Znak-ekb.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое пневмоподвеска в автомобиле

Raff74 › Блог › Что такое пневмоподвеска и для чего она нужна

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.

Что входит в конструкцию пневмоподвески
Конструкция пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из таких основных конструктивных частей, как:

Упругие элементы или пневмоподушки;
Компрессор;
Ресивер;
Система управления.
Что такое пневмоподвеска и для чего она нужна, изображение №10
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:

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

В современных автомобилях используется три вида пневматических подвесок:

Одноконтурная;
Двухконтурная;
Четырехконтурная.
Что такое пневмоподвеска и для чего она нужна, изображение №11
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.

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:  Замена ламп в шаране

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.

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.

Читать еще:  Можно ли буксировать на автомате другую машину

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.

Пружинная, гидравлическая, пневматическая: какая подвеска лучше?

Каждый из трех типов подвески имеет свои преимущества и недостатки. «Гидра» и «пневма» порой весьма дорого обходятся владельцу, и это следует учитывать при выборе машины.

По большому счету вопроса выбора подвески как таковой для одной модели машины возникает крайне редко. На подавляющее большинство ставится один тип ходовой. А если и есть альтернатива, то она обычно зависит от уровня оснащения: в упакованной комплектации и подвеска окажется продвинутой.

Впрочем, если вы выбираете из нескольких моделей, вид конструкции может иметь решающее значение. Особенно если речь идет о подержанном автомобиле, ремонт которого может быть по стоимости сопоставим с его ценой.

Пружинная подвеска

Самая простая «железная» подвеска применяется на абсолютном большинстве моделей. Обилие конструктивных вариантов позволяет ставить ее и на городские субкомпакты, и на серьезные внедорожники, и на спортивные модели.

Конструкция отработана десятилетиями, из чего вытекают два главных плюса. При должном уровне инженерной проработки пружины, рычаги и амортизаторы совместными усилиями обеспечивают машине идеально подходящее ее классу и ареалу обитания поведение. А обилие производителей оборачивается дешевизной в ремонте: вариантов на рынке запасных частей масса.

Несмотря на относительную простоту, в пружинной подвеске можно добиться изменяемых характеристик. Для этого применяются пружины разной формы и с переменным шагом навивки. Порой их дополняют адаптивные амортизаторы с электронным управлением, меняющие степень жесткости по желанию водителя. Поведение автомобиля варьируется в сравнительно небольших пределах, однако разницу почувствовать можно, и такие опции производителями активно применяются. Даже на сравнительно доступных моделях.

В минусы можно записать сложность реализации на одной машине одновременно мягкости для разбитых дорог и выверенной управляемости для хорошего асфальта. Хотя исключения иногда случаются. А еще многорычажные схемы бывают достаточно громоздкими, что накладывает ограничения на конструкторов.

Пневматическая подвеска

С начала 2000-х годов пневмоподвеска стала нормой сначала на представительских седанах, затем добралась до больших внедорожников. На машинах бизнес-класса встречается реже, а в качестве исключения бывает даже на моделях среднего сегмента. Так, «пневма» есть в списке опций Mercedes C-Class. Народные бренды не применяют ее вовсе, разве что на топовых моделях линейки вроде Volkswagen Touareg и Phaeton.

Пружины и амортизаторы тут заменены на герметичную камеру с воздухом внутри. За счет игры давлением подвеска меняет жесткость и высоту дорожного просвета. Причем в диапазоне десятков миллиметров, адаптируясь и к автобану, и к бездорожью. За это пневматику и ценят в первую очередь.

Обратная сторона технической навороченности — это всегда меньшая надежность. Вот и с «пневмой» о запредельной долговечности можно забыть. Если пружинная подвеска по хорошим дорогам может запросто отходить 150 000 км и больше без каких-либо вмешательств, с пневмобаллонами такой фокус, скорее всего, не пройдет. Не последнюю роль в их недолговечности играет вечная российская грязь, протирающая стенки камер.

Восстановление подвески обойдется в разы дороже, чем ремонт пружинной. Даже если использовать китайские пневмобаллоны, в изобилии представленные на рынке. Покупка оригинальных деталей пробьет брешь в бюджете на сотни тысяч рублей: престарелый S-Class или Audi A8 вполне могут стоить дешевле.

Гидравлическая подвеска

Французы не были бы собой, если бы не создавали нечто оригинальное. Гидропневматическую подвеску Citroen придумал и реализовал еще в 1950-х годах. Почти семь десятков лет она оставалась главной фишкой машин с шевронами на эмблеме и ушла в 2017-м с окончанием европейских продаж Citroen C5.

Ходовая часть представляет собой гибрид классической пружинной и пневматической схем. Для демпфирования используется и воздух, и жидкость. Клиренс и жесткость меняются как у «пневмы». По надежности и стоимости ремонта ситроеновская схема ближе к «железной»: небезупречна, но без гроша владельца не оставит, — этакая золотая середина, но, увы, доступная на ограниченном числе машин. По сути, ее стоит рассматривать только на примере «це-пятого» последнего поколения. Остальные модели либо сильно старше (до 2008 года), либо это крайне редкий представительский С6.

Экзотическую конструкцию за десятилетия ее присутствия на рынке так никто и не перенял. Даже Peugeot — коллеги по альянсу PSA. Сегодня Ситроены с «Гидрактивом» больше не выпускаются. Им на смену пришла пружинная подвеска с гидравлическими ограничителями хода, которая применяется, в частности, на кроссовере С5 Aircross. Он недавно вышел на российский рынок, и все особенности оригинальной ходовой части только предстоит проверить нашими дорогами.

Самый комфортный вариант — пневматическая подвеска. Она же самая недолговечная (нужна надежность — берите «железную») и дорогая в ремонте. Для новой машины последнее неактуально: есть гарантия, да и ценовая категория автомобиля подсказывает, что такой берут не на последние деньги. А вот на вторичном рынке семь раз подумайте, готовы ли вы вложиться в очень вероятный ремонт. Гидравлику оставим оригиналам и ценителям.

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.

Читать еще:  Как уменьшить расход топлива на оке

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.

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:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector