Зачем нужна пневматическая подвеска?

Типы пневмоподвесок

Пневматические подвески транспортных средств определенных марок монтируется производителем на заводе. Бытует два способа управления высотой кузова: автоматическое изменение уровня и ручная регулировка подвески.

Существует 3 основных вида пневматических подвесок:

• четырехконтурная;
• двухконтурная;
• одноконтурная.

Четырехконтурная разновидность – это самый лучший и одновременно тяжелый механизм, который выполняет разные функции. В его состав входят все те же составляющие, что и в одноконтурных и двухконтурных механизмах, однако при установке этого механизма происходит подпора всех четырех колес. Обычно используется электронная система регулировки. Она вместе с датчиками регулирует уровень давления в пневмокомпонентах в автоматическом режиме.

Особенности установки четырехконтурного вида подвески:

• устанавливается на 2 оси автомобиля;
• бывают лишь ресиверные установки;
• пневмоэлемент автономный, регулируется самостоятельно.

• нажав только 1 кнопку, можно поменять дорожный просвет;
• обеспечивает регулировку давления воздуха, положение кузова в зависимости от ситуации на дороге;
• автомобиль может раскачиваться в случаях, когда правая сторона с левой находятся не на одной высоте;
• когда есть цифровой контроллер, появляются новые возможности.

Контроль над дорожным просветом осуществляется с помощью цифровых индикаторов (контролеров).

Пользуются популярностью механизмы с пневмораспределителями и на пневматических кнопках. Стоимость этой системы намного выше, чем у других моделей, но цена оправдывает ожидания водителей.

Двухконтурный тип можно монтировать и на 2 и на 1 ось. Если устанавливается на одну ось, то основная характеристика следующая – управление колесами осуществляется автономно, когда задействованы две оси, принцип действия напоминает работу двух одноконтурных подвесок. Регулировка осуществляется кнопками или распределителями. Система контролируется встроенными манометрами, которые определяют уровень давления.

К достоинствам относят:

• увеличение грузоподъемности;
• уменьшение вероятности переворачивания транспорта на крутых поворотах;
• более равномерное распределение веса.

Такой тип подвески часто можно встретить на пикапах и грузовиках, перевозящих различный груз.

Также эта система устанавливается во время тюнинга машин марки ВАЗ. При этом можно получить хорошее соотношение стоимости и качества транспортного средства.

Одноконтурная система устанавливается лишь на 1 ось автомашины (сзади или спереди). При этом есть возможность управлять упругостью оси и высотой посадки, расположенной сзади, когда машина загружена. Такие пневматические подвески широко используются в седельных тягачах, пикапах и грузовых машинах. Такая система выполняет вспомогательную функцию и бывает со встроенным ресивером и без него.

Первый вид предполагает поставку воздуха от ресивера до достижения определенного уровня давления со стабильным удержанием величины. При отсутствии ресивера воздух направляется от компрессора непосредственно к пневмоэлементам, при этом уменьшение давления осуществляется с использованием специального клапана.

Основная задача устройства – повысить грузоподъемность. Во время действия механизм воздействует на величину клиренса в зависимости от потребности.

На автобусах для ослабления и уменьшения силы ударов на неровной поверхности трассы применяются рессорно-пневматические подвески. Для этих целей устанавливаются амортизаторы.

Узлы и механизмы пневматической подвески

• 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

Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов.

После этого в работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых, может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля, что, например, пригодится для более удобной загрузки багажника либо присоединения прицепа. Во-вторых, можно выбрать режим – комфортный или спортивный, в котором будет работать подвеска во время движения. Режим «комфорт» позволяет водителю и пассажирам буквально «парить» над дорогой. Режим «спорт» улучшает устойчивость и безопасность на больших скоростях движения. Вместе с тем индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден самый оптимальный и эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям как с точки зрения безопасности, так и комфортности. Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем задние, а при ускорении — наоборот, но это в обоих случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.

Пневматическая подвеска автоматически приспосабливается к различной загрузке автомобиля и способна выбирать величину дорожного просвета, ориентируясь на дорожные условия.

Номинальный уровень дорожного просвета устанавливается и автоматически поддерживается постоянным при движении со скоростью 80 км/ч и выше, а также во время быстрого разгона до скорости 120 км/ч.

Автоматическое снижение уровня дорожного просвета до номинального (NN) на 25 мм при повышенном уровне HN происходит при скоростях более 120 км/ч. Если уровень был номинальным (NN), снижение уровня дорожного просвета до пониженного (TN) на 15мм ниже номинального происходит через 30 с после превышения скорости 140 км/ч или менее чем через 30 с, если скорость достигнет 180 км/час. Понижение центра тяжести делает автомобиль более устойчивым, а также одновременно улучшает аэродинамические характеристики, что в свою очередь значительно снижает расход топлива

Автоматическое повышение уровня дорожного просвета от пониженного (TN) до номинального (NN) происходит через 60 с после снижения скорости до 100 км/ч или менее чем через 60 с, если скорость станет менее 80 км/час.

Чтобы выбрать уровень дорожного просвета кузова, следует нажать предназначенную для этого клавишу и на дисплей выводится изображение, соответствующее выбранному уровню кузова (повышенный HN или номинальный NN). Номинальный дорожный просвет устанавливается по умолчанию.

Уровень дорожного просвета кузова определяется четырьмя датчика уровня кузова, установленными между подрамниками и нижними рычагами подвески. Результаты измерений сравниваются с заданными величинами, сохраняемыми в памяти блока управления. Заданные величины вводятся в память для каждого автомобиля индивидуально.

Воздух, необходимый для регулирования подвески, обычно подается компрессором под давлением до 16 кгс/см2. Компрессор обеспечивает регулирование уровня кузова при скоростях автомобиля свыше 35 км/ч. При необходимости сжатый воздух подается также в ресивер. При скоростях ниже 35 км/ч регулирование уровня кузова осуществляется за счет подачи воздуха из ресивера.

Если дорожный просвет автомобиля изменяется в результате его загрузки или разгрузки, блок управления включает систему регулирования, возвращающую кузов на первоначально заданный уровень. При этом подача воздуха из упругих элементов производится через соответствующие им электромагнитные клапаны, а выпуск из них осуществляется через выпускной клапан.

Как сделать пневмоподвеску

Разработанная в нашей компании пневмоподвеска устанавливается вместо штатных пружин или служит в качества дополнительного упругого элемента к рессорным листам.

Пневмоподвеска своими руками 1600 1200 Пневмоподвеска своими руками Пневмоподвеска своими руками — узнайте, как правильно самостоятельно установить пневматическую подвеску на ваш автомобиль

Выберите один из вариантов монтажа комплекта пневмоподвески и определите место для оптимальной установки:

• Для рессорной подвески – место крепления отбойника.
• Для пружинной подвески – на месте установки пружины, где будет размещаться пневмоэлемент.

Далее следует замерить места, предназначенные для установки специальных кронштейнов крепления пневмоподушек. При этом нужно учесть конструкцию штатной подвески:

• Габаритные и присоединительные размеры.
• Допустимое свободное пространство.
• Рабочий ход штатной подвески.

Также необходимо учитывать предназначение подушки:

• Для компенсации грузоподъёмности – устанавливают подушки сильфонной конструкции.
• Для комфортной езды – выполняют монтаж подушки рукавного типа.

Исходя из особенностей конструкции подвески и желаемого результата подбирается подходящая пневмоподушка.

Кронштейны для крепления пневмоподушек лучше всего изготовить самостоятельно или заказать у специалиста. Для изготовления кронштейнов можно использовать углеродистую конструкционную сталь с защитным покрытием толщиной 6 мм или легированную сталь аналогичных параметров.

Износостойкость

Качество пневматических баллонов подтверждено миллионами милей пробега коммерческого транспорта, занятого перевозкой грузов, в течение долгих 70 лет. Компания Firestone тестирует свои комплекты десятками миллионов циклов, что соответствует сроку службы 40-50 лет. Если пневмобаллон не трется о другие конструктивные элементы автомобиля и расположен на расстоянии не менее 2 дюймов от горячих элементов, он переживет автомобиль, на котором он установлен.

Пульт управления (дополнительная опция) позволяет контролировать работу системы LevelPro от компании Air Ride Technologies.

Наиболее распространенной проблемой являются утечки воздуха, которые обычно являются следствием неправильного монтажа системы. Вот что сказал Воэкель про утечки: «Элементарное использование герметика на резьбовых соединениях позволяет предотвратить 97 процентов всех утечек.

Единственной причиной утечки может быть воздушный клапан, если в него попадает мусор при монтаже, а также попадание подмоточной ленты (ленты ФУМ) в канал. Теоретически, пневматика ShockWave может иметь утечки, однако за 10 лет мне не встретилось ни одного протекающего баллона».

Несмотря на это, любое механическое устройство, будь то пневмобаллон или обычный амортизатор, может получить механические повреждения. При разработке собственной системы пневмоподвески необходимо обеспечить достаточный клиренс и просвет между аркой и колесом на случай, если давление будет полностью стравлено – таким образом, Вы сможете, по крайней мере, припарковаться на обочине, не повредив колесо или арку.

Правильно спроектированный и сконструированный баллон имеет для подвески такое же значение, как система электронного впрыска топлива и повышающая передача для привода.

Да, необходимы значительные технические знания; да, сложные современные системы стоят больших денег – однако это настоящий шаг к построению автомобиля, на котором Вы сможете в воскресенье поучаствовать в гонках, а затем поехать в понедельник на работу, наслаждаясь комфортом.

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.

Зачем устанавливать пневматическую подвеску

Пневматическая подвеска обладает пятью основными преимуществами, о которым мы сейчас и поговорим.

Регулируемость

Пневматические подвески легко регулируются в зависимости от загруженности транспортного средства или личных предпочтений водителя. Изменение посадки автомобиля, которое ранее занимало недели кропотливого труда, может осуществляться всего за несколько минут.

Пневматическая подвеска, в свою очередь, обеспечивает очень точную регулировку, позволяющую добиться максимальной эффективности, при этом не требуется каких-либо сложных манипуляций для ее установки и регулировки.

Управляемость

Большинство пневматических баллонов имеют прогрессивную жесткость – чем сильнее они сжимаются, тем жестче они становятся. Данное свойство в сочетании с возможностью автономного регулирования дает потрясающие результаты. Процесс адаптации подвески к текущим условиям занимает всего несколько минут.

В наиболее сложных системах пневматическая подвеска оснащается противораскачивающей системой и баллонами, которые регулируются не только на сжатие, но и на растяжение.

Получение оптимальных характеристик

У каждого водителя свои требования к управляемости и клиренсу автомобиля. Пневматическая подвеска позволяет удовлетворить практически любые пожелания без внесения каких-либо конструктивных изменений. Возможность регулировки пневматической подвески позволяет добиться необходимого уровня комфорта или управляемости, либо найти золотую середину между этими двумя понятиями.

Вы можете добраться до гоночного трека в комфорте на мягкой подвеске, затем сделать подвеску жесткой для участия в гонках, а после этого снова ее смягчить и вернуться домой, наслаждаясь комфортной ездой.

Внешний вид автомобиля

Пневматическая подвеска позволяет занизить автомобиль, чтобы он выглядел «круто». Крайним случаем являются специально заниженные минигрузовики и лоурайдеры, однако на сегодняшний день они занимают очень малую долю рынка.

Гораздо чаще водители хотят занизить свой автомобиль или грузовик для красоты за разумную цену, но без каких-либо потерь маневренности и надежности транспортного средства. Большинство пневматических подвесок позволяют добиться нормального клиренса во время движения, отличающегося от заводского варианта подвески всего лишь на несколько дюймов.

Неважно, насколько занижен автомобиль на пневмоподвеске, клиренс всегда может быть увеличен для нормального передвижения транспортного средства по трассе, при въезде на АЗС или для заезда на прицеп

Загрузка транспортного средства

Изначально пневмоподвеска использовалась в коммерческих целях на 18-колесных фурах – данное техническое решение позволило перевозить тяжелые грузы без потери комфорта для водителя. Конечно, совсем не обязательно устанавливать пневмоподвеску, чтобы превратить свой автомобиль в хот-род, однако данная система может оказаться вполне практичной, например, на автоэвакуаторе, чтобы динамически изменять клиренс в зависимости от текущих дорожных условий.

По сути, уже сейчас некоторые внедорожники в определенных комплектациях оснащаются пневмоподвеской.

Пневматическая подвеска может устанавливаться как дополнение к рессорной подвеске, но большинство владельцев хот-родов предпочитают полный переход к более современной пневмосистеме. Для большинства популярных шасси существуют специальные крепежные комплекты, требующие минимальных сварочных работ для крепления кронштейнов.

Пневматическая подвеска надежна?

При правильной установке пневматическая подвеска обеспечивает многолетнюю безотказную службу. Современные технологии и материалы позволяют даже ОЕМ-производителям выпускать свои автомобили с пневматической подвеской. К тому же каждый год грузоперевозчики покрывают миллионы миль дорог исключительно «на воздухе».

Для изготовления комплектов пневмоподвески используются современные продукты и технологии. Кроме того, строгие процедуры тестирования работы системы пневмоподвески (и её основных компонентов) на современном заводском оборудовании гарантируют обеспечение надёжности продуктов.

Прежде чем новый комплект подвески будет отправлен в продажу, проводятся дорожные испытания в «беспощадных» условиях, что позволяет выявить малейшую слабину.

Может ли пневматическая подвеска использоваться в зимний период?

Разумеется, да! Зима создаёт специфические трудности для вождения, однако ряд простых процедур для обслуживания пневмоподвески поможет сделать зиму «незаметным событием» для водителя. Многие автовладельцы с удовольствием пользуются зимней погодой, чтобы «побаловаться» некоторыми режимами пневмоподвесок, позволяющих почувствовать себя уверенным ледовым гонщиком.

Нет, правда – как я могу получить хорошее качество езды?

Теперь у вас есть достаточно технической информации, чтобы занять ум на некоторое время. А мы будем говорить о реальных конструкциях. Типичный автомобиль с конвейера имеет высокие боковины шины, большие резиновые втулки подвески, мягкие пружины и амортизаторы с «плавной» характеристикой работы клапанов.

Некоторые из «топовых» автомобилей имеют электронно-регулируемые стойки подвески для оптимизации плавности хода и управляемости в широком диапазоне дорожных условий. Сотни часов и миллионы долларов тратятся производителями для оптимизации подвески каждого автомобиля. Если в такой подвеске изменить всего пару деталей, эти исследования оказываются недействительными.

Когда дело касается создания вашей стрит-рейсинговой машины, главный приоритет должен заключаться в использовании доступных компонентов. В то время как шины и втулки можно подбирать для любого автомобиля, не каждый потратит время и деньги для кропотливого подбора пружин и амортизаторов, чтобы улучшить качество езды.

Однако именно в этой области пневмоподвеска позволяет творить чудеса. Пневмобаллоны могут быть легко подстроены под характеристики автомобиля простым изменением давления воздуха. Причём прямо во время езды. Аналогичным образом регулируемый амортизатор может быть настроен под индивидуальные требования владельца.

Причём все эти настройки придётся искать заново, если заметно изменилась нагрузка автомобиля (к примеру, с полным и пустым топливным баком, с водителем или пассажирами, с грузом или порожняком, а также на разных дорожных покрытиях). С пневматической подвеской и регулируемыми амортизаторами такую настройку можно произвести в реальном времени.

Ошибки в регулировке

Как при любой регулировке, настройку подвески можно провести некорректно. Среди распространённых ошибок – слишком низкое давление воздуха или слишком «мягкий» амортизатор. Это приведёт к быстрому износу пневмобаллонов при ударах в подвеске. Признаки чрезмерно низкого давления воздуха – раскачка подвески и пробой до ограничителя отбоя на неровностях. Повышая давление воздуха или выбирая более жёсткие стойки, можно значительно улучшить качество езды.

Лучший способ начала настройки пневмоподвески – повысить давление в пневмобаллонах до подъёма кузова на стандартную высоту. Любой компетентный производитель пневмоподвески может раскрыть эту информацию. Желаемое для вас качество езды должно достигаться в пределах плюс-минус 13 мм от этого уровня независимо от давления воздуха. После достижения этого можно начинать «играть» с регулировкой амортизаторов.

Какое давление воздуха мне следует выбирать?

Различные автомобили требуют разной величины давления. Накачайте пневмобаллоны для достижения нормальной высоты кузова своего автомобиля. Следует помнить, что вес транспортного средства – это лишь один фактор в определении необходимого давления воздуха.

Нельзя игнорировать величину дорожного просвета, расстояние до мостов трансмиссии и желаемую проходимость автомобиля. Если вы приобрели готовую систему от именитого производителя, эти вопросы наверняка уже решены.

Второй момент: следует помнить, что воздух – очень сжимаемая среда

Это означает, что кузов автомобиля будет двигаться вверх или вниз при загрузке/разгрузке автомобиля, при том что количество воздуха в пневмобаллонах останется постоянным. Это правило справедливо для подвески любой конструкции: пружинной, на рессорах или торсионах.

Однако транспортные средства с пневмоподвеской за счет автоматической работы клапанов регулировки высоты подвески должны сохранять дорожный просвет неизменным, независимо от добавления/снятия балласта.

Кроме того, пневмоподвеска автомобилей не будет «проседать» с течением времени, как это бывает при естественном износе пружин или торсионов в подвесках соответствующих типов.
Масса груза в автомобиле может распределяться по-разному, в центре рамы или спереди/сзади, в том числе неравномерно. Простое заполнение радиатора водой или бензобака топливом уже добавляет значительную массу автомобилю. Соответственно, расход этих жидкостей или их слив будет означать удаление нагрузки.

В процессе движения добавляется динамическая неравномерность – груз может смещаться вдоль и поперек рамы, в том числе при кренах кузова в поворотах. Это добавляет или удаляет вес с разных точек подвески.

Сжимаемость воздуха будет означать дополнительную способность кузова приподниматься или приседать над дорогой без изменения давления в пневмобаллонах подвески. Это подводит нас к информации о том, как функционирует пневматическая подвеска.

Рама автомобиля «опирается» на подвеску через пневмобаллоны, которые заполняются воздухом под давлением, его по пневмомагистралям нагнетает пневмокомпрессор. Высота подвески контролируется клапанами, установленными на кузове автомобиля.

Клапаны регулировки высоты соединяются с пневмобаллонами и имеют механическую связь с рамой посредством качающихся вверх-вниз на оси механических рычагов. Если автомобиль принимает дополнительный вес или ось подпрыгивает на неровностях дороги, воздух в пневмобаллонах сжимается и ось перемещается ближе к раме. Это заставляет двигаться вверх рычаг клапана регулировки высоты, который активирует подачу воздуха в пневмобаллон.

Увеличенное давление в баллоне расширяет его, в результате чего ось отходит от рамы. Рычаг привода клапана высоты движется в обратную сторону и возвращается в нейтральное положение – клапан перекрывает подачу воздуха в пневмобаллон. Благодаря этому поддерживается нужная величина дорожного просвета.

Если масса автомобиля уменьшается, давление воздуха «распирает» пневмобаллон и он толкает раму от оси, увеличивая дорожный просвет. При этом рычаг привода клапана идет вниз, клапан регулировки высоты подвески открывает выпускное отверстие, стравливая избытки воздуха из пневмобаллона.

В результате рама опять возвращается ближе к оси до тех пор, пока рычаг привода не займет нейтральное положение и не перекроет выпускное отверстие клапана регулировки высоты подвески. При этом стравливание воздуха из пневмобаллона прекратится, а оставшийся объем будет обеспечивать надлежащую высоту подвески.

Описанный алгоритм работы проиллюстрирован на этих трех схемах: для нейтрального положения приводного рычага клапана, положения накачки воздуха в пневмобаллон и стравливания воздуха из баллона.

Завершит эту тему следующая статья «Управление пневмоподвеской – стравливание воздуха».