в чем смысл пневмоподвески
Пневматическая подвеска — достоинства и недостатки
Статья о пневматической подвеске — история создания, из чего состоит, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о подключении пневмоподвески. Статья о пневматической подвеске — история создания, из чего состоит, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о подключении пневмоподвески.
Сегодня пневматическая подвеска устанавливается на многие внедорожники и автомобили бизнес-класса. Зачастую среди владельцев авто возникают жаркие споры о недостатках и достоинствах «пневматики». Прежде, чем делать какие-либо выводы, стоит разобраться, каково устройство пневматической подвески, и чем она хороша и плоха.
Что такое «пневматика»
Безусловно, современные качественные амортизаторы позволяют сделать езду на автомобиле с классической подвеской достаточно комфортной, но это, пожалуй, и всё, что можно сказать о «классике». Какой бы упругостью ни обладали пружины и рессоры такой подвески, вся конструкция сохраняет высокую степень жёсткости. Это значит, что клиренс (расстояние между днищем и дорожным полотном) машины, оснащённой классической подвеской, остаётся неизменным.
Данный элемент был разработан и введён в эксплуатацию, чтобы обеспечить водителю большую степень удобства и качественный уровень безопасности во время езды.
Пневмоподвеска получила большое распространение на автомобильных прицепах и технике грузового типа. Впрочем, легковые машины бизнес-класса также часто оснащаются «пневматикой» — это придаёт модели особый статус и привлекает внимание тех, кто ценит безопасность и удобство, располагая при этом возможностью приобрести такую машину.
История создания
Попытки оснастить автомобиль подвеской, действующей на пневматической основе, начались ещё на заре автомобилестроения – в двадцатые годы прошлого века. К 1957 году конструкторам удалось довести систему до промышленного уровня: компания Дженерал Моторс начала устанавливать её на свой Cadillac Eldorado Brougham. Правда, в то время система не получила широкого распространения, а разработки были положены на полку с пометкой «не востребовано».
С ходом времени новые технологии позволили пересмотреть изначальную конструкцию, и пневматическая подвеска вновь вернулась в автомобилестроение, уже в обновлённом виде.
Разновидности пневматической подвески
Пневматические подвески различаются по числу контуров:
Одноконтурная пневматическая подвеска монтируется только на одну автомобильную ось, переднюю или заднюю. Такую систему чаще всего устанавливают на заднюю ось грузовых авто и седельных тягачей, чтобы в зависимости от степени загруженности автомобиля регулировать жёсткость задней колёсной оси.
Двухконтурная система обозначает, по сути, не одну, а две разновидности конструкции. Будучи смонтирована на обе оси, она, по сути, выполняет работу двух подвесок первого типа. А вот в случае, когда подвеска смонтирована на одну ось, по контуру на колесо, она будет регулировать положение каждого колеса на оси отдельно, независимо одно от другого.
Четырёхконтурная пневматическая подвеска, с одной стороны, самая сложная, и с другой – самая эффективная. На каждом колесе монтируется пневматическая подпора, которая регулирует его положение независимо от остальных. Давление в пневматических элементах в данном варианте конструкции, как правило, управляется единым электронным блоком.
Самостоятельная установка пневматической подвески не рекомендуется; безупречно работать будет только подвеска, установленная в заводских условиях. Особенно ярко это проявляется в случае четырехконтурной подвески. Некоторые автомобильные сервисы предлагают клиентам такую услугу, как установка пневматики, но стоить такая работа будет столько, что поневоле задумаешься, а не купить ли на эти деньги ещё один автомобиль, пусть даже и с классической подвеской.
Как устроена пневматическая подвеска
В самом простом варианте пневмоподвеска состоит из:
Роль основных механизмов, регулирующих и сохраняющих дорожный просвет, выполняют упругие пневматические элементы. Их работа регулируется автоматически или в ручном режиме путём изменения воздушного давления внутри элемента.
Основа работы подвески – сжатый воздух, который нагнетается в элементы компрессором. Электронные следящие датчики определяют положение кузова относительно дорожного полотна и скорость перемещения автомобиля. Получаемые данные направляются в управляющий блок, который регулирует давление воздуха в элементах подвески.
В небольшом диапазоне клиренс может регулироваться работой ресивера (воздушного приёмника). В этом случае компрессор в процессе не участвует.
Ручной и автоматический режимы работы пневматической подвески
Для регулировки положения автомобильного кузова пневматика может быть задействована в ручном или автоматическом режимах.
Ручной режим позволяет не только регулировать дорожный просвет, но и изменять жёсткость подвески.
Автоматический режим работы учитывают в своей работе наклон поверхности, по которой движется машина, скорость и ускорение движения. Если машина проходит поворот, система автоматически поднимает жёсткость стоек, находящихся под нагрузкой.
Достоинства и недостатки пневматической подвески
Любая конструкция имеет свои плюсы и минусы. Разберём, чем хороша и чем плоха пневматическая подвеска.
Преимущества пневмоподвески
Недостатки пневматической подвески
Оценив достоинства и недостатки пневматической подвески, можно утверждать, что данная конструкция очень актуальна как для грузового транспорта, так и для легковых машин. Более того, постоянное улучшение характеристик делает пневматическую подвеску всё более востребованной и популярной.
Но, к сожалению, на данном уровне развития автомобильной промышленности приходится признать, что «пневматика» по карману лишь тем, кто готов вкладывать в автомобиль значительные денежные средства, причём скорее всего на неё обратят внимание автовладельцы, которые проживают в южных областях страны, где не так сильны морозы и не так много реагентов на дорогах.
Видео о подключении пневмоподвески:
Пневматическая подвеска
Продолжаем познавательную страничку.
История, устройство и преимущества пневмоподвески:
Пневматическая подвеска – это разновидность подвески, которая позволяет регулировать клиренс (то есть высоту кузова относительно дорожного полотна) за счет пневматических упругих элементов.
Несмотря на то, что патенты на пневматические подвески появились еще в начале XX века, первые попытки создать удачную конструкцию успехом не увенчались
Применяется на грузовиках, полуприцепах, а также на внедорожниках и многих моделях бизнес-класса.
История и особенности конструкции пневмоподвески:
Первым по-настоящему массовым автомобилем с пневматической подвеской стал знаменитый Citroen DS-19, появившийся на рынке в 1955 году. Несмотря на то, что патенты на пневматические подвески появились еще в начале XX века, первые попытки создать удачную конструкцию и массово внедрить ее в производство успехом не увенчались. Что же до автомобиля Citroen, то на всех его колесах были установлены регулируемые поршневые пневморессоры.
В 1957 году в США появилась новая модель Cadillac Eldorado, также оснащенная пневморессорами, но уже на основе резиново-кордных оболочек (в отличие от Citroen, применявшего телескопические поршневые рессоры).
Подвеска такого же типа, как у Cadillac, была установлена и на Mercedes-Benz 300 CE, продажи которого начались в 1961 году. И именно эта модель оказалась последней из легковых автомобилей, на которые устанавливалась пневмоподвеска данного типа. Интерес к резиново-карданным оболочкам в конструкции подвесок легковых автомобилей возродился относительно недавно, когда появились возможности для сочетания ее с электронными системами управления.
В качестве основного ресурса, необходимого для работы такого типа подвески, используется воздух, находящийся внутри регулируемого элемента – пневморессоры (или пневматического упругого элемента, как ее еще называют). Упругость этой конструкции достигается за счет изменения уровня давления и количества воздуха внутри нее. Нужный уровень контролируется с помощью системы управления, специальной электроники, датчиков, системы клапанов и модуля подачи воздуха – компрессора, который за счет электросети автомобиля нагнетает воздух внутрь упругих элементов «пневмы».
Кроме того, помимо модуля подачи воздуха, на пневмоподвеску часто устанавливают ресивер – специальный резервуар для хранения запасов воздуха, который используется на небольшой скорости, чтобы не приходилось лишний раз гонять воздух с помощью компрессора.
Пневморессора состоит из корпуса с направляющей, манжеты и поршня. Пневматический упругий элемент может изготавливаться как со встроенным амортизатором, так и устанавливаться отдельно. Манжета изготавливается из прочного многослойного эластомера, или, проще говоря, из усиленной резины. Иногда на дорогих автомобилях для поддержания давления в случае утечки воздуха в упругом элементе монтируют клапаны остаточного давления. По сути, пневмоподвеска не является отдельным видом подвески автомобиля. Связано это с тем, что она чаще всего интегрирована в уже имеющуюся стандартную конструкцию, будь то подвеска МакФерсон, «многорычажка» или рессорная конструкция.
Разновидности пневматических подвесок:
Все современные пневмоподвески можно разделить на три основных типа: одно-, двух- и четырехконтурные.
Одноконтурная пневматическая подвеска – это удел, в первую очередь, грузовиков и седельных тягачей. Она устанавливается на одну ось (чаще – заднюю) и регулирует ее жесткость в зависимости от массы груза на авто.
Двухконтурная может устанавливаться как на одну ось, так и на две. Если она установлена на одной оси, она отвечает за независимое регулирование обоих колес, если же на двух, то действует как две одноконтурные системы.
Четырехконтурная (самая сложная) разновидность пневматической подвески осуществляет регулировку каждого колеса по отдельности. Чаще всего в четырехконтурных системах присутствует электронный блок управления, который с помощью датчиков регулирует давление в пневмоэлементах.
Современные пневматические подвески:
Как правило, современные системы управления одновременно реализуют три алгоритма работы «пневмы». Во-первых, принудительное изменение уровня кузова: в этом случае клиренс и жесткость подвески автомобиля регулируется водителем вручную с помощью специальных регулирующих устройств. На «лоурайдеры» (автомобили с низкой посадкой) устанавливается подвеска как раз с таким типом алгоритма, который, зачастую, исключает все остальные указанные ниже варианты ее работы.
В США есть целая автомобильная культура, сконцентрированная на использовании пневматических и гидравлических подвесок при доработке автомобилей и превращении их в так называемые «лоурайдеры»
Во-вторых, автоматическое поддержание уровня кузова. В данном случае речь идет о полностью автоматической регулировке клиренса или жесткости подвески автомобиля с помощью электроники, поддерживающей заданный уровень кузова автомобиля независимо от его загруженности.
Наконец, в-третьих, автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости автомобиля, что обеспечивает устойчивость авто в движении. При наборе скорости, программа управления автоматически уменьшает клиренс. При торможении, кузов автомобиля возвращается в исходное заданное положение.
Сегодня управляемые пневматические подвески применяют многие ведущие автопроизводители из США, Европы и Японии, среди них такие известные марки, как Audi, BMW, Volkswagen, Mercedes-Benz, Ford, GM, Land Rover, Lexus, Subaru и SsangYong. Помимо прочего, в США существует целая автомобильная культура, сконцентрированная на использовании пневматических и гидравлических подвесок при доработке автомобилей и превращении их в так называемые «лоурайдеры» — «танцующие» автомобили или буквально лежащие «на брюхе».
Плюсы и минусы пневматической подвески:
Основное преимущество использования пневмоподвески заключается в том, что автомобиль сохраняет великолепную плавность хода, при этом не «клюет» носом при торможении, не кренится в крутых поворотах, на большой скорости становится устойчивее и лучше держит дорогу.
Из недостатков можно выделить лишь сильный износ резиновых оболочек-манжет (особенно при эксплуатации в России) и их высокую стоимость. Кроме того, пневматическая подвеска очень чувствительна к условиям эксплуатации: ее ресурс могут резко сократить низкие температуры или чересчур «едкие» дорожные реагенты.
Зачем нужна пневмоподвеска и что входит в состав:
Зачем нужна пневмоподвеска:
1) регулируемый клиренс
2) регулируемая жесткость подвески(лучше управляемость, поперечная устойчивость, меньше крены в поворотах(особенно при использовании в паре с спортивными амортизаторами и стабилизаторами)
3) выравнивание машины при неравномерной загрузке (как при боковой, так и при нагрузке зада или переда)
Что входит в состав:
1) Пневмоелементы (елементы обеспечивающие непосредственное изменение жесткости, клиренса, выравнивания)-красным на рисунке
2) Устройство подготовки воздуха-желтым
3) Устройство управления и отображения состояния системы-синим
4) Воздушные магистрали-зеленым
Пневмоелементы
Их три типа:
Слева направо: rolling-sleeve, tapered-sleeve, double-convoluted
Double-convoluted пневмобаллон в общем случае обладает большей грузоподъемностью, коротким ходом и наиболее прогрессивной характеристикой и поэтому оптимален для установки на передней (более загруженной) оси автомобилей.
Tapered-sleeve и rolling-sleeve пневмобаллоны меньше в диаметре, имеют больший ход и более линейную характеристику и оптимальны для установки на задней оси т.к. имеют больший ход и меньшую грузоподъемность. Однако в каждом конкретном случае тип и размер пневмобаллонов выбирается индивидуально.
Устройство подготовки воздуха:
Служит для создания давления в системе.
В его состав входят.
1.Компрессор
2.Обратный клапан
3.Фильтр-влагоотделитель
4.Ресивер
5. Датчик автоматического поддержания давления в ресивере.
6. Реле компрессора.
7. Блок пневмораспределителей.
8. Трубки пневмолиний.
1.Компрессоры различаются внешним видом, размерами, потребляемым током и, что самое главное, максимальным давлением и производительностью. Существуют компрессоры с приводом напрямую с коленвала. Устанавливаются на двигателе автомобиля, имеют свою систему смазки. Очень большая производительность. Выбор компрессора зависит от объёма ресивера. Надо отметить, что компрессор шумит и довольно сильно. Можно сделать первоклассную шумоизоляцию, но вся беда в том, что он ещё и вибрирует… С этим бороться бесполезно. Так что за каждый подъём и спуск придется расплачиваться виброшумопомехами. В штатных подвесках на иномарках используют лепестковые компрессоры с небольшим давлением. Они практически бесшумны. Можно вынести компрессор за пределы салона или багажника. Компрессоры ViAir – герметичны и позволяют сделать это.
2.Обратные клапана различаются только пропускной способностью.
3.Фильтры-влагоотделители могут быть с автоматическим сбросом влаги и без него.
4.Главное различие ресиверов – их объём, но также можно выбрать материал из которого он сделан (сталь или алюминий), а также количество и диаметр портов, и наличие дренажного отверстия. Ресиверы могут различаться цветом или покрытием. Подбор ресивера делается исходя из требования полного подёма автомобиля из нижнего положения в рабочее.
5.Датчики поддерживают заданное давление в ресивере. Стандартный диапазон 8 – 9.5 кг/см2.
6.Реле включает компрессор по сигналу датчика.
7.Блок пневмораспределителей делятся на два основных типа: электрические или пневмоэлектрические. Большой разницы в выборе нет. Отличие в рабочем давлении и принципе работы.
8.Трубки различаются по диаметру и материалу
Состав базовой системы — четрые пневмобаллона, компрессор, ресивер, воздушные магистрали, четыре электромагнитных клапана, двухстрелочные манометры и кнопки управления
Двух — и четрыхконтурные системы
Когда пневмоподвески стали впервые устанавливаться на автомобили, двухконтурные системы управления были наиболее распространенными. В этих системах оба пневмобаллона на каждой оси соединены одной магистралью, это наиболее простая система, требующая установки только одного распределительного клапана на ось. Однако у такой системы есть серьезный недостаток – во время движения в повороте внешний, более загруженный пневомобаллон стремиться перекачать воздух во внутренний, менее загруженный, что способствует увеличению кренов в повороте. На легких автомобилях проблему удавалось решить установкой более жестких стабилизаторов поперечной устойчивости, но в настоящее время наиболее совершенной является четырехконтурная система, которая управляет каждой воздушной камерой отдельно. В такой системе от каждого пневмобаллона идет своя магистраль со своим управляющим клапаном, что позволяет решить все проблемы с перераспределением воздуха а так же наиболее точно управлять клиренсом автомобиля даже при несимметричной загрузке.
Блок управления и отображения состояния системы:
Системы контроля служат для управления закачкой или стравливанием воздуха из пневмобаллонов.Существуют бюджетные ручные двух и четырехконтурные клапаны, устанавливаемые совместно с аналоговыми манометрами. Более совершенные и более удобные системы используют электромагнитные клапаны, управляемые переключателями или контроллерами. В самых совершенных системах давлением в системе и клиренсом самостоятельно управляет электронный контроллер, который получает информацию от датчиков положения кузова и датчиков давления в пневмобаллонах. При этом существуют варианты систем с управлением только по давлению в каждой камере, систем с контролем только клиренса автомобиля и наиболее сложные системы, отслеживающие все параметры.
Существует несколько вариантов управления и отображения информации.
1. Стрелочные пневмоманометры.
2. Электрические датчики с ЖК монитором.
— без автоматического поддержания давления.
— с автоматическим поддержанием давления.
Количество переключателей управления:
Минимум – 4 трёхпозиционных с фиксируемым центром для управления каждым пневмобаллонном.
Рекомендуется устанавливать переключатель на компрессор.
-Включен
-Выключен
-Автоматический режим
Это позволит избежать проблем при поломке автоматической системы поддержания давления в ресивере.
Возможна установка датчика «уровня пола» — пневмосистема сама будет поддерживать клиренс автомобиля.
Пневмоподвеска: часто задаваемые вопросы.
Небольшой FAQ по пневме.
В. Для чего нужна пневмоподвеска?
О. Пневмоподвеска предназначена для изменения клиренса в широком диапазоне, увеличения комфорта при передвижении или повышения грузоподъемности автомобиля. В зависимости от цели установки выбирается тип пневмоподвески для достижения необходимого результата.
В. Какой будет ход подвески на моем автомобиле?
О. Ход подвески ограничивается диапазоном хода штоков амортизаторов. Нижнее положение достигается при полностью убранном штоке в корпус амортизатора, верхнее положение при полностью выдвинутом штоке из корпуса. В зависимости от конструкции подвески и положения амортизаторов, ход подвески может быть больше чем ход штока амортизатора. В отдельных случаях ход искусственно ограничивается, для правильной работы подвески в верхнем и нижнем положениях.
В. Насколько поднимется\опустится мой автомобиль?
О. Как правило шток находится в среднем положении относительно корпуса амортизатора. Насколько возможно будет менять клиренс зависит от конкретной модели автомобиля, конструкции подвески и установленных колес. Для самостоятельной примерной оценки можно поднять автомобиль домкратом почти до отрыва колеса от земли. Это будет максимально возможное верхнее положение. Но для обеспечения работы подвески в верхнем положении необходимо отнять от этой величины 2-3см. Для самостоятельной оценки максимального нижнего положения необходимо будет снять пружины с амортизаторов или рычагов и опустить машину без них. При изготовлении и установке пневмоподвески учитывается возможность самостоятельного передвижения автомобиля в максимальном нижнем положении. При необходимости ход подвески ограничивается с помощью ограничителей-отбойников.
В. Как изменяется жесткость подвески при изменении клиренса?
О. Изменение клиренса достигается за счет увеличения давления воздуха в пневмоэлементах. Соответственно чем машина выше, тем она жестче. По другому не бывает. Характеристика изменения жесткости в зависимости от высоты зависит от типа и размеров установленных пневмоэлементов.
В. Можно ли изменять жесткость подвески без изменения клиренса?
О. С помощью непосредственно пневмоэлементов нельзя. Если необходимо изменение жесткости подвески без изменения клиренса, то при изготовлении пневмостоек надо использовать амортизаторы с функциями регулировки жесткости.
В. Что такое «райдовое положение»?
О. Райдовое положение (Ride) — это клиренс автомобиля, наиболее часто используемый при передвижении.
В. Как изменяются параметры развала-схождения после установки пневмоподвески?
О. На стоковом клиренсе после установки пневмоподвески никакие параметры не изменяются. Если клиренс будет отличаться от заводского, то будет необходимо проверить установки углов развала-схождения колес на стенде и при необходимости отрегулировать под райдовое положение.
В. Мой автомобиль станет мягче? Как изменится управляемость?
О. В зависимости от задач, которые необходимо решить с помощью пневмоподвески, выбирается тип устанавливаемых пневмоэлементов. Управляемость и комфорт являются взаимоисключающими понятиями. При повышении степени комфорта не следует ожидать улучшения управляемости, а при улучшении управляемости комфорта сильно не прибавится. В целом можно сказать, что относительно стоковой пружинной подвески при улучшении управляемости уровень комфорта остается на прежнем уровне. При увеличении степени комфорта управляемость не изменяется. Причем в последнем случае улучшить управляемость можно за счет других элементов подвески (стабилизаторов, колес, резины).
В. Сможет ли автомобиль передвигаться в самом нижнем положении?
О. Это зависит от конструкции подвески конкретной модели автомобиля, установленных колес и изначально заданных параметров при изготовлении пневмостоек. Если не стоит задачи максимально занизить автомобиль, то параметры пневмостоек подбираются таким образом, чтобы автомобиль мог самостоятельно передвигаться. Также при необходимости ходы подвески ограничиваются с помощью отбойников.
В. Какие детали заменяются при установке пневмоподвески?
О. При установке пневмоподвески штатные упругие элементы (пружины, рессоры) заменяются на резинотканевые пневмобаллоны. Пневмоэлементы оснащаются всем необходимым для установки на штатные места, вместо пружин. В случае с рессорными подвесками, для повышения уровня комфорта, в некоторых случаях требуется замена рессор на другие, удерживающие мост, элементы.
В. Есть ли вмешательство в штатные системы автомобиля при установке пневмоподвески?
О. Пневмоподвеска является полностью независимой системой и никакого вмешательства в электрику и другие системы автомобиля не происходит. Все электрические цепи прокладываются дополнительно и защищены предохранителями.
В. Сколько времени занимает установка пневмоподвески?
О. Установка пневмоподвески зачастую связана с частичной разборкой салона и багажника автомобиля, а также оформлением элементов управления пневмоподвеской и гармоничной интеграцией компонентов системы в автомобиль. Поэтому сроки установки зависят от объема работ, количества компонентов и вариантов их установки. В среднем установка системы занимает 3-5 дней.
В. Какой ресурс пневмостоек и других компонентов пневмоподвески?
О. Резинотканевые пневмобаллоны, в зависимости от их типа, а также условий эксплуатации, имеют различный ресурс. Наиболее часто используемые нами при изготовлении стоек пневмобаллоны служат не один год (по нашей статистике уже более пяти лет). Остальные компоненты, такие компрессоры, пневмомагистрали, клапана, являются надежными и хорошо себя зарекомендовавшими в эксплуатации. При изготовлении систем пневмоподвесок мы используем оборудование только проверенных мировых брендов.
В. Как пневмоподвеска ведет себя зимой?
О. Пневмостойки без проблем переносят зимнюю эксплуатацию. Для предотвращения отказов работы пневмоподвески в условиях сильных морозов все наши системы комплектуются мелкодисперсными влагоотделителями, позволяющими качественно удалять влагу из вкачиваемого в систему воздуха. При необходимости возможно дооснащение устройством подогрева пневмоклапанов.