Как это устроено: игры воздуха пневмоподвески. Как работает пневмоподвеска? Ее принцип и обзор

Пневмоподвеска - один из вариантов подвески автомобиля, основанный на применении пневматических принципов регулирования.

Благодаря конструктивным особенностям, решается ряд задач - регулировка расстояния между кузовом и авто в полуавтоматическом или автоматическом режиме, повышение уровня комфорта и увеличение грузоподъемности (для грузовых авто).

В чем особенности пневмоподвески? Когда она была введена в работу? Что нужно знать о конструктивных особенностях и принципе действия устройства? Можно ли установить пневматическую систему своими руками? Эти и другие вопросы рассмотрим в статье.

Первые автомобили с пневмоподвеской

История пневматической подвески началась в 1901 году, когда Уильям Хамфрис создал и запатентовал первый пневмокомпрессор для автомобилей.

Конструктивно первое устройство состояло из пневопружины с левой и правой стороны, подушек и компрессора для каждой из них.

Попытки установки подвески на реальном транспорте были предприняты в 1920 году. В роли экспериментатора выступил Мессье, которому так и не удалось реализовать задуманное.

Следующий виток развития пришелся на период после Второй мировой войны. В то время на рынке появился первый прототип под названием Stout Scarab, представленный в 1946 году.

Внешне машина напоминала «Жука», но с более длинным кузовом. Этот автомобиль отметился еще и тем, что был сделан с применением монокока из стеклопластика, а кузов буквально повторял фюзеляж летательного аппарата.

В 1957 году появились первые автобусы, оборудованные пневматической подвеской. В роли производителя выступила компания General Motors.

Вскоре новые устройства появились на автомобилях Eldorado Brougham марки Кадиллак.

Уже через год пневматическая подвеска ставилась на всех машинах в виде дополнительного оборудования, а с 1959 года опция стала стандартной.

Со временем классические пружины ушли в прошлое, а их место заняли пневматические баллоны с датчиками, фиксирующими крен. Целью нововведения было повышение устойчивости машины на поворотах.

Но имел место и минус - медленная реакция, ведь компрессор попросту не успевал закачивать воздух в определенный баллон для устранения крена с одной или другой стороны.

В этом отношении автомобили Кадиллак много лучше, ведь они могли похвастаться повышенным уровнем комфорта и плавностью работы.

С 1960 года производитель Кадиллак отказывается от монтажа пневматической подвески, после чего это устройство пропало с автомобильного рынка США на 24 года.

Только в 1984 году компания Линкольн выпустила новый Continental Mark VII, где в роли базового оборудования выступила пневматическая подвеска.

Не отставала и компания Мерседес, которая начала продажи авто с пневмоподвеской (W112 300SE) с 1962 года.

Эти машины компоновались устройствами, оборудованными клапанами от компании Бош, смонтированными на обеих подвесках автомобиля.

Кроме того, именно работникам компании Мерседес удалось первыми сделать авто с регулируемым клиренсом.

На каких авто устанавливается пневмоподвеска?

Сегодня перечень машин, на которых монтируется пневматическая подвеска, огромен.

В списке имеются легковые и грузовые авто следующих грандов автомобильной индустрии - Лексус, Гранд Чероки, Мерседес-Бенц и Роллс Ройс.

Стоит упомянуть и других производителей - Лэнд Ровер, Ауди, Субару и Ситроен.

По сравнению с прошлыми версиями современные пневмоподвески «поумнели». В них появился спортивный режим, обеспечивающий изменение режима и величины клиренса.

На грузовых машинах автоматика регулирует высоту и жесткость с учетом веса груза в кабине.

Отдельного внимания заслуживают Лоурайдеры - машины, которые популярны в мире среди автолюбителей и отличаются низкой посадкой.

Такие авто имеют запоминающийся вид, который часто достигается за счет ухудшения технических характеристик.

Здесь выделяются «бомбы» - машины еще 30-50-х годов выпуска, имеющие ряд особенностей - дополнительные фонари освещения, козырьки на крыше, оригинальную форму кузова и пневосистему вместо гидравлики.

Благодаря уникальной подвеске, гарантируется дополнительный комфорт и сохраняется раритетность авто.

Виды пневматической подвески

Сегодня разработано и применяется три типа пневмоподвески:

С одним контуром.

Это простейшая система, которая устанавливается только на одну ось. Воздух подается к обоим пневматическим элементам одновременно.

Такой тип системы применяется на небольших грузовых авто и пикапах, где требуется достижение большей упругости.

Целью монтажа одноконтурной пневмоподвески становится повышение грузоподъемности.

Система с одним контуром также бывает двух типов - ресиверной и безресиверной.

В первом случае подача воздуха производится от ресивера до достижения давления в 8-14 бар с постоянной поддержкой этого параметра.

В случае с безресиверной подвеской воздушный поток подается к пневмоэлементам напрямую от компрессора, а сброс давления производится с применением клапана (бывает золотниковым или электрическим).

К особенностям системы относится контроль дорожного просвета с учетом текущих потребностей и возможности внесения корректировок.

Также устройство меняет параметр клиренса по мере необходимости.

Пневмоподвеска с двумя контурами.

Ставится на одну-две оси. При монтаже только на одной оси гарантируется независимость контуров.

Монтируется устройство на легкие грузовые авто, пикапы и прочие машины, предназначенные для перевозки груза.

Возможности пневмоподвески заключается в повышении грузоподъемности и компенсации неравномерного распределения массы.

Также система снижает риск переворачивания машины при резком вхождении в поворот. Управление производится при помощи специальных распределителей или кнопок.

При монтаже на двух осях получатся две системы с одним контуром, которые не зависят друг от друга.

Управление такое же, как в случае с одноконтурными устройствами. Для удобства управления и контроля устанавливаются манометры, измеряющие давление.

Устройство с четырьмя контурами.

Ставится на две оси машины. Здесь пневматический элемент независимый и может управляться отдельно. Такие системы бывают только ресиверными.

Что касается управления, то здесь вариантов много - управление с помощью пневматических кнопок, контроллеров или электрических переключателей.

Дорожный просвет контролируется, благодаря показаниям манометров, контроллеров или индикаторов цифрового типа.

Один из популярных вариантов - установка системы с четырьмя контурами и управлением на пневматических кнопках.

Скорость изменения дорожного просвета различна - 5-15 секунд. Преимущества устройства - надежность и доступность по цене.

Еще один вариант - управление с помощью пневмораспределителей. Преимущества заключаются в дополнительных возможностях, повышении скоростью подъема и снижения клиренса машины (1-5 секунд).

Здесь же возможна реализация раскачек, когда левая и правая сторона меняет высоту.

Также (при необходимости) удается изменить дорожный просвет путем нажатия одной кнопки.

Если применяется цифровой контроллер, то возможностей еще больше.

Кроме управления пневматическими стойками устройство контролирует загрузку, давление в пневматических элементах и ресивере, позицию кузова, а также ряд других параметров с возможностью внесения корректировок.

Устройство и принцип действия

Конструктивно в состав подвески, сделанной на пневматическом принципе, входят следующие элементы:

• Воздушный ресивер;
• Упругие пневматические элементы (предназначены для каждого из колес);
• Блок управления и группа датчиков;
• Воздушные магистрали;
• Компрессор (прибор для подачи воздуха).

Каждый из узлов выполняет определенную задачу:

• Воздушный ресивер - устройство, обеспечивающее регулирование дорожного просвета в небольшом диапазоне (без применения компрессора).
• Упругие пневматические элементы - главный исполнительный механизм, участвующий в установке и поддержании дорожного просвета. Регулирование возможно в двух режимах (автоматическом, ручном). Корректировка параметра происходит за счет изменения давления в элементах пневматической системы.
• Компрессор - устройство, подающее сжатый воздух к ресиверу. Это главный элемент пневмоподвески, ведь ее работа без сжатого воздуха невозможна.
• Пневмоэлемент - узел, который бывает индивидуальным или совмещенным со стойкой амортизатора. Пневостойки подходят почти для всех типов подвесок машин. Состоит устройство из группы элементов - штока, кожуха, манжеты и штока с поршнем.
• Воздушные магистрали объединяют разные узлы пневмоподвески в общую сеть.
• Датчики контролируют и передают разные параметры - уровень наклона, угол наклона кузова по отношению к покрытию, ускорение машины и прочие.
• Блок управления - центральное устройство, которое получает и обрабатывает информацию. Он же гарантирует регулировку подвески в автоматическом или ручном режиме.

Задача пневмоподвески - регулирование дорожного просвета машины, что производится вручную или автоматически.

В первом случае водитель сам устанавливает , а во втором - эту работу делает блок управления.

Регулировка в ручном режиме зависит от конструкции. Так, при наличии пневмостоек меняется клиренс и жесткость.

В ручном режиме имеется три уровня - низкий, оптимальный и высокий. Оптимальный уровень применяется при движении на скорости до 100 км/ч. Низкий - при скоростных режимах, а высокий - при перемещении по бездорожью и скорости до 40 км/час.

В автоматических системах контролируется группа параметров - ускорение, скорость, уровень наклона и другие.

При резких поворотах управляющий блок анализирует уровень крена и меняет жесткость подвески для выравнивания кузова и улучшения управляемости.

Принцип действия построен на получении сигналов от разных датчиков, после чего блок делает анализ и раздает команды на исполнительные устройства.

Если пневмоподвеска регулируется с учетом скорости, то при повышении последней клиренс автоматически снижается, а при снижении скоростного режима - возрастает.

Таким образом, выделяется три алгоритма работы:

• Ручной;
• Автоматический;
• Автоматический (с учетом скорости движения).

Особенности пневмоподвесок грузовых и легковых автомобилей

Пневматические подвески, устанавливаемые на легковые и грузовые автомобили, имеют ряд особенностей.

Так, устройства для грузовиков и автобусов оборудуются пневмокомпрессорами, которые работают от дизельного, а в легковых авто - от электрического мотора. При этом цель установки похожа - благодаря действию пневмоподвески, снижаются колебания и тряска при движении.

Пример пневмоподвески легкового автомобиля.

Минус устройства - необходимость регулярного обслуживания и периодической замены пневмокомпрессора.

Несмотря на это, коммерческий транспорт часто оборудуется пневмоподвеской. Причина популярности - в возможности регулирования жесткости, высоты посадки и высадки людей, дорожного просвета и прочих параметров.

При этом на грузовиках чаще всего применяются одно- или двухконтурные схемы. С их помощью регулируется жесткость и, как следствие, допустимый уровень нагрузки.

Преимущество и в том, что повышение грузоподъемности не влияет на уровень безопасности и комфорта.

Пневмоподвеска автомобилей MAN.

Пневмоподвеска кабины КАМАЗ

Устройство и принцип работы кабины пневмоподвески грузового автомобиля (на основе КАМАЗА).

Процесс оптимизации подвесок грузовых машин сводится к решению многих задач, начиная с повышения грузоподъемности и заканчивая повышением уровня комфорта для водителя.

Так, на автомобилях КАМАЗ и авто других брендов предусмотрена амортизация кабины, построенная на пневматическом принципе.

При бескапотной комплектации в состав конструкции входят шарниры откидного типа, фиксированные на пневматическом элементе (расположен между рамой и кабиной).

Другая пара пневмоэлементов (иногда амортизаторных стоек) фиксируется на раме, что гарантирует подвижность кабины.

Недостаток - усложнение процесса переключения КПП и конструкции рулевого управления.

На грузовых машинах с помощью пневмоподвески удается решить ряд задач - опустить или поднять кузов, гарантировать плавность хода и уменьшить уровень вибраций. При этом монтаж пневматической подвески предусмотрен на новой 4308-й модели КАМАЗ.

В основе устройства - два баллона, кованые шланги и группа сайлентблоков. Управление обеспечивается с помощью специального блока.

Преимущества и недостатки пневмоподвесок

Популярность подвесок, работающих на пневматическом принципе, обусловлена следующими плюсами:

• Возможность адаптации - регулирование жесткости, дорожного просвета и осевых нагрузок.
• Удобство управления. Изменение параметров и контроль подвески доступен с салона машины. Водитель принимает решение с учетом требований и текущих условий. При автоматическом варианте система принимает решение самостоятельно.
• Изменение дорожного просвета. Регулирование клиренса производится из салона машины. Благодаря этому, создается индивидуальный лоурайдер, меняется дорожный просвет. Наличие опции в условиях отечественных дорог весьма полезно. Благодаря увеличению клиренса, удается преодолеть сложный участок бездорожья или припарковать машину у высокого бордюра.
• Практичность. Благодаря пневматической подвеске, доступна эксплуатация машины даже при повышенной загрузке без снижения комфорта и риска для водителя. Такое качество актуально для грузовых машин, фургонов и другого транспорта.

Нельзя забывать о ряде недостатков:

• Плохая ремонтопригодность. В случае выхода из строя тех или иных элементов единственный выход - замена устройства.
• Низкая надежность. Срок службы устройства зависит от климатических условий эксплуатации - температуры, уровня влажности, наличия дорожных реагентов.
• Высокая стоимость. При организации пневматической подвески приходится тратиться на покупку ресивера, компрессора, пневмоподушек и других элементов системы.

Можно ли установить своими руками?

Вопреки распространенному мнению, монтаж пневматической подвески своими руками (в том числе на отечественные автомобили) - реальная затея. Главные компоненты при переделке - пневматические подушки.

Дополнительно покупаются электромагнитные клапана, ниппеля, тройники, штуцера, кислородный шланг и прочие элементы.

В роли компрессора часто используется устройство Беркут R20 или Viair 400P, а в качесте ресивера - воздушный баллон от «камазовской» (с условием незначительной конструктивной доработки).

Для управления пневматической подушкой устанавливается проводной пульт.

Для примера рассмотрим затраты при монтаже пневмоподвески на ВАЗ:

• Стойки применяются от СААЗ (масляные) - 7-8 тысяч рублей.
• Подушки - от Скании 4-го поколения. Цена - 3-4 тысячи рублей/штука.
• Ресивер для пневмоподвески берите с «девятки». Плюсы устройства - наличие обратного клапана, стойкость к высокому давлению, вместимость. Затраты - 2-2.5 тысячи рублей.
• Клапаны ГБО удерживают до 25 атмосфер. Стоимость - 300-400 рублей за штуку.
• Компрессор. Здесь подойдет модель Беркут Р20. Его плюсы - надежность, быстро накачивание. Общая цена - около 5 тысяч рублей.
• Прочее оборудование - манометр, фитинги и трубки.

Общие затраты составляют 25-27 тысячи рублей. При этом алгоритм работ, следующий:

• Монтаж стоек;
• Протягивание и крепление кислородных трубок;
• Установка клапана и переднего контура;
• Монтаж трубок от подушек и самих подушек;
• Подключение реле, предохранителей и тумблеров;
• Проверка работы.

Итоги

Наличие пневматической подвески - гарантия плавности хода, изменения клиренса (при необходимости), повышения управляемости и комфорта, а также снижения риска просадки.

Но стоит помнить, что такие системы требуют регулярного ухода. Также они дорогие в обслуживании и имеют высокую цену.

Перед покупкой авто с пневмоподвеской или установкой оборудования оцените актуальность дополнительных затрат, после чего принимайте решение.

Демонстрация работы при движении пневмоподвески ГАЗЕЛЬ.

Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите "ОТПРАВИТЬ". Спасибо.

Пневмоподвеска - это по- моему очень нужная и крутая вещь!)
Плюсы очевидны: изменение клиренса,
улучшение управляемости,
комфорт,
да и «попонтоваться» на танцующей машине многие не прочь)

Эксплуатация как легковых, так и грузовых автомобилей в сложных дорожных условиях – не редкость. В этом случае сложно избежать дополнительной нагрузки на подвеску, однако свести к минимальной не составит никакого труда. Немалую роль в этом играет пневмоподвеска, основная функция которой и заключается в снижении нагрузки на штатную подвеску. Но, кроме этого, пневмоподвеска обладает и рядом других преимуществ.

- настраиваемость. Пневмобалоны позволяют устанавливать оптимальные настройки, которые напрямую могут влиять на ход автомобиля, а также корректировать эти настройки по мере необходимости, чего не позволяют традиционные пружинные пневмоподвески;
- управляемость. Характеристики пневмоподвески позволяют изменить ход автомобиля по усмотрению водителя;
- изменение клиренса автомобиля. Это напрямую влияет на комфортабельность езды;
- максимальная практичность. Пневмоподвеска увеличивает тяговую силу у переднеприводных автомобилей. Кроме того, с помощью пневмоподвески можно разрешить проблему жесткости подвески автомобиля, увеличить его грузоподъемность;
долговечность и надежность. Пневмобалоны отличаются длительным сроком службы, несмотря на сложные климатические условия средней полосы. Напрямую на длительность срока службы поездки влияет также правильная установка подвески.

Таким образом, пневмоподвеска повышает безопасность водителя и пассажиров, позволяет сделать передвижение на авто более комфортабельным, в том числе и в сложных дорожных условиях.

Как работает пневмоподвеска
Режимы работы пневмоподвески могут самостоятельно переключаться водителем. Существует три основных уровня – пониженный, номинальный и повышенный. Отвод или нагнетания воздуха в пневмобалоны позволяет не только изменить положение колес или кузова, но и регулировать жесткость самой подвески, создавая наиболее комфортные условия для передвижения или перевозки грузов.

Вот схема работы пневмоподвески.

Детали штатной пневмоподвески.

Элементы
Пневмоподвеска состоит из следующих элементов:
- пневмостойки – упругие элементы для каждого колеса;
подающего воздух в пневмобалоны центрального ресивера;
- пневмокомпрессора, который нагнетает воздух в ресивере;
- специальные датчики, позволяющие контролировать режимы работы пневмоподвески.

Кроме того, в работе пневмоподвески немалую роль играет и сам тип установленных пневмобалонов. Это могут быть:
- пневмобалоны с более высокой грузоподъемностью, которые оптимальны для установки на переднюю ось автомобиля, подвергающуюся значительным нагрузкам;
- пневмобалоны с меньшей грузоподъемностью, которые устанавливаются на заднюю ось.
Тем не менее, подбирать пневмобалоны с той или иной степенью грузоподъемности необходимо индивидуально.

Ремонт пневмоподвески
Детали всех систем легкового или грузового автомобиля так или иначе подвергаются износу. Своевременный ремонт и диагностика состояния пневмоподвески необходим для того, чтобы исключить возможность выхода из строя компрессора пневмоподвески. Пневмоподвески с открытыми рессорами нуждаются в дополнительной защите. Пневмоподвески с закрытыми рессорами менее подвержены повреждениям, однако им необходим регулярный осмотр.

Пневмоподвеска Toyota Altezza

Lada Priora

Компрессор 1 подает сжатый воздух через регулятор давления 2 в осушитель воздуха 3 . Назначением автоматического регулятора является поддержание давления воздуха в пневмосистеме в заданных пределах, к примеру (7.2 – 8.1 бар). Осушитель удаляет из воздуха содержащаяся в нем влагу, которая выводится из системы через вентиляционный канал. Подготовленный воздух подводится к 4-х контурному защитному пневмоклапану 4 , который препятствует снижению рабочего давления в тормозной системе при отказе в одном или нескольких контурах системы тормозов. Ресиверы (6 и 7) обеспечивают работу контуров первой и второй тормозной системы через тормозной кран 15 . В контур 3 воздух поступает от ресивера 5 через автоматическую соединительную головку 11 , кран управления тормозом прицепа 17 , 2-х позиционный клапан (2-х ходовой), обратный клапан 13 , кран включения стояночной тормозной системы 16 и ускорительный клапан 20 в камеру пружинного энергоаккумулятора пневмоцилиндра 19 . Контур 4 предназначен для питания вспомогательных потребителей сжатого воздуха, например, моторного тормоза. В прицепную тормозную систему воздух подводится через соединительную головку 11 и шланг ресиверу. Затем, через магистральный воздушный фильтр 25 и тормозной кран прицепа 27 он поступает в ресивер 28 и далее к ускорительным клапанам ABS 38 .

Рабочая тормозная пневмосистема.

При открытии тормозного крана 15 через магнитный клапан АВ 5 39 воздух поступает в тормозную камеру 14 (передняя ось грузовика) и на автоматический регулятор тормозных усилий 18 . Регулятор включается и направляет воздух в рабочую камеру пневмоцилиндров 19 через магнитный клапан 40 . Давление в тормозных камерах, соответственно и усилие, необходимое для торможения, зависит от степени нажатия на педаль тормозного крана, а также от его загрузки автомобиля. При этом величина давления, регулируемая нагрузкой на грузовик, регулируется автоматическим регулятором тормозных усилий 18 , который соединен с задней осью шарнирным соединением.

При загрузке и разгрузке автомобиля изменяется расстояние между рамой и осью грузовика . Таким же образом осуществляется управление давлением в системе тормозного привода.

.

Кроме автоматического регулятора тормозных усилий через магистраль управления приводится в действие клапан нулевой-полной нагрузки в тормозном кране грузовика. Так же и давление тормозной системе привода колес передней оси корректируется в зависимости от загрузки грузовика.

Управление краном управления тормозами прицепа 17 осуществляется обоими рабочими контурами системы тормозов. При этом, сам кран осуществляет подачу воздуха через соединительную головку 12 и шланг на тормозной кран прицепа 27 . При этом, начинается поступление сжатого воздуха от ресивера 28 через тормозной кран прицепа, кран растормаживания прицепа 32 , пневмоклапан соотношения давлений 33 к автоматическому регулятору тормозных сил 34 , а также к ускорительному клапану АВ 5 37 . Регулятор же тормозных сил 34 управляет Ускорительным клапаном.

Сжатый воздух поступает в тормозные пневматические камеры 29 передней оси автомобиля, а через регулятор тормозных сил 35 и при срабатывании ускорительных клапанов АВ 5 38 - к тормозным камерам 31 . Давление в тормозной системе прицепа согласуется с давлением тормозной системы грузового автомобиля при помощи автоматических пневморегуляторов 34 и 35 тормозных сил и устанавливается таким, какое требуется для данной степени загрузки прицепа. Пневмоклапан 33 уменьшает величину давления на тормозных колодках для избегания блокировки колес передней оси в режиме притормаживания.

Ускорительные клапаны АВ 5 в прицепе и магнитные клапаны АВ 5 в грузовом автомобиле управляют (создание, поддержание и сброс) величиной давления в тормозных камерах и включаются с помощью электронных блоков АВ 5 (36 или 41). Это управление осуществляется независимо от давления, создаваемого тормозными кранами грузового автомобиля или прицепа.

В нерабочем состоянии (магниты обесточены) краны выполняют функцию ускорительных клапанов и служат только для быстрой подачи и сброса давления в тормозных камерах.

Стояночная тормозная пневмосистема.

При изменении положения рычага тормозного крана с ручным управлением 16 полностью сбрасывается рабочее давление сжатого воздуха в пружинном энергоаккумуляторе пневмоцилиндра 19 . В таком состоянии усилие на колесные тормозные механизмы, прилагается за счет сил упругости пружин пневмоцилиндров. Одновременно сбрасывается давление воздуха в магистрали на участке от тормозного крана 16 с ручным управлением до крана управления тормозом прицепа 17 . При стоянке автопоезда удержание прицепа осуществляется путем подачи давления в управляющую магистраль. Так как, Директивы Совета Европейского Экономического Сообщества (ККЕС) включают требование, чтобы грузовой автопоезд (грузовой автомобиль и прицеп) мог удерживаться на месте только за счет тормозной системы автомобиля, то в тормозной системе прицепа можно сбросить давление переводом рычага тормозного крана с ручным управлением в «Положение контроля». Это позволяет проверить, отвечает ли стояночная тормозная система автопоезда требованиям ККЕО.

Вспомогательная тормозная система.

При отказе рабочих тормозных контуров 1 и 2 автопоезда можно затормозить с помощью пружинных энергоаккумуляторов пневмоцилиндров 19 . Усилие на торможение, необходимое для тормозных механизмов колес, создается, как уже указывалось в разделе «Стояночная тормозная система», за счет силы упругости предварительно сжатых пружин энергоаккумуляторов пневмоцилиндров 19 . При этом, давление в пневмоцилиндрах сбрасывается не полностью, а только до уровня, необходимого для создания требуемого усилия торможения.

Торможение прицепа в автоматическом режиме (экстренное торможение).

В случае разрыва давление в магистрали мгновенно падает до атмосферного. В результате этого срабатывает тормозной кран 27 и начинается процесс экстренного торможения. При срабатывании рабочей тормозной системы встроенный в клапан управления тормозом прицепа 17 , двухходовой двухпозиционный клапан перекрывает проходное сечение в направлении соединительной головки 11 магистрали снабжения сжатым воздухом. Таким образом, разрыв магистрали управления тормозной системы вызовет быстрое падение рабочего давления и в течение законодательно регламентированного времени (не более двух секунд) сработает тормозной кран прицепа 27 . Начнется автоматическое торможение. При этом, обратный клапан 13 предотвращает случайное срабатывание стояночной тормозной системы при падении давления в магистрали подачи сжатого воздуха к тормозной системе прицепа.

Компоненты блока АВ 5

Как правило, в оборудование европейского грузика входит: три контрольными лампы текущего контроля системы, реле, инфомодуль и розетка АВ5 (24В). После включения зажигания загорается контрольная лампа желтого цвета, если автомобиль с прицепом без системы АВ 5 или питающий кабель разорван. Контрольная лампа красного цвета гаснет, если автомобиль набрал скорость более семи км\ч и блок АВ5 не обнаружил неисправности в системе.

История создания пневматической подвески

Уже в середине прошлого века делались отдельные попытки использовать пневматические упругие элементы. В 1847 г., т.е. за 41 год до того, как фирмой Данлоп была спроектирована первая пневматическая подвеска для автомобиля, был пущен в эксплуатацию вагон конной железной дороги, оборудованный пневматическими упругими элементами.

В 1896-1900 гг. на ряде легковых и грузовых автомобилях в комбинации с листовой рессорой в первые применен пневматический амортизатор-буфер одностороннего действия (на рисунке).

Меняя давление внутри резино-кордовой оболочки 1 в соответствии с необходимой грузоподъемностью буфера, которая в различных моделях колебалась от 300 до 800 кг, можно было компенсировать значительные колебания нагрузки. В дальнейшем листовые рессоры были полностью заменены пневматическими упругими элементами. Первые конструкции таких подвесок были запатентованы в 1906 г. В 1909 г. на автомобильной выставке в г.Олимпии демонстрировался автомобиль Коуэй (рис. 1.), оборудованный только пневматическими рессорами.

Рис. 1. Первый автомобиль, который оборудован пневматическими рессорами

Однако глубокие исследования пневматической подвески были начаты только в конце 20-х годов ХХ в. В 1925 г. французская фирма Мессье на автомобиле «Сан рессор» применила подвеску, которая явилась прототипом современной пневматической подвески с гидравлической компенсацией.

Уже на первом этапе развития пневматической подвески возникла необходимость создания износостойкого уплотнения между подвижными частями упругого элемента. В результате были созданы новые типы пневматических рессор, в которых используется в качестве упругого элемента газонаполненная резино-кордовая оболочка.

Долговечность применявшихся на этом этапе резино-кордовых оболочек уступала долговечности стальных рессор из-за недостаточной выносливости, а также масло- и влагостойкости хлопчатобумажного корда. Поэтому пневматическая подвеска в то время не получила широкого распространения на автомобилях.

Применение синтетических волокон решило проблему долговечности пневматических упругих элементов. Вследствие неуклонного роста требований к подвески началось широкое применение этих элементов в подвеске автомобилей и в первую очередь в подвеске автобусов.

Дальнейшее развитие резино-кордовых оболочек привело к созданию упругих элементов диафрагменного типа, что облегчило установку пневматической подвески на легковых автомобилях. С начала 1958 г. пневматическая подвеска устанавливается за дополнительную плату на всех основных моделях легковых автомобилей компаний Дженерал Моторс, Форд Моторс и Америкен Моторс. Легковые автомобили с пневматической подвеской в 1958 г. составляли 2-5 % от общего количества выпускаемых дешевых моделей и 12% - дорогих.

Говоря об истории создания пневмоподвесок, хочется отметить, что первым автомобилем с такой подвеской был легендарный француз «Ситроен ДС-19» (рис 2). Серийное производство этого авто началось еще в 1955 году. Его уникальность на тот момент заключалась в том, что на всех колесах были установлены поршневые регулируемые пневморессоры. Примечательно, что и в настоящее время автомобили «Ситроен» успешно выпускаются с подобными пневморессорами.

Рис. 2. «Ситроен ДС-19»

Пневматическая подвеска автомобиля - это разновидность подвески, при помощи которой имеется возможность регулировки клиренса (высоты кузова относительно дорожного полотна). В настоящее время пневматическая подвеска довольно широко применяется на грузовиках и полуприцепах. Легковые автомобили также оборудуются пневмоподвеской, однако это касается в большей степени машин бизнес-класса. Стоит отметить, что пневматическая подвеска не относиться к какому - то отдельному виду автомобильной подвески. Она может быть создана уже из имеющихся конструкций. Основным предназначением пневмоподвески является обеспечение более высокого уровня безопасности и комфорта при вождении.

Рис. 3. Задняя и передняя стойки подвески

Автомобиль в России в первую очередь средство передвижения, как по дорогам, так и по бездорожью. Причем зачастую сложно понять, где начинаются первые и заканчиваются вторые. Отсюда и повышенный интерес к такой характеристике как клиренс автомобиля. Клиренс — это ничто иное, как просвет между дорожным покрытием, и самой нижней частью автомобиля.

Общих стандартов не существует, но есть усредненные величины, для легковых, семейных автомобилей, и для внедорожников, которые отображают величину клиренса (расстояния от переднего бампера до асфальта):

• у внедорожников от 18 до 35 см;
• у легковых авто от 13 до 20 см.

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

Пневматическая подвеска состоит из:

• передних и задних пневматических амортизационных стоек
• компрессора
• ресивера
• блока управления и датчиков, информирующих блок управления о скорости движения, нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса.

Рис. 4. Устройство пневматической подвески:

1-блок управления подвеской; 2-блок управления двигателем; 3,6-задняя стойка с пневмоэлементом; 4-правый задний датчик положения кузова; 5-компрессор пневмоподвески; 7-датчик ускорения кузова; 8,13-датчик ускорения колеса; 9-левый задний датчик положения кузова; 10-ресивер; 11-левый передний датчик положения кузова; 12,16-передняя стойка с пневмоэлементом; 14-правый передний датчик положения кузова; 15-блок управления АБС.

Из основных элементов подвески можно выделить:

• упругие пневматические элементы (по одному элементу на колесо)

Это главный элемент пневмоподвески, который поддерживает кузов автомобиля на определенном уровне (высоте). Достигается это благодаря изменениям давления, а также увеличению или снижению объема воздуха внутри упругого элемента.

• компрессор для подачи сжатого воздуха

Также играет немаловажную роль в работе пневматической подвески. Он питает все упругие элементы воздухом. За счет работы компрессора можно регулировать высоту кузова и жесткость подвески.

• блок и датчики управления подвеской

Это еще одни важные элементы пневматической подвески, которые управляют ее работой. Принцип управления заключается в том, что выходные датчики посылают электрические сигналы на блок управления. В тоже время сигнал поступает и от систем курсовой устойчивости. За счет этого автомобиль ведет себя на дороге спокойно, с меньшим креном на поворотах и уменьшением вероятности заноса.

Сама же система управления имеет еще несколько исполнительных устройств, таких как клапаны для создания давления, выпускной клапан, клапан переключения (для поддержания давления в ресивере) и реле, которое включает сам компрессор. Все перечисленные клапаны расположены в специальном блоке, который предназначен для обработки сигналов датчиков и осуществления автоматической или ручной регулировки подвески.

• воздушные магистрали

Являются соединяющими элементами всей системы пневматической подвески. То есть каждая магистраль соединяет определенную часть элементов, что в результате приводит к соединению всех рабочих узлов в единую пневмосистему.

• ресивер (воздушный)

Элемент пневмоподвески регулирующий клиренс. Причем регулировка возможна и без участия компрессора, но только в малых пределах.

Рис. 5. Схема основных элементов 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.

В пневматической подвеске реализовано, как правило, три алгоритма управления:

• автоматическое поддержание уровня кузова;
• принудительное изменение уровня кузова;
• автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения.

Автоматическое поддержание определенного уровня кузова в пневматической подвеске осуществляется независимо от степени загруженности автомобиля. Датчики уровня кузова постоянно измеряют расстояние от колес до кузова. Результаты измерений сравниваются с заданной величиной. При расхождении показаний электронный блок управления задействует необходимые исполнительные устройства: клапаны упругих элементов для подъема, выпускной клапан для опускания подвески.

Принудительное изменение высоты кузова обычно предусматривает три уровня: номинальный, повышенный и пониженный. Номинальный уровень используется для передвижения по обычным дорогам со скоростью до 100 км/ч. Пониженный уровень применяется для высокоскоростного движения. Повышенный уровень нужен для передвижения вне дорог и реализуется на скорости до 40 км/ч. Уровни кузова устанавливаются водителем с помощью переключателя. В конструкции пневмоподвески больших внедорожников предусмотрен дополнительный уровень для посадки пассажиров и погрузки багажа, который реализуется на неподвижном автомобиле.

Автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости обеспечивает устойчивость автомобиля в движении. При увеличении скорости программа управления подвеской переводит уровень кузова последовательно от повышенного к номинальному и далее, с ростом скорости, к пониженному. При снижении скорости система переводит положение кузова из пониженного в номинальное.

Применение амортизаторов с регулируемой степенью демпфирования значительно расширяет характеристики пневматической подвески, позволяя помимо высоты кузова изменять жесткость подвески в зависимости от условий движения.

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.

Список источников:

1. Г.О. Равкин «Пневматическая подвеска автомобиля» 1962 г.

Рассмотрим устройство пневмоподвески грузового автомобиля.

Если для легковых автомобилей является элементом роскоши, повышающим комфорт и удобство передвижения, то для грузового транспорта она полезный и важный узел.

Она обеспечивает минимальный просвет между шасси и осями, поддерживает одинаковую высоту пола авто при изменяющейся загрузке, выдерживает гораздо бОльшие нагрузки и т.д.

Зачем грузовикам пневмоподвеска?

Как мы уже упомянули, пневмоподвеска грузовиков это больше необходимость, чем роскошь. Что же она даёт, и зачем нам знать устройство пневмоподвески?

Дело в том, что современные автомобили, в том числе и грузовые, с каждым годом становятся легче, а вот нагрузка, которую они должны везти становится больше.

В этих условиях классические стальные рессоры просто бы не справились, поэтому практически все производители большегрузов уже довольно давно применяют пневматические виды подвесок. Пользы от них масса, а именно:

• высокая плавность хода;
• отсутствие заметных смещений между шасси и осями машины;
• возможность регулировки высоты шасси;
• поддержание постоянной высоты кузова вне зависимости от загрузки;
• уменьшение частоты собственных колебаний шасси.

В целом, достоинств очень много, и они с лихвой перекрывают небольшие недостатки в виде достаточно высокой стоимости и более сложной конструкции по сравнению с обычными рессорами.

В принципе, устройство пневмоподвески в грузовом транспорте и легковушках схожее. Имеется в виду, что базовые узлы и элементы и там и там те же самые. Если точнее, то это:

• компрессор;
• ресиверы;
• пневмобаллоны;
• клапаны, с помощью которых управляется наполнение баллонов воздухом (механизм распределения воздуха);
• блок управления системой;
• пневмомагистрали.

О назначении вышеперечисленных элементов догадаться несложно. Компрессор нужен для нагнетания воздуха под давлением, ресиверы служат в качестве своеобразных аккумуляторов, накапливающих его, пневмобаллоны являются упругим элементом – можно сказать ключевой деталью, а механизмы распределения, действующие под неусыпным контролем блока управления, наполняют баллоны воздухом именного тогда, когда это нужно. Это если совсем вкратце.

Но устройство пневмоподвески грузовиков имеет и свою специфику, отличающуюся от легковых машин, и разница не только в размерах системы и количестве осей и колёс.

Основные особенности пневмосистемы грузовых авто заключаются в способе её управления.

Дело в том, что в отличие от легковых, где пневмоподвеска это больше роскошь, чем острая необходимость, в тяжёлой технике она выполняет много важных функций.

К примеру, постоянно поддерживает одинаковую высоту шасси и регулирует подвеску в транспортном режиме.

Для этого нужно постоянно контролировать количество воздуха в баллонах – выпускать излишки или наполнять новой порцией воздуха. Этим, как правило, занимается специальное устройство, именуемое краном уровня пола. Варианты систем управления могут быть такими:

• электронная;
• электромеханическая;
• механическая.В последних двух вариантах кран имеет шарнирное соединение с рамой автомобиля и в зависимости от её положения может автоматически впускать или выпускать воздух.

Помимо него устанавливается также кран ручного управления пневмоподушками. Он может иметь как самую примитивную ручную конструкцию, так и быть в виде клапанов, управляемых пультом из кабины или электроникой.

Таково устройство пневмоподвески грузового автомобиля и её особенности.

Не редкость, когда для повышения характеристик производители комбинируют «пневму» с классической рессорной подвеской, а также устанавливают перспективные гидропневматические стойки.

Всё для повышения комфорта и качества перевозок. Также пневматика не редкость и на пассажирских автобусах, причём в нашей стране на этом виде транспорта её применили уже в 70-х годах минувшего столетия на легендарном ЛиАЗ-677.

До встречи на страницах блога!