирован вручную или автоматически, и контролироваться исключительно водителем либо автоматически через электронную систему, или путём сочетания того и другого.

Так выглядит типичный компрессор в пневмоподвеске

Конечно, это ещё не все компоненты системы пневматической подвески! Ниже детали, которые оказывают посильную помощь в ответственной работе пневмоподвески.

Пневмолинии проводят сжатый воздух в подушки. Линии похожи на обычные шланги и трубки высокого давления воздуха и направляются вдоль кузова (рамы) автомобиля. Хотя большинство линий имеют состав резина/полиуретан, они могут быть также заменены на стальные трубки, предлагая более прочную конструкцию.

Типичная установка пневмолиний в пневмоподвеске

Клапаны представляют собой шлюзы для выхода и входа воздуха в различные части системы. В современной пневмоподвеске клапаны играют важнейшую роль в изоляции и контроле над креном автомобиля, где воздух направляется неравномерно по всей системе (по четырём пневморессорам у четырёхколёсного автомобиля с четырёхконтурной пневмоподвеской (о таких типах подвески немного ниже)). Ранние системы пневматической подвески представляли собой двусторонние установки — по сути, это когда каждая пара левой и правой подушки были соединены одной линией и имели общее давление воздуха. Таким образом, когда автомобиль кренится, один воздушный мешок сжимается и тем самым толкает сжатый воздух через линию к другой воздушной подушке, которая расширяется. Это приводило к большим кренам кузова и придали плохую репутацию пневмоподвеске. На сегодняшний день системы используют ряд клапанов, которые контролируют эту тенденцию и предлагают значительное улучшение управляемости.

Соленоиды используются в системе с электронным управлением, чтобы заполнять и спускать каждый воздушный мешок. Поскольку система настраивается под различные условия, команды даются каждому соленоиду, чтобы открыть или закрыть клапан отдельной пневморессоры, изменяя количество воздуха в каждой из них.

Так выглядит установка с соленоидами

Электронные системы управляются через электронный блок управления. Контролирующее программное обеспечение может быть очень простым, почти как цифровая версия аналога включения/выключения управления, но всё же чаще ЭБУ становятся всё более сложным программным обеспечением, мониторя давление и, соответственно, дорожный просвет в реальном времени. Модули получают информацию с помощью различных входов, в том числе датчиков дорожного просвета, и переключают компрессор в различные режимы работы и в том числе выключая его по мере необходимости. Электронная часть системы работы пневмоподвески — это та часть, где произошло наибольшее число инноваций, и где изменения, скорее всего, будут расти в геометрической прогрессии в будущем. Эти системы в целом остаются отдельно от других модулей и систем связи на борту автомобиля.

Давайте взглянем, как все эти компоненты выглядят все вместе, каждый на своём месте в автомобиле:

Покупаемые наборы пневмоподвески

К сожалению, на сегодняшний день производство, установка и адаптация автомобиля под пневмоподвеску — это достаточно дорогое удовольствие, и потому комплектуются производителем пневматической подвеской, в основном, автомобили премиум-класса, а также грузовые автомобили, в том числе фуры. Но выход есть: можно приобрести комплект пневмоподвески практически на любую машину, хотя она и будет значительно примитивнее, чем заводская: так, она, скорее, будет выполнять роль изменяемого вручную клиренса при различных дорожных условиях, в то время как в премиум-автомобилях пневмоподвеска преследует целью комфортную езду по неровностям — может адаптироваться, к примеру, при поездке по грунту и глотать довольно большие ямы и неровности, а затем, при выезде на ровную асфальтовую дорогу, быстро адаптироваться под более спортивный стиль езды.

 

 

Сегодня существует множество различных производителей, продающих широкий спектр компонентов комплектов пневмоподвески, что может ввести в недоумение покупателя за счёт широкого спектра комбинаций количества и качества компонентов. В целом же, наборы воздушной подвески заменяют чаще всего только пружины, которые, в свою очередь, являются лишь частью более крупной системы подвески. Учитывая этот факт, многие компании предлагают ещё и ремкомплекты для пневмоподвесок, с помощью которых всё: от тяг до амортизаторов — заменяется на высококлассные компоненты.

 

Однако, в общем, самые основные комплекты поставляются с подушками безопасности для замены пружин машины наряду с компрессором и воздушными линиями. Большинство основных комплектов продаётся с двухконтурной системой, которая может привести к тяжёлым кренам кузова. Давайте поговорим о типах пневмоподвески, которые напрямую и наиболее сильно влияют на её конечную стоимость и, конечно же, комфорт. Продаваемые отдельно пневмоподвески бывают четырёх типов:

  1. Одноконтурная пневмоподвеска предназначена только для одной оси, и давление в обоих подушках этой оси будут одинаковыми, так как между компрессором и обеими подушками проходит только одна общая линия (контур)
  2. Двухконтурная пневмоподвеска на двух осях — это примерно как две одноконтурные воздушные подвески, каждая из которых устанавливается на одну из двух осей. В этом случае у водителя появляется возможность регулировать отдельно высоту передней и задней части автомобиля.
  3. Двухконтурная пневмоподвеска на одной оси регулирует по-отдельности давление в каждой подушке одной оси и, таким образом, может предотвратить сильные крены кузова.
  4. Четырёхконтурная пневмоподвеска — это наиболее функциональный, доработанный и дорогой тип. Он зачастую работает совместно и дружно с микрокомпьютером и датчиками давления, что позволяет чувствовать полный контроль над подвеской. Четырёхконтурные линии используют четыре направления в сочетании с передовым контроллером. Каждая пневмоподушка управляется отдельно, но они связаны друг с другом посредством электронного контроллера для динамического и статического управления.

Покупка комплекта пневмоподвески не должна быть случайной. Вам необходимо чётко понимать, что Вы хотите от системы. Владельцу Газели потребуется одна система в поисках лучшей грузоподъёмности и контроля при перевозке грузов. С другой стороны, автогонщик будет искать другой уровень производительности, чем водитель кузовных автомобилей.

Сколько стоит пневмоподвеска?

Ориентировочная стоимость пневмоподвески (в рублях, без стоимости установки)
  Стандартная* Спортивная* Комфортабельная*
  2-хконтурная 4-хконтурная 2-хконтурная 4-хконтурная 2-хконтурная 4-хконтурная
Отечественные авто 45000 55000 60000 70000 55000 65000
A-B-класс 55000 60000 65000 70000 60000 70000
C-D-класс 65000 75000 75000 80000 70000 80000
E-F-класс 85000 95000 95000 110000 90000 100000
Внедорожники и кроссоверы 65000 70000 70000 80000 80000 95000

Как поставить пневмоподвеску своими руками?

Всегда в комплекте с пневмоподвеской прилагается подробная пошаговая инструкция о том, как её установить своими силами, а также часто такой набор комплектуется специальным ремкомплектом.

RideTech, один из лидеров отрасли в производстве пневматической подвески и её компонентов, размещает фразу «Не открывайте» на их инструкции по установке. Это такой психологический пример, придуманный маркетологами компании по заказу руководства, которое, как они утверждают, уже не знает, как ещё объяснить клиенту, что читать инструкцию, а не пытаться установить пневмоподвеску самому, руководствуясь лишь своими соображениями — это единственный верный вариант. Самые большие проблемы людей, с которыми они сталкиваются при установке новой сложной системы, это то, что они никогда не читают инструкции. Компания чувствовал, что, может быть, люди на самом деле откроют руководство, если им указать не делать этого, по принципу сладкости запретного плода.

Установка даже сложных систем возможна, но люди должны читать инструкции и следовать им. В то же время часто установка пневмоподвески не потребует от Вас профессиональных знаний, как установить пневматическую подвеску.

По общим оценкам, установка на автомобили комплекта воздушной подвески потребует от 12 до 15 часов для компонентов непосредственно подвески, ещё 10 — для установки системы компрессора и ещё ​​пять-шесть часов, если Вы добавляете систему выравнивания. Тем не менее, правильная установка пневмоподвески своими руками — это огромный шаг к экономии денег (стоимость установки составляет примерно 20-25% к цене комплекта пневмоподвески).

Пневматическая подвеска должна быть герметичной. Возникает много проблем при установке, если не принять соответствующие меры предосторожности, как правило, изложенные в инструкциях, чтобы обеспечить систему максимально герметичной. Та же компания RideTech посчитала, что от 90 до 95 процентов утечек можно было бы предотвратить, если установщики использовали бы уплотнительную ленту на всех соединениях, и изолировали линии от возможных точек износа и высокой температуры.

Другим важным моментом в процессе установки является настройка.

Пневматическая подвеска является сложной системой, но она может дать впечатляющий внешний вид и высокую производительность, если она установлена и настроена правильно.

Пневматическая подвеска на грузовиках, с чего всё начиналось: Журнал «АВТОТРАК»

Первые упоминания о пневматических подвесках в патентных архивах США относятся к 1880 г. В 1888 г. Данлоп не только изготовил первую пневматическую шину, но и предложил первую пневматическую подвеску для автомобиля. Однако лишь в 1909 г. появился автомобиль Коуей с пневматической подвеской, да и то только на выставке.

На рубеже 20-30-х годов прошлого века французские, итальянские и чешские автомобильные компании выпустили ряд моделей с пневматической подвеской, как правило, телескопического типа — то есть без применения резинокордовой оболочки. Пневмопружины телескопического типа, несмотря на свою дороговизну, отличались плохой герметичностью, а применение пневморезиновых элементов сдерживалось их небольшой долговечностью вследствие несовершенства технологии изготовления.

Подвеска подкатной тележки Doll, использующейся в скандинавских сцепках

За океаном североамериканская компания Firestone Tire & Rubber начала свои эксперименты с пневматическими двухгофровыми пневмобаллонами в начале 30-х годов. Через несколько лет экспериментальные работы дошли до полевых испытаний. В 1935-1939 гг. несколько опытных автомобилей Бьюик и Плимут были оснащены пневматическими рессорами.

Резинокордовый пневмобаллон, по существу, представляет собой бескамерную шину. Камерная и бескамерная шины должны существенно отличаться между собой. Дело в том, что воздух проходит через резину. Конечно, автомобильные камеры стараются делать из более воздухонепроницаемой резины, но воздух все равно проходит. В камерной покрышке воздух, прошедший через резину камеры, просто выходит наружу. Шина постепенно спускает, и только. В бескамерной шине воздух может накапливаться в стенках, приводя к расслоению резины и корда. Поэтому баллон пневмоподвески был для резинотехнической промышленности 30-х годов большим достижением.

Передняя независимая подвеска Volvo с двойными поперечными рычагами для тяжелых грузовиков обеспечивает отличное сцепление колеса с дорогой и управляемость на ухабах и ямах

За период до 1938 г. в США было выпущено около 50 различных типов пневматических подвесок. Однако резинокордные элементы с хлопчатобумажным кордом не могли обеспечить высокий ресурс пневмоподвеске.

В 1938 г. компании Firestone удалось заинтересовать крупнейшего в США производителя автобусов — концерн Дженерал Моторс — в установке пневматической подвески на разрабатываемые модели. Мировая война задержала внедрение нового типа подвески. Первый автобус с пневматической подвеской был протестирован только в 1944 г. В ходе этих испытаний были задокументированы неоспоримые преимущества пневмоподвески — в плавности хода прежде всего.

Наиболее часто используемый круглый пневмобаллон

Потребовалось еще несколько лет интенсивных исследований и испытаний, прежде чем в 1953 г. на конвейер были поставлены первые автобусы GM с пневматическими пружинами. В условиях реальной эксплуатации пневмоподвеска продемонстрировала высокие эксплуатационные качества и надежность. Даже после пробега в 1 млн миль пневматические элементы не требовали замены. Вслед за автобусами пневматические подвески стали появляться на грузовиках. Средняя наработка на отказ пневмобалона составляла 1 млн км, в то время как стальные рессоры выходили из строя примерно после 200 тыс. км. Секрет успеха резинокордовых оболочек заключался в применении нейлонового корда — синтетического полиамидного волокна, изобретенного американской компанией DuPont.

Схема круглого баллона

В Европе в 1955 г. немецкие фирмы Континенталь и Метцлер на выставке в Германии показали первые образцы пневмоподвесок. В конце 1957 г. в Германии был запущен в производство автобус MAN 760 UO1 с пневматическими пружинами. Немцы знали толк в полиамидных волокнах. Еще в 1943 г. в Германии было создано промышленное производство поликапролактама, из которого делали корд для авиационных шин, парашютный шелк, буксировочные тросы для планеров. Наличия одного только синтетического корда для создания высокопрочной оболочки пневмобаллона — мало. Нужна еще технология, увеличивающая сцепление каучука с кордом.

Экспериментальная ось BPW ECO Vision на карбоновой основе

В США в 1957 г. были представлены несколько моделей тяжелых грузовиков, имевших в стандартном исполнении пневматическую подвеску передней и задних осей. В декабре 1958 г. на выставке в Чикаго GMC показала тягач модели DLR 8000 с кабиной над двигателем, передняя подвеска которого была не только пневматической, но и независимой. До этого тяжелые грузовики с независимой подвеской производила (и производит) в Европе лишь компания TATRA.

ЗИС-164 на пневмоходу

В Советском Союзе работы по пневматическим подвескам велись лишь после внедрения таких систем на Западе. Круглые двойные пневматические баллоны размером 250×200 отечественного производства (НИИШП) установили в заднюю ось автобуса ЗИЛ-158. Благодаря применению пневматики удалось получить плавность хода, соизмеримую с увеличением листовой рессоры более чем в 1,5 раза. Правда, такая замена привела бы к тому, что кузов автобуса без нагрузки поднялся бы на 20 см. При стендовых испытаниях пневморессора НИИШП, созданная совместно с НАМИ, выдержала 6 млн циклов без выхода из строя. Для каркаса пневмобаллонов использовали капроновый корд 14К, имеющий прочность 14-15 кг.

Комбинированная — рессора-пневмобаллон — подвеска сохраняет геометрическую жесткость, но обеспечивает лучшую плавность хода

Пневматические подвески конструкции НАМИ устанавливались на автомобили ЗИЛ-164, представляющие собой ходовую лабораторию. Пневмобаллоны устанавливались также в задней подвеске автобуса ЛАЗ-695, получившего обозначение ЛАЗ-695Э.

Испытания, проведенные совместно с автозаводом им. Лихачева, показали, что экспериментальный ЗИЛ-164 может быстрее передвигаться по плохой дороге, чем ГАЗ-51 и новый грузовик ЗИЛ-130. Автобус ЛАЗ-695Э прошел по булыжной дороге плохого качества 25 тыс. км.

НАМИ-ЛиАЗ-158М тоже был на пневмоходу

В первых пневматических подвесках применялись круглые пневмобаллоны, состоящие из одного, двух, или нескольких расположенных друг над другом элементов торообразной формы. Использовались удлиненные пневмобаллоны с закругленными торцами, также состоящие из двух-трех «этажей», и диафрагменные пневматические упругие элементы в различных вариантах. Пневмобаллоны с резинокордовыми оболочками круглой формы используются по сегодняшний день. Они обладают большой долговечностью и грузоподъемностью, компактны и удобны для массового производства.

ЛиАЗ-677 01 на пневмоходу стал родоначальником самых массовых городских автобусов в СССР, прозванных в народе «скотовозами». Но для своего времени это была прогрессивная машина

Однако пневматические рессоры баллонного типа имеют ряд недостатков. Динамическая и статическая жесткости круглого пневмобаллона значительно отличаются. Пневмобаллоны круглой формы не обеспечивают собственные колебания с частотой ниже 1,3-1,5 Гц даже при использовании значительных дополнительных объемов воздуха.

Дело в том, что грузоподъемность пневматической рессоры определяется произведением давления на эффективную площадь. У круглого баллона эффективная площадь значительно зависит от радиуса закругления оболочки — она растет с увеличением деформации. Также с увеличением деформации растет давление в баллоне. Увеличение сразу двух множителей при сжатии не позволяет получить малые частоты колебаний и поэтому приходится применять дополнительный объем.

Двухгофровый баллон

Для дополнительного объема воздуха первоначально использовали пространство внутри полой оси. В силу технологической сложности и недостаточной надежности от этого решения вскоре отказались. Совсем недавно к забытому решению вернулась компания BPW, предложившая оси Eco Vision.

Удлиненные пневмобаллоны уже не используются. Их преимуществом была небольшая ширина, которая позволяла устанавливать пневматическую подвеску вместо обычных многолистовых рессор. Баллоны длиной 1,7 м позволяли по технологиям того времени обеспечить нагрузку до 10 т. Но при равных площадях круглого и удлиненного баллонов грузоподъемность круглого будет в 1,5 раза выше. Удлиненные баллоны сложны в производстве, им тоже требуются дополнительные объемы воздуха.

Схема гофрированного двухэтажногобаллона

В настоящее время широкое распространение получили диафрагменные элементы трубчатого типа — «рукава». В таких пневматических рессорах изменение объема, а значит, и пропорциональное увеличение давления, изменяется аналогично тому, как это происходит в 2-3-секционных круглых баллонах, а изменение эффективной площади происходит по-другому — увеличивается только в крайних положениях. Поэтому пневматические подвески этого типа имеют малые собственные частоты и не нуждаются в применении больших дополнительных объемов. Однако пневморессоры диафрагменого типа предъявляют повышенные требования к резино-кордовой оболочке, так как она подвергается большему изгибу. Конструктивные особенности таких рессор не позволяют снизить минимальное давление меньше 3 бар, так как при низком давлении оболочка не будет нормально облегать основание.

Пневмобаллоны также служат для подъема или опускания осей автомобиля или прицепа. Амортизирующей роли при этом они никакой не несут

Первые отечественные опытные диафрагменные упругие элементы были созданы на кафедре Колесные машины МВТУ им. Баумана и в ОКБ Ленинградского шинного завода. Они получили обозначение Д 330-90 и были установлены в задней подвеске автомобиля ГАЗ-63. Пневморессора обеспечивала ход 200-250 мм и полную статическую нагрузку в 1,5-2 т. Такая грузоподъемность была избыточной для ГАЗ-63. При минимальной статической нагрузке давление в упругом элементе было меньше 2 бар.

Тандемная пневмоподвеска широко применяется на американских грузовиках

Велись в СССР опытные работы по независимым подвескам тяжелых грузовиков. Так, в 1957 г. начались работы по проектированию независимой передней торсионной подвески для 10-тонного грузовика ЯАЗ-210Е. Работа велась для повышения плавности хода и проходимости тяжелых автомобилей ЯАЗ. Грузовик прошел испытания пробегом 15 тыс. км. Был выявлен ряд конструкционных недостатков подвески и установлена необходимость проектирования специального рулевого управления. Также требовалось принять меры по предотвращению скручивания лонжеронов рамы.

В 1960 г. пневмоподвеска была установлена на автобус ЛАЗ-698 «Карпаты», созданный в единственном экземпляре Львовским автобусным заводом совместно с НАМИ. Автобус к тому же имел переднюю независимую подвеску.

Вариант пневмоподвески Hendrickson PRIMAAX с продольными рычагами

В том же 1960 г. Ликинским автобусным заводом был создан экспериментальный образец ЛиАЗ-Э676 (НАМИ-ЛиАЗ-158М), также спроектированным при участии НАМИ. Автобус представлял собой модернизированный ЗИЛ-158, отличавшийся сдвоенными дверьми спереди и сзади, накопительной площадкой сзади. Кузов был сделан несущим с замкнутыми лонжеронами. Изменения в конструкции кузова предусматривали установку пневматической подвески. В последующие 3 года завод подготовит последовательно 3 опытных образца городского автобуса большой вместимости ЛиАЗ-Э677. Запуск автобуса в производство займет еще несколько лет.

В ленивцах грузовиков используется, как правило, 3-4 пневмобаллона, несущие разную функциональную нагрузку

Интерес зарубежных производителей грузовиков к пневматическим подвескам подогревался, в первую очередь, улучшением технико-эксплуатационных характеристик грузовика. Поскольку применение регулируемой пневматической подвески позволяло уменьшить высоту шасси за счет уменьшения статического прогиба рессор, то это при ограничении габарита по высоте позволяло увеличить объем полуприцепа примерно на 3 м³. Также применение пневморессор позволяет увеличить грузоподъемность где-то на 0,5 т. Такие преимущества оправдывали увеличение начальной стоимости грузовика из-за установки пневмоподвески, особенно дорогой в начальный период освоения таких систем.


Принцип работы и секреты пневмоподвески грузовых автомобилей


В данной статье пойдет речь о принципе работы частей пневматической подвески с некоторыми хитростями, связанными с регулировками пневмосистемы. Преимущество пневмоподвески перед рессорной подвески, это плавность хода, возможность регулировки высоты рамы, а это очень удобно при погрузке-разгрузке автомобиля и при сцепке-расцепке автопоезда.

Данная система все чаще встречается в современных автомобилях, а особенно на грузовых, их условно можно разделить на три основных типа по способу управления:
— полностью электронная пневмоподвеска на Mercedes, MAN, Renault, DAF, Scania;
— электромеханическая подвеска. встречается на Volvo, Scania;
— подвеска с механическим управлением, встречается на старых моделях тягачей и на прицепах.

Изначально воздух в пневмоподвеску поступает после заполнения контуров рабочей и стояночной тормозных систем, таков принцип работы практически у всех грузовых автомобилей. В пневматической системе подвески обязательно присутствуют два перепускных клапана, первый клапан без обратного потока, он открывает воздух к пневмоподушкам и при достижении давления в системе около 8 атмосфер, второй перепускной клапан, с обратным потоком, пропускает воздух от подушек в ресивер пневмоподвески при достижении давления 10 атмосфер. Воздух в первую очередь попадает в пневморессоры, а уже потом в ресивер, а после заполнения ресивера пользуется этим запасом в обратную сторону.

В подвеске с электромеханическим или просто механическим управлением воздух сначала попадает на вход клапана уровня рамы. Этот прибор расположен на раме и шарнирно с помощью регулируемой тяги соединен с мостом автомобиля. Он служит для автоматической регулировки подвески в транспортном положении, а более сложный вариант выполняет также функцию автоматического ограничения высоты подвески при максимальном подъеме. В зависимости от положения рамы относительно моста клапан может открыть путь воздуха к подушкам, перекрыть воздух, или соединить пневмобаллоны с атмосферой и выпустить часть воздуха. На задней оси могут устанавливаться два клапана, в таком случае правая и левая сторона регулируются отдельно. Обозначения выводов: вход 11, выход к пневмобаллонам 21 и 22, атмосфера 3. В более сложной конструкции дополнительные выводы 12 и 23 работают в устройстве ограничения максимальной высоты подъема, а при подаче воздуха на вывод 4 уровень шасси подрастает на 75 – 85 мм выше транспортного положения (удобно при установке цепей противоскольжения). Примером использования клапана такой конструкции служит пневмоподвеска с механическим управлением Scania. Про неисправности клапанов мы еще расскажем, а пока идем дальше.

Между клапаном и непосредственно пневмоподушками устанавливается кран ручной регулировки уровня. Он может быть механическим, с рычагом переключения, или электропневматическим с пультом управления в кабине. Этот прибор имеет три положения: транспортное (при котором пневмоподушки соединены непосредственно с клапаном уровня пола), подъем кузова (при котором пневмоподушки соединяются с воздушным ресивером) и опускание кузова (при котором воздух из подушек выходит в атмосферу). Рукоятка механического крана имеет промежуточное положение – СТОП, в котором перекрываются выводы из пневмобаллонов. Кран ручного управления имеет довольно простое устройство и его подробное описание не имеет смысла. Заметим, что сейчас на грузовиках это «чудотехники» встречается крайне редко, только на старых моделях, а вот прицепы с пневмоподвеской имеют этот кран в стандартной комплектации.

Устройство электропневматического крана, устанавливаемого на современные грузовики, немного сложнее. Функции подъема, опускания и транспортного положения осуществляются комбинацией из двух электромагнитных клапанов. В исходном положении без подачи напряжения на соленоиды воздух свободно проходит от клапана уровня рамы к пневмоподушкам. При включении режима ручной регулировки от пульта управления идут команды на подъем (под напряжением два соленоида) или опускание (один соленоид). Для ограничения максимальной высоты подъема на раме устанавливается индуктивный датчик. При наличии пневмоподвески на передней оси, ею управляет отдельный электропневматический кран.

На Scania система выглядит несколько иначе. Ручное управление реализуется с помощью трех электромагнитных клапанов. Первый клапан срабатывает при включении ручного режима – он перекрывает магистраль выхода клапана уровня рамы. Второй клапан работает при подъеме подвески, он соединяет ресивер сжатого воздуха с подушками. Третий клапан служит для выпуска воздуха в атмосферу при опускании. Максимальная высота при ручном подъеме ограничивается с помощью уже известного нам клапана уровня пола, но более сложной конструкции. Воздух поступает на вход под номером 12 и через открытый клапан и выход 23 направляется к подушкам. В положении соответствующем максимально допустимой высоте (оно регулируется), клапан закрывается, прекращая подъем.

Сознательно оставим напоследок рассказ о системе электронного управления пневмоподвеской и перейдем к описанию пневмоподвески грузовика с колесной формулой 6х2. Конструкция усложняется наличием дополнительного моста-ленивца. Этот мост может находиться как позади ведущего моста, так и впереди него. В исправном состоянии давление воздуха в пневморукавах ведущего и поддерживающего мостов одинаково. Это позволяет равномерно распределить нагрузку по осям и вписаться в законодательные нормы. Для справки приведем данные весовых ограничений для некоторых стран.

Для уменьшения сопротивления качению и снижения износа шин поддерживающий мост часто делают подъемным. Функционально это выполняется следующим образом. Электромагнитный клапан, установленный в пневмомагистрале, перекрывает подачу воздуха в подушки и выпускает находящийся в них воздух в атмосферу. Одновременно подается воздух в подушку подъема моста. Для компенсации проседания подвески за счет увеличения нагрузки на ведущую ось в работу вступают пневмоцилиндры клапанов уровня пола. Удлиняя тягу, соединяющую клапан с ведущим мостом, они позволяют сохранить подвеске транспортное положение. Нагрузку на ось легко определить по величине давления в пневмоподушках. По конструкторским задумкам любая система должна автоматически распознавать перегрузку ведущего моста и реагировать на нее. С этой целью в пневмоподвеске 6х2 обязательно устанавливают датчик перегрузки, который в данном случае представляет собой обычный контакт. Если при подъеме тележки достигается максимальная нагрузка на ведущую ось, срабатывает датчик давления и через несколько секунд (в системе работает реле времени для фильтрации кратковременных нагрузок) мост автоматически опустится. На груженом автомобиле подъем тележки функционирует только в режиме увеличения тягового усилия. Мост поднимается на несколько секунд и автоматически опускается. Функцию увеличения тягового усилия можно расписать подробнее. В зависимости от законодательных норм в части ограничения осевых нагрузок существуют различные варианты специальных исполнений. Например, в некоторых упрощенных вариантах мост не приподнимается, а для увеличения тягового усилия просто выпускается воздух из подушек. Или еще один вариант – воздух из подушек не выпускается, а просто перекрывается одновременно с подачей воздуха в пневмоподушку подъема моста. Мост поднимается до тех пор, пока противодавление не станет слишком сильным. Увеличение нагрузки на ведущих колесах обеспечено, и налицо явная экономия воздуха и энергии компрессора.

Теперь поговорим о неисправностях по порядку.

Шарниры тяги клапана уровня рамы изнашиваются и соскакивают, а автомобиль может соответственно опустить либо существенно «подрасти». Шарниры в случае видимого износа лучше заменить, по возможности сохранив первоначальную длину тяги. Клапан уровня рамы требует внимания в случае, если тяга на месте, а подвеска все равно не слушается. Чаще всего этот элемент удается отремонтировать, если под рукой есть нужный ремкомплект. Единственное противопоказание – сломан эксцентрик или вал рычага. Электропневматический кран тоже можно отремонтировать с помощью соответствующего ремкомплекта, предварительно проверив обмотки соленоидов омметром. На Volvo FH иногда встречается неисправность, когда в левую и правую сторону подушек идет разное давление. Если установлено два клапана уровня (это редкость) – причина в разной работе клапанов, но чаще имеется один клапан на две стороны и неисправность, скорее всего, в электропневматическом кране.
Последнее время практически все производители стали оснащать грузовики электронной системой управления пневмоподвеской. Система разработана Wabco и имеет официальное название ECAS (Electronically Controlled Air Suspension). Несмотря на то, что различные производители иногда называют систему по-своему, функционально это одно и то же. Измерительная часть системы состоит, как правило, из двух датчиков, установленных на раме. На передний мост при наличии пневмоподушек ставится один датчик. Конструкция датчика представляет собой индуктивную катушку и сердечник. Сердечник перемещается внутри катушки под действием механизма – рычага с кривошипом. В зависимости от положения рычага катушка может иметь разную индуктивность. По величине индуктивности электроника получает информацию о текущей высоте подвески. Блок управления является основной частью системы. Он расположен в кабине водителя и имеет в своем составе микропроцессор, блок памяти и выходной каскад для управления исполнительными устройствами. В данном случае основным устройством является блок магнитных клапанов. Он расположен в непосредственной близости от пневмобаллонов.

Блок клапанов для управления одной осью имеет три магнита. Один из них управляет центральным клапаном подачи и сброса воздуха во внутренней камере блока. Два других клапана соединяют внутреннюю камеру блока с пневмобаллонами левой и правой стороны автомобиля. По информации от датчиков перемещения c обеих сторон оси регулируется высота бортов автомобиля и, несмотря на неравномерное распределение нагрузки на кузов, сохраняется горизонтальное положение. В автомобилях с подъемной осью управление подушками и подъемом оси осуществляется в одном блоке: в этом случае он имеет более сложную конструкцию, но принцип работы сохраняется. В магистрали пневморессор обязательно присутствует датчик давления. По цифровому сигналу, приходящему в блок управления, определяется максимальная нагрузка на ось.

Обязательным элементом системы является пульт управления. Кроме стандартных функций подъема, опускания и транспортного положения пульт дает возможность запрограммировать несколько промежуточных положений, что может быть с удобством использовано в различных ситуациях. Некоторые варианты электроники (MAN F2000, Volvo FM) позволяют изменять уровень транспортного положения переключением клавиши на панели приборов. Понижение уровня транспортного положения для пустого автомобиля позволяет компенсировать деформацию шин от нагрузки при порожнем пробеге.

О работе системы ECAS информируют контрольные лампы на щитке приборов. Желтые лампы сообщают о включении режима ручной регулировки (гаснет при установке в транспортное положение) и подъеме поддерживающего моста. Постоянно горящая лампа красного цвета информирует о неисправности системы. Для определения характера неисправности требуется подсоединение диагностического тестера. Связь между элементами системы происходит в цифровом виде, и «голыми руками» с ней не справиться. Здесь самое время поделиться практическим опытом. Наибольшее число неприятностей связано с датчиками уровня. Конденсат, скапливающийся со временем внутри пластмассового корпуса, либо полностью выводит датчик из строя (замерзая при низкой температуре), либо, оставаясь исправными, датчики начинают давать блоку управления разные показания, а он соответственно не может выставить подвеску в транспортное положение. Временно выйти из такой ситуации можно, осторожно отсоединив один разъем с левого или правого датчика. На щитке приборов загорится красная лампа неисправности, и в аварийном режиме регулировка уровня будет производиться по одному датчику на обе стороны равномерно. Заболевший датчик иногда можно вылечить, просто удалив из него влагу, убедившись заодно в исправности эксцентрика, перемещающего сердечник. «Правильный» способ ремонта предусматривает замену обоих датчиков на новые, с последующей калибровкой. Устанавливая датчики, советуем убедиться в отсутствии люфтов в рычагах и одинаковом положении рычагов с обеих сторон. Суть процесса калибровки заключается в запоминании блоком управления показаний датчиков в нижнем, верхнем и транспортном положении подвески. Калибровка производится с помощью специального прибора, подключаемого в диагностический разъем автомобиля, а высота транспортного положения выставляется с помощью определенной измерительной процедуры (для каждой модели автомобиля существует своя высота). Обратим внимание на серьезность этого момента – от высоты подвески в транспортном положении зависит, кроме всего, и тормозное усилие. Это относится ко всем видам подвесок. При большом желании калибровку можно выполнить без прибора. В блоке управления предусмотрена функция запоминания выставленного уровня при кратковременном соединении определенного штекера с минусом аккумулятора, но эта операция требует дополнительного подробного описания для каждой модели. Иногда встречаются неисправности, связанные с электромагнитным блоком клапанов, а также пультом управления. Обмотки электромагнитных клапанов и проводку к ним удобно проверять прямо из кабины, отсоединив разъем блока управления. Для этого под рукой нужно иметь электрическую схему и обычный омметр. Неисправность пульта управления проще определить, подсоединив на его место заведомо исправный пульт, цифровые сигналы вручную не проверить. И еще, если при включении зажигания не горят контрольные лампочки, относящиеся к системе пневматической подвески, начните с предохранителей.

Завершая статью, несколько общих советов:
1. Нагрузку на ось груженого автомобиля может четко показать манометр, подсоединенный к контрольному выводу пневморессора.
2. Неравномерное распределение нагрузки по осям может возникнуть вследствие разного давления в пневморессорах ведущего и поддерживающего мостов, за это отвечают упомянутые в статье приборы и механизмы. Если отсутствует возможность точного определения причины неисправности, можно временно соединить между собой магистрали пневморессор обоих мостов через контрольные выводы.
3. Правильная регулировка высоты уровня рамы косвенно влияет на распределение нагрузок по осям.

Запчасти пневматической подвески для грузовых автомобилей ДАФ, Скания, Ивеко, Рено, МАН, Ивеко, Мерседес можно приобрести на сайте hodovik.com у нас можно купить клапаны, краны, тормозные краны, краны ручного тормоза, энергоаккумуляторы, пневморессоры (подушки, пневмоподушки), тормозные шланки и многое другое.

опубликовано: blog.auto-sklad.com


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 статьи

Секреты пневмоподвески — Журнал «АВТОТРАК»

Расскажем заинтересованным читателям о принципах работы составных частей этой подвески и поделимся некоторыми хитростями, связанными с регулировками. Наряду с неоспоримыми преимуществами в плавности хода пневмоподвеска по сравнению с рессорной дает возможность регулировки высоты рамы автомобиля, что иногда желательно при погрузке-разгрузке, а также при сцепке-расцепке автопоезда или проезде весогабаритного контроля.

Системы, встречающиеся в настоящее время на грузовиках, условно можно разделить на три основных типа по способу управления: полностью электронная (Mercedes, MAN, Renault, DAF, Scania), электромеханическая (Volvo, Scania) и подвеска с механическим управлением (старые модели тягачей и подвеска прицепов). Расскажем понемногу обо всех.

По инженерному замыслу (этот принцип действует практически на всех грузовиках) воздух в пневмоподвеску начинает поступать после заполнения контуров рабочей и стояночной тормозных систем. В системе воздушной подвески обязательно присутствуют два перепускных клапана. Первый клапан, без обратного потока, открывает путь воздуха к подушкам при достижении давления в системе около 8 атмосфер, второй, с обратным потоком, пропускает воздух от подушек в рессивер пневмоподвески при достижении давления 10 атмосфер (воздух сначала попадает непосредственно в пневморессоры, а только потом в рессивер) и после заполнения ресcивера дает возможность пользоваться этим запасом в обратную сторону.

В подвеске с электромеханическим или просто механическим управлением воздух сначала попадает на вход клапана уровня рамы. Этот прибор расположен на раме и шарнирно с помощью регулируемой тяги соединен с мостом автомобиля. Он служит для автоматической регулировки подвески в транспортном положении, а более сложный вариант выполняет также функцию автоматического ограничения высоты подвески при максимальном подъеме. В зависимости от положения рамы относительно моста клапан может открыть путь воздуха к подушкам, перекрыть воздух, или соединить пневмобаллоны с атмосферой и выпустить часть воздуха. На задней оси могут устанавливаться два клапана, в таком случае правая и левая сторона регулируются отдельно. Обозначения выводов: вход 11, выход к пневмобаллонам 21 и 22, атмосфера 3. В более сложной конструкции дополнительные выводы 12 и 23 работают в устройстве ограничения максимальной высоты подъема, а при подаче воздуха на вывод 4 уровень шасси подрастает на 75 – 85 мм выше транспортного положения (удобно при установке цепей противоскольжения). Примером использования клапана такой конструкции служит пневмоподвеска с механическим управлением Scania. Про неисправности клапанов мы еще расскажем, а пока идем дальше.

Между клапаном и непосредственно пневмоподушками устанавливается кран ручной регулировки уровня. Он может быть механическим, с рычагом переключения, или электропневматическим с пультом управления в кабине. Этот прибор имеет три положения: транспортное (при котором пневмоподушки соединены непосредственно с клапаном уровня пола), подъем кузова (при котором пневмоподушки соединяются с воздушным ресивером) и опускание кузова (при котором воздух из подушек выходит в атмосферу). Рукоятка механического крана имеет промежуточное положение – СТОП, в котором перекрываются выводы из пневмобаллонов. Кран ручного управления имеет довольно простое устройство и его подробное описание не имеет смысла. Заметим, что сейчас на грузовиках это «чудотехники» встречается крайне редко, только на старых моделях, а вот прицепы с пневмоподвеской имеют этот кран в стандартной комплектации. На всякий случай назовем присоединительные выводы крана – вход из ресивера 1, соединение с клапанами уровня рамы 21 и 23, соединение с пневмобаллонами 22 и 24, сброс воздуха в атмосферу 3.

Устройство электропневматического крана, устанавливаемого на современные грузовики, немного сложнее. Функции подъема, опускания и транспортного положения осуществляются комбинацией из двух электромагнитных клапанов. В исходном положении без подачи напряжения на соленоиды воздух свободно проходит от клапана уровня рамы к пневмоподушкам. При включении режима ручной регулировки от пульта управления идут команды на подъем (под напряжением два соленоида) или опускание (один соленоид). Для ограничения максимальной высоты подъема на раме устанавливается индуктивный датчик. При наличии пневмоподвески на передней оси, ею управляет отдельный электропневматический кран.

На Scania система выглядит не-сколько иначе. Ручное управление реализуется с помощью трех электромагнитных клапанов. Первый клапан срабатывает при включении ручного режима – он перекрывает магистраль выхода клапана уровня рамы. Второй клапан работает при подъеме подвески, он соединяет рессивер сжатого воздуха с подушками. Третий клапан служит для выпуска воздуха в атмосферу при опускании. Максимальная высота при ручном подъеме ограничивается с помощью уже известного нам клапана уровня пола, но более сложной конструкции. Воздух поступает на вход под номером 12 и через открытый клапан и выход 23 направляется к подушкам. В положении соответствующем максимально допустимой высоте (оно регулируется), клапан закрывается, прекращая подъем.

Сознательно оставим напоследок рассказ о системе электронного управления пневмоподвеской и перейдем к описанию пневмоподвески грузовика с колесной формулой 6х2. Конструкция усложняется наличием дополнительного моста-ленивца. Этот мост может находиться как позади ведущего моста, так и впереди него. В исправном состоянии давление воздуха в пневморукавах ведущего и поддерживающего мостов одинаково. Это позволяет равномерно рас-пределить нагрузку по осям и вписаться в законодательные нормы. Для справки приведем данные весовых ограничений для некоторых стран.

Для уменьшения сопротивления качению и снижения износа шин поддерживающий мост часто делают подъемным. Функционально это выполняется следующим образом. Электромагнитный клапан, установленный в пневмомагистрале, пере-крывает подачу воздуха в подушки и выпускает находящийся в них воздух в атмосферу. Одновременно подается воздух в подушку подъема моста. Для компенсации проседания подвески за счет увеличения нагрузки на ведущую ось в работу вступают пневмоцилиндры клапанов уровня пола. Удлиняя тягу, соединяющую клапан с ведущим мостом, они позволяют со-хранить подвеске транспортное положение. Нагрузку на ось легко определить по величине давления в пневмоподушках. По конструкторским задумкам любая система должна автоматически распознавать перегрузку ведущего моста и реагировать на нее. С этой целью в пневмоподвеске 6х2 обязательно устанавливают датчик перегрузки, который в данном случае представляет собой обычный контакт. Если при подъеме тележки достигается максимальная нагрузка на ведущую ось, срабатывает датчик давления и через несколько секунд (в системе работает реле времени для фильтрации кратковременных нагрузок) мост автоматически опустится. На груженом автомобиле подъем тележки функционирует только в режиме увеличения тягового усилия. Мост поднимается на несколько секунд и автоматически опускается. Функцию увеличения тягового усилия можно расписать подробнее. В зависимости от законодательных норм в части ограничения осевых нагрузок существуют различные варианты специальных исполнений. Например, в некоторых упрощенных вариантах мост не приподнимается, а для увеличения тягового усилия просто выпускается воздух из подушек. Или еще один вариант – воздух из подушек не выпускается, а просто перекрывается одновременно с подачей воздуха в пневмоподушку подъема моста. Мост поднимается до тех пор, пока противодавление не станет слишком сильным. Увеличение нагрузки на ведущих колесах обеспечено, и налицо явная экономия воздуха и энергии компрессора.

Теперь поговорим о неисправностях по порядку. Шарниры тяги клапана уровня рамы изнашиваются и соскакивают, а автомобиль может соответственно опустить либо существенно «подрасти». Шарниры в случае видимого износа лучше заменить, по возможности сохранив первоначальную длину тяги. Клапан уровня рамы требует внимания в случае, если тяга на месте, а подвеска все равно не слушается. Чаще всего этот элемент удается отремонтировать, если под рукой есть нужный ремкомплект. Единственное противопоказание – сломан эксцентрик или вал рычага. Электропневматический кран тоже можно отремонтировать с помощью соответствующего ремкомплекта, предварительно проверив обмотки соленоидов омметром. На Volvo FH иногда встречается неисправность, когда в левую и правую сторону подушек идет разное давление. Если установлено два клапана уровня (это редкость) – причина в разной работе клапанов, но чаще имеется один клапан на две стороны и неисправность, скорее всего, в электропневматическом кране.

Последнее время практически все производители стали оснащать грузовики электронной системой управления пневмоподвеской. Система разработана Wabco и имеет официальное название ECAS (Electronically Controlled Air Suspension). Несмотря на то что различные производители иногда называют систему по-своему, функционально это одно и то же. Измерительная часть системы состоит, как правило, из двух датчиков, установленных на раме. На передний мост при наличии пневмоподушек ставится один датчик. Конструкция датчика представляет собой индуктивную катушку и сердечник. Сердечник перемещается внутри катушки под действием механизма – рычага с кривошипом. В зависимости от положения рычага катушка может иметь разную индуктивность. По величине индуктивности электроника получает информацию о текущей высоте подвески. Блок управления является основной частью системы. Он расположен в кабине водителя и имеет в своем составе микропроцессор, блок памяти и выходной каскад для управления исполнительными устройствами. В данном случае основным устройством является блок магнитных клапанов. Он расположен в непосредственной близости от пневмобаллонов.

Блок клапанов для управления одной осью имеет три магнита. Один из них управляет центральным клапаном подачи и сброса воздуха во внутренней камере блока. Два других клапана соединяют внутреннюю камеру блока с пневмобаллонами левой и правой стороны автомобиля. По информации от датчиков перемещения c обеих сторон оси регулируется высота бортов автомобиля и, несмотря на неравномерное распределение нагрузки на кузов, сохраняется горизонтальное положение. В автомобилях с подъемной осью управление подушками и подъемом оси осуществляется в одном блоке: в этом случае он имеет более сложную конструкцию, но принцип работы сохраняется. В магистрали пневморессор обязательно присутствует датчик давления. По цифровому сигналу, приходящему в блок управления, определяется максимальная нагрузка на ось.

Обязательным элементом системы является пульт управления. Кроме стандартных функций подъема, опускания и транспортного положения пульт дает возможность запрограммировать несколько промежуточных положений, что может быть с удобством использовано в различных ситуациях. Некоторые варианты электроники (MAN F2000, Volvo FM) позволяют изменять уровень транспортного положения переключением клавиши на панели приборов. Понижение уровня транспортного положения для пустого автомобиля позволяет компенсировать деформацию шин от нагрузки при порожнем пробеге.

О работе системы ECAS информируют контрольные лампы на щитке приборов. Желтые лампы сообщают о включении режима ручной регулировки (гаснет при установке в транспортное положение) и подъеме поддерживающего моста. Постоянно горящая лампа красного цвета информирует о неисправности системы. Для определения характера неисправности требуется подсоединение диагностического тестера. Связь между элементами системы происходит в цифровом виде, и «голыми руками» с ней не справиться. Здесь самое время поделиться практическим опытом. Наибольшее число неприятностей связано с датчиками уровня. Конденсат, скапливающийся со временем внутри пластмассового корпуса либо полностью выводит датчик из строя (замерзая при низкой температуре), либо, оставаясь исправными, датчики начинают давать блоку управления разные показания, а он соответственно не может выставить подвеску в транспортное положение. Временно выйти из такой ситуации можно, осторожно отсоединив один разъем с левого или правого датчика. На щитке приборов загорится красная лампа неисправности, и в аварийном режиме регулировка уровня будет производиться по одному датчику на обе стороны равномерно. Заболевший датчик иногда можно вылечить просто удалив из него влагу, убедившись заодно в исправности эксцентрика, перемещающего сердечник. «Правильный» способ ремонта предусматривает замену обоих датчиков на новые с последующей калибровкой. Устанавливая датчики, советуем убедиться в отсутствии люфтов в рычагах и одинаковом положении рычагов с обеих сторон. Суть процесса калибровки заключается в запоминании блоком управления показаний датчиков в нижнем, верхнем и транспортном положении подвески. Калибровка производится с помощью специального прибора, подключаемого в диагностический разъем автомобиля, а высота транспортного положения выставляется с помощью определенной измерительной процедуры (для каждой модели автомобиля существует своя высота). Обратим внимание на серьезность этого момента – от высоты подвески в транспортном положении зависит, кроме всего, и тормозное усилие. Это относится ко всем видам подвесок. При большом желании калибровку можно выполнить без прибора. В блоке управления предусмотрена функция запоминания выставленного уровня при кратковременном соединении определенного штекера с минусом аккумулятора, но эта операция требует дополнительного подробного описания для каждой модели. Иногда встречаются неисправности, связанные с электромагнитным блоком клапанов, а также пультом управления. Обмотки электромагнитных клапанов и проводку к ним удобно проверять прямо из кабины, отсоединив разъем блока управления. Для этого под рукой нужно иметь электросхему и обычный омметр. Неисправность пульта управления проще определить, подсоединив на его место заведомо исправный пульт, цифровые сигналы вручную не проверить. И еще, если при включении зажигания не горят контрольные лампочки, oтносящиеся к системе пневмоподвески, начните с предохранителей.

Завершая статью несколько общих советов:
1. Нагрузку на ось груженого автомобиля может четко показать манометр, подсоединенный к контрольному выводу пневморессор.
2. Неравномерное распределение нагрузки по осям может возникнуть вследствие разного давления в пневморессорах ведущего и поддерживающего мостов, за это отвечают упомянутые в статье приборы и механизмы. Если отсутствует возможность точного определения причины неисправности, можно временно соединить между собой магистрали пневморессор обоих мостов через контрольные выводы.
3. Правильная регулировка высоты уровня рамы косвенно влияет на распределение нагрузок по осям.

Что такое пневмоподвеска автомобиля? Описание, принцип работы, плюсы и минусы :: SYL.ru

Сейчас на автомобилях используются разные типы подвесок. Но в большинстве случаев они включают в себя винтовые пружины и телескопические амортизаторы. На премиальных автомобилях и на коммерческом транспорте используется несколько иная схема. Эта подвеска получила название пневматической. Что такое пневмоподвеска? Как она работает и в чем ее особенности? Все это мы рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Итак, что такое пневмоподвеска? Это разновидность подвески, которая обеспечивает регулирование положения кузова относительно дороги за счет упругих элементов. В качестве последних используются воздушные баллоны. По сути, это одна из основных составляющих данной системы. Где применяется такая подвеска? Обычно она устанавливается на дорогие версии внедорожников и седанов. На данный момент пневмоподвеску можно встретить на автомобилях «Фольксваген Туарег», «Ауди Ку-7», «БМВ» седьмой серии, «Лексус ЛС» и прочих. Наряду с этим, воздушная система устанавливается и на коммерческий транспорт. Это седельные и магистральные тягачи «Вольво», «Скания», «МАН», «Ивеко» и многие другие. Также такая система применяется на прицепах и полуприцепах (в том числе «Кегл» и «Шмитз»).

Конструкция

Пневмоподвеска автомобиля состоит из нескольких конструктивных деталей:

  • Упругих элементов (коими являются воздушные баллоны). Устанавливаются на каждое колесо автомобиля.
  • Компрессора пневмоподвески.
  • Ресивера.
  • Системы управления.
установка пневмоподвески Что такое пневмоподвеска? Устройство каждого элемента рассмотрим ниже.

Пневмобаллоны

Данные механизмы выполняют основную функцию подвески, то есть удержание кузова автомобиля на определенной высоте относительно дороги. Достигается это за счет разницы давления воздуха, что закачивается в подушку. Последняя изготавливается из плотного многослойного куска резины. Может разделяться на несколько секций, которые по форме похожи на таблетки.

пневмоподвеска что такое Такая схема обычно практикуется на малом коммерческом транспорте. В случае использования подушки на стойке применяется сплошной баллон. Подушка может размещаться как отдельно от амортизатора, так и вместе с ним. Обычно по последней схеме изготавливается передняя пневмоподвеска. За основу берутся стойки «МакФерсон», однако вместо пружин производитель ставит воздушный баллон. Эта конструкция изображена на рисунке ниже. комплект пневмоподвески Вне зависимости от места расположения, задача подушки только одна – поддерживать клиренс в заданном положении и при необходимости менять его. Но также баллон принимает на себя часть ударных нагрузок, которые принимает подвеска при наезде на неровности. Некоторые автомобили могут укомплектовываться пневмоаккумуляторами и клапаном остаточного давления. Последний способствует поддерживанию уровня воздуха в системе при несанкционированных утечках.

Компрессор пневмоподвески

Без этого элемента работа система тоже невозможна. Именно компрессор закачивает воздух под давлением в упругие элементы. Данный механизм состоит из электродвигателя и осушителя воздуха. Компрессор включает в себя дополнительно блок электромагнитных клапанов. Посредством их воздух проникает по тому или иному контуру. В зависимости от количества электромагнитных клапанов подушки могут накачиваться попарно либо индивидуально.

Ресивер

Он представляет собой металлический резервуар для воздуха. Обычно его объем составляет от трех до десяти литров. Воздух под давлением закачивается в ресивер, а далее посредством электромагнитных клапанов он подается в подушки.

пневмоподвеска автомобиля При помощи ресивера возможна корректировка характеристик подвески на ходу, без включения компрессора. Ресивер не является обязательной составляющей системы. Но, приобретая комплект пневмоподвески (при переходе с пружинной подвески на воздушную), стоит за него переплатить. Так вы продлите ресурс компрессору и не будете терять время на подкачку упругих элементов.

Система управления

Она включает в себя набор разных датчиков:

  • Ускорения автомобиля.
  • Уровня кузова.
  • Общего давления в системе.
  • Температуры компрессора.

На панели приборов автомобиля, оснащенного пневмоподвеской, обычно располагается переключатель. Электронный блок управления отслеживает сигналы датчиков и передает информацию на исполнительные устройства. На современных автомобилях блок управления пневмоподвеской взаимодействует с ЭБУ двигателя и системой курсовой устойчивости.

Что касается исполнительных устройств, к ним относятся:

  • Клапаны создания давления упругих элементов.
  • Клапан сброса давления.
  • Реле включения компрессора.
  • Клапан поддержания давления в ресивере.

Все они сосредоточены в одном блоке. Обычно он находится в модуле компрессора.

Принцип работы

Как работает пневмоподвеска автомобиля? Принцип действия основан на изменении давления в упругих элементах. Чем оно больше, тем жестче и выше становится подушка. Соответственно, клиренс увеличивается.

компрессор пневмоподвески В данной ситуации воздух по команде блока переходит сквозь исполнительные клапаны из ресивера в подушку. Если имеется необходимость снизить клиренс, кислород посредством выпускного клапана выходит в атмосферу. А новая порция воздуха закачивается компрессором в ресивер.

Современная пневмоподвеска имеет три режима управления:

  • Принудительное изменение клиренса.
  • Автоматическое поддержание уровня кузова автомобиля.
  • Автоматическая корректировка положения авто в зависимости от скорости его движения.

В первом случае изменение клиренса происходит в нескольких уровнях:

  • Нормальный (на коммерческих автомобилях это «транспортное положение»).
  • Пониженный.
  • Повышенный.

Первый используется для передвижения по асфальтированным дорогам на скорости до ста километров в час. Второй – для движения на скоростях свыше сотни. Повышенный клиренс используется для движения на низких скоростях. Обычно этот режим включается вручную, для пересечения высоких дорожных препятствий (например, на бездорожье).

пневмоподвеска плюсы и минусы Требуемый уровень кузова устанавливается водителем при помощи переключателя. А вот автоматическая корректировка происходит при прохождении автомобилем поворотов. Так, в соседние подушки система закачивает больше воздуха, тем самым снижая боковые крены. После прохождения поворота лишний кислород уходит в атмосферу (или обратно в ресивер – в зависимости от сложности конструкции) посредством исполнительных выпускных клапанов. В первом случае это система открытого типа. Если воздух выходит обратно в ресивер, такой комплект пневмоподвески называется закрытым. Но как правило, данная система на порядок дороже. Какие имеет пневмоподвеска плюсы и минусы? Это мы рассмотрим прямо сейчас.

Преимущества

Основной плюс данной подвески – это комфортабельность. В отличие от винтовых пружин упругие подушки полностью гасят все неровности и удары, которые не смог компенсировать амортизатор. Это заметно как на легковых автомобилях, так и на грузовиках. Машина не «козлит» на дороге и буквально «глотает» все ямы, отмечают отзывы. Ради этой характеристики многие и переплачивают такие деньги за установку пневмоподвески. Но комфортабельность — это не единственный плюс данной системы. Если говорить о коммерческих автомобилях, то установка пневмоподвески позволяет увеличить грузоподъемность без вреда для ходовой части. А сам груз благодаря подушкам останется целее, поскольку рессоры жестче гасят колебания.

Следующий плюс – высокая устойчивость автомобиля на дороге. Многие производители практикуют «адаптивную подвеску». Она позволяет исключить крены при прохождении поворотов. Сделать это можно и на пружинной подвеске, зажав ход амортизаторов. Однако комфорт вождения останется под вопросом.

Еще один плюс – возможность корректировки клиренса. Обычно это диапазон в 10-15 сантиметров. Водителю не придется резать или наращивать пружины, чтобы добиться определенных ездовых характеристик. Все это меняется за считанные секунды, прямо из салона.

Недостатки

Минусов не так много, но они существенны. Первый недостаток – это низкая ремонтопригодность. Особенно это касается передней подвески. В случае выхода из строя пневматических стоек они меняются целиком. Баллоны не подлежат восстановлению в случае утечек.

передняя пневмоподвеска Материал сильно подвержен воздействию грязи и дорожных реагентов. Второй минус – это высокая стоимость самой системы. Наличие пневмоподвески сильно влияет на цену автомобиля. Поэтому она используется только на дорогих легковушках и на крупном коммерческом транспорте.

Итак, мы выяснили, что такое пневмоподвеска и в чем ее главные особенности.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о