Пневмоподвеска какая бывает: какая подвеска лучше? — журнал За рулем – Превматическая подвеска: описание, устройство, принцип работы

Содержание

что это такое и для чего она нужна

Современные автомобили оснащаются различными типами подвесок, однако в подавляющем большинстве случаев используются те их разновидности, которые в качестве основных демпфирующих элементов включают в себя телескопические гидравлические амортизаторы и винтовые пружины. Пневматические же конструкции применяются пока не столь широко, а если и устанавливаются, то преимущественно на автомобилях премиального класса и коммерческих транспортных средствах. Во многом поэтому у многих не очень искушенных в тонкостях и особенностях конструкции техники автомобилистов возникает вопрос: что такое пневмоподвеска и зачем ее используют? 

Что такое пневмоподвеска

Пневматической принято называть такую подвеску автомобиля, в которой для достижения определенного положения его кузова относительно поверхности дорожного полотна используются специальные баллоны, наполненные воздухом и при этом являющиеся одними из основных элементов конструкции.

Что касается легкового автомобильного транспорта, то пневмоподвески чаще всего используются в конструкции представительских авто, а также дорогих внедорожников. Гораздо шире пневматические подвески используются в грузовых автомобилях, причем не только тех, что имеют относительно небольшую грузоподъемность, но и в магистральных и седельных тягачах.

Что входит в конструкцию пневмоподвески

конструкция пневмоподвески

Конструкция пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из таких основных конструктивных частей, как:

  • Упругие элементы или пневмоподушки;
  • Компрессор;
  • Ресивер;
  • Система управления.

Каждый из этих компонентов пневмоподвески играет определенную роль.

Упругие элементы. В качестве упругих элементов в пневмоподвесках используются пневматические баллоны. Они устанавливаются по одному на каждое колесо, а основная их функция состоит в том, чтобы удерживать кузов машины на определенной высоте относительно дорожного покрытия. Пневмобаллоны изготавливаются из плотной многослойной резины, заполняются сжатым воздухом. Чаще всего они имеют форму «таблеток», разделенных на несколько секций. Встречаются также и пневмобаллоны, монтируемые непосредственно на стойках амортизаторов, и в таких случаях они являются заменой витым пружинам.

Компрессоры. Поскольку подвеска является пневматической, то для выполнения ею своих функций она требует наличия источника сжатого воздуха. Таковым является компрессор, с помощью которых он закачивается в упругие элементы. Конструктивно он состоит из таких частей, как осушитель воздуха и электрический двигатель, а также нескольких электромагнитных клапанов, обеспечивающих следование сжатого газа по определенному контуру. В зависимости от того, какое именно количество этих клапанов имеется в системе, упругие элементы могут накачиваться или по отдельности, индивидуально, или же попарно.

Ресивер. Из компрессора сжатый воздух попадает в упругие элементы не напрямую, а через так называемый ресивер. Он представляет собой металлический баллон, имеющий емкость от 3 до 10 литров. Именно в него закачивается воздух, который далее через магнитные клапаны следует в упругие элементы. Ресивер позволяет осуществлять корректировку характеристик подвески без включения компрессора, за счет имеющегося в нем запаса сжатого воздуха.

Система управления. Любая современная пневмоподвеска в обязательном порядке оснащается собственной системой управления, включающей в себя датчики:

  • Текущего уровня кузова машины над дорожным покрытием;
  • Ускорения транспортного средства;
  • Давления в системе;
  • Температуры компрессора.

Информация от них поступает в электронный блок управления, который ее обрабатывает в режиме реального времени и формирует сигналы, передающиеся на исполнительные устройства. Практически всегда блок управления пневматической подвеской находится в тесном взаимодействии с системой курсовой устойчивости и электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя. Что касается исполнительных устройств, то таковыми являются клапаны создания, поддержания и сброса давления, а также реле включения компрессора. 

Как работает пневмоподвеска?

кнопки управления пневмоподвеской

Кнопки управления пневмоподвеской

Функционирование пневматической подвески современного автомобиля основано на том, что в зависимости от дорожной ситуации и положения кузова авто относительно дороги в пневматических подушках изменяется давление. При его увеличении упругие элементы становятся жестче, а клиренс машины возрастает. Если давление падает, то происходит обратный процесс.

Обычно предусмотрено три режима работы пневмомподвесок:

  • Нормальный;
  • Повышенный;
  • Пониженный.

В нормальном режиме пневматические подвески функционируют тогда, когда транспортные средства следуют по ровным дорогам с твердым покрытием на скоростях, не превышающих 100 км/ч. Если передвижение происходит на низких скоростях, то клиренс повышается, причем это делается водителем вручную, с помощью установленного в кабине переключателя. Чаще всего этот режим используется при движении по бездорожью. При езде по дорогам с ровным твердым покрытием со скоростями, превышающими 100 км/ч, используется пониженный режим. Переключение в него также осуществляется водителем вручную.

Автоматическая корректировка осуществляется тогда, когда автомобиль проходит повороты. Производится она путем закачивания в соседние подушки большего количества воздуха для того, чтобы снизить боковые крены. После того, как поворот пройден, «лишний» воздух стравливается через клапаны. 

Разновидности пневмоподвесок

разновидности пневмоподвесок

Разновидности пневмоподвесок

В современных автомобилях используется три вида пневматических подвесок:

  • Одноконтурная;
  • Двухконтурная;
  • Четырехконтурная.

Одноконтурная пневматическая подвеска является, по сути дела, вспомогательной и устанавливается пикапы и небольшие грузовики совместно с основной. Она монтируется только на одну ось, причем чаще всего на заднюю для того, чтобы обеспечить возможность регулирования ее жесткости в зависимости от степени загруженности авто.

Двухконтурные пневматические подвески могут устанавливаться как на две оси автомобиля одновременно, так и на одну ось. Во втором случае автомобилист получает возможность регулировать положение колес самостоятельно.

Что касается четырехконтурных пневмоподвесок, то они являются наиболее сложными и включают в себя все те элементы, которые описаны выше. 

Читайте также: Что такое ШРУС в автомобиле.

Плюсы и минусы пневмоподвески

Главным плюсом пневмоподвески является очень высокая степень адаптивности. Она позволяет быстро, просто и точно настраивать такие параметры, как клиренс и жесткость.

Автомобили, на которых установлены пневматические подвески, обладают лучшей управляемостью. Особенно хорошо это проявляется при прохождении поворотов. Кроме того, пневмоподвеска обеспечивают водителю и пассажирам больший комфорт при поездках, поскольку они лучше, чем подвески традиционные, демпфируют горизонтальные колебания кузовов автомобилей, особенно при движении по дорогам с покрытием низкого качества и бездорожью.

Есть у пневматических подвесок и минусы. Основными из них являются сложность конструкции и высокая стоимость обслуживания. Кроме того, пневмоподвески достаточно чувствительны к воздействию низких температур, что особенно актуально в российских климатических условиях.

Похожие статьи

Как выбрать автомобильную пневмоподушку | Новости автомира

Пневмоподушки, которые сегодня активно используются в автопромышленности, появились еще в 1955 году. Вплоть до наших дней они редко становились одним из основных элементов подвески, однако сегодня об установке пневматической подвески задумываются многие автолюбители. Пневматическая подушка является основным элементом такой подвески. С ее помощью можно отрегулировать жесткость подвески и клиренс авто находясь прямо в салоне. Давайте же разберемся с тем, как работает такая подушка, в чем особенности регулируемой пневмоподвески (ESS) и с чего начинать выбор подушки, если водитель решил внести изменения в свой автомобиль.

Пневмоподушка

Задачи пневматической подвески

Как и обычная механическая подвеска, пневматическая нацелена на обеспечение максимально плавного хода транспортного средства без серьезной привязки к состоянию дороги, а также обеспечение оптимального клиренса. В механической подвеске это зависит от состояния пружин или же рессор, а вот в пневматической все зависит от подушки. Суть в том, что при наезде автомобиля с пневматической подвеской на невысокое препятствие подушка продавливается и в случае нужды давление в ней меняется. Сама подушка не может исправно работать без датчиков уровня, контроллера и компрессора.

В отличие от грузового транспорта, в легковушках пневмоподвеска может быть выполнена следующим образом:

  • Полная пневматика;
  • Пневмомеханика.

Во втором случае корпус авто поддерживается не только пневмоподушкой, но также пружиной / рессорой. В обоих случаях такая подвеска отличается мягкостью, относительно дешевизной и доступностью, широкими возможностями по регулировке клиренса. Минусов всего два:

  • Сложность конструкции. Хоть установка пневмоподвески стоит не так чтобы дорого, она привносит в конструкцию автомобиля множество дополнительных элементов, вследствие чего вся конструкция становится дороже и сложнее в ремонте;
  • Уязвимость к плохим дорогам. Особенно актуально для Украины, где лишь часть дорожного полотна не испещрена выбоинами и трещинами. Пневматическая подвеска здесь будет выходить чаще обычного, а ремонт стоит немалых денег.

Однако не будем спешить с выводами и разберемся с тем, как устроена пневмоподушка, как ее подбирают и какими еще достоинствами она может похвастать. Возможно, несмотря на очевидные недостатки многим автолюбители сочтут, что она станет отличной заменой уже привычной механике.

Устройство пневмоподвески

Положительные моменты в установке пневматической подвески

Теперь о приятном. Внеся изменения в автомобильную подвеску и поставив качественную пневмоподушку, владелец транспортного средства выигрывает в следующем:

  1. Езда станет намного комфортнее.
    Новая подвеска лучше гасит толчки и колебания;
  2. Серьезно уменьшится износ ходовой. Ресурс ходовой части легковых автомобилей имеет тенденцию к резкому сокращению при экстремальных нагрузках и превышении допустимой грузоподъемности (и без того весьма посредственной). Пневмоподвеска исключает вероятность «пробоя» и быстрому износу отдельных элементов ходовой;
  3. Улучшится управляемость. Как показывает практика, пневматическая подвеска гарантирует не только комфортную, но и более безопасную езду – водители отмечают, что модифицированные автомобили имеют намного более отзывчивое управление.

Дабы все эти достоинства проявлялись в полной мере, недостаточно купить хорошую подушку и попросить мастера внести изменения в подвеску авто. Есть несколько золотых правил, соблюдение которых дает хороший результат. А именно:

  1. Стоит устанавливать более высокую подушку (с большим числом «бубликов») – это гарантируют мягкость подвески;
  2. Дабы сделать мягкой саму подушку, к ней нужно подключать ресивер, причем как можно большего диаметра;
  3. Самыми мягкими являются подушки малого диаметра, а самыми жесткими – большого.

В случае правильного выбора подушки и установки подвеска будет мягкой или твердой, нагрузки в ней будут равномерно распределяться по осям авто, а давление воздуха будет правильно регулироваться компрессором. Еще до покупки стоит навести справки о хороших сервисах, где смогут установить подушку. Перед самой покупкой же надо понимать, на чем базируется выбор пневмоподушки. Давайте разберемся.

Виды пневматических подвесок

Сегодня пневмоподвеску считают одним из передовых решений в автопромышленности. Часто полностью пневматическая подвеска встречается в премиум-моделях автотранспорта, а дополнительные пневматические элементы – в более дешевых моделях. Вот какими элементами может быть дополнена классическая подвеска:

  • Пневмоотбойник. Иначе называется AirCell. По сути, это закрытая подушка, внутрь которой накачивается воздух. Аналог дополнительного листа в классической рессоре. Отбойник начинает работать лишь тогда, когда автомобиль сильно нагружен и подвеска начинает упираться в подушку. Не имеет функций регулировки. Как правило, встречается только в коммерческом транспорте, микроавтобусах, пикапах;
  • Пневмобаллоны, вспомогательные подушки. Полноценный упругий элемент, использующийся в качестве дополнения к классической пружинной или рессорной подвески. Баллон может устанавливаться внутрь пружины, а наружная подушка недалеко от пружины / рессоры. Имеет возможность регулировки. Самая продвинутая система регулировки – электронная, которая следит за состоянием подушек и автоматически поднимает или снижает давлением в них.

Элементы продвинутой пневмоподушки

В самом дорогом транспорте классическая подвеска не используется – ее полностью заменила пневматическая. Она работает только со специальными системами управления, которые входят в заводскую сборку. Полная пневмоподвеска гарантирует максимально комфортную и безопасную езду.

Подробнее о типах пневмоподушек

Подушки как основной элемент пневматической подвески автомобиля могут иметь два основных исполнения. Относительно недавно появилось и третье исполнение, однако специалисты подтверждают, что типов подушек два, а третий вариант является лишь ответвлением от уже существующего типа (к слову, именно этот вариант и является одним из самых популярных). Вот каких типов бывают пневмоподушки:

  • Балонные. Внешне подушка действительно напоминает баллон. Состоит из прорезиненной кордной ткани, внутреннего слоя, иначе называемого герметизирующим, и внешнего слоя. В некоторых случаях внутри подушки находится резиновый отбойник. Такой элемент подвески устойчив к воздействию масла, бензина, солнечных лучей, озона. Подушка может имет 1,2 или 3 секции;
  • Диафрагменные. С технической точки зрения лучше подходят к подвеске легковых автомобилей. Отличается от балонных подушек наличием поршня и резино-кордной оболочки, которая ограничивает объем.

Подвидом диафрагменных подушек являются «Сливы» (Sleeve, рукавный тип), которые имеют меньшие размеры. К примеру, в самых дорогих автомобилях марки Mercedes-Benz установлены именно такие подушки.

Основные неисправности пневматической подвеской

В авто с пневмоподвеской первыми выходят из строя подушки. Это и хорошо – в редких случаях страдают прочие элементы подвески. В среднем, подушка может отъездить до 100000 километров по идеально ровным дорогам. В случае отечественных дорог эту величину можно уменьшить хотя бы на треть, а то и на половину. Неисправности могут быть следующими:

  • Заметное снижение клиренса. Дело в том, что резиновое покрытие из-за наличия механических повреждений перестает герметично закрывать баллон. Проще говоря, воздух из подушки выходит, и поднять автомобиль не удается даже с заведенным мотором. Практически всегда автомобиль перекашивает на одну сторону, а за дефектной частью подвески будет слышен свист. Это сигнал к замене пневмоподушки;
  • Автомобиль «проседает» после ночной стоянки. Это не является неисправностью – ни один производитель не указывает точную скорость утечки воздуха, но все подтверждают, что эта утечка имеет место быть. Лишь когда автомобиль полностью «проседает» за ночь нужно ехать в сервис;
  • Начала некорректно работать система контроля горизонта (если автомобиль имеет полноценную пневмоподвеску). Такое бывает очень редко, но даже сверхнадежные датчики высоты кузова иногда выходят из строя. Если система перестала контролировать клиренс, нужно ехать в сервис.

Важнее всего контролировать состояние пневмоподушек. Именно они чаще всех остальных элементов подвески выходят из строя. И причин для этого много: сильные нагрузки, попадание песка, мелких камней, заводской брак, неправильная эксплуатация, сильный нагрев.

Как определяется нагрузка на пневматическую подушку

Начнем издалека. При расчете пневмоподушек инженеры пользуются несколькими формулами. Они несложные и при желании водитель может сам рассчитать величину площади рабочей поверхности, диаметра элемента и рабочее давление воздуха. Суть в том, что от максимальной нагрузки полностью зависит то, какую подушку в будущем водитель выберет. Финальным выражением в расчетах (их все мы приводить не будет, а лишь расскажем о результате) станет выражение диаметра пневмоподушки. Оно включает в себя:

  • Рабочее давление воздуха, измеряемое в кг/см2. У самых популярных подушек это 7 или 8 атмосфер;
  • Коэффициент 1,2, учитываемый при расчете эффективной площади сильфона;
  • Рабочую нагрузку. Именно этот параметр является основным – автолюбитель знает коэффициент 1,2 заранее, рабочее давление он также может легко узнать.

Основные элементы пневмоподвески

Итак, для определения нагрузки на пневмоподушку совсем не нужно взвешивать свой автомобиль. Те, кто выбирали покрышки, хорошо представляют себе, для чего нужно знать максимальную нагрузку. Для ее определения достаточно обратиться к ПТС и найти максимально разрешенную массу транспортного средства. Величину нужно разделить на 4, а результат увеличить на 20 или 25%. Однако нужно внести еще несколько правок исходя из этого:

  • Масса автомобиля вполне может быть больше той, что является максимально разрешенной;
  • В грузовых автомобилях при загрузке кузова наибольшую нагрузку испытывает задний мост;
  • В пневмомеханической подвеске часть нагрузки будет брать на себя пружина / рессора;
  • Нагрузка может быть распределена по колесам неравномерно.

Чтобы быть совершенно точным, придется измерить нагрузки на каждое колесо автомобиля. Так будет определено значение статической нагрузки. Динамическая же нагрузка будет больше статической. С учетом всего вышесказанного, можно снова провести расчет и определиться с параметрами нужной пневмоподушки.

Выбор пневмоподушки

С заменой подушки справиться вручную вполне возможно и без привлечения к работе специалиста, однако этот вариант нежелателен. Работа не самая простая и гарантировать качество ее выполнения сможет только мастер. С чем автолюбитель точно справится, так это с выбором новой детали. Поиск можно вести следующим образом:

  • По VIN-коду. Сегодня пневмоподушки встречаются в некоторых автомобилях и являются частью премиум-комплектации. Ведя поиски по коду транспортного средства можно с легкостью найти именно ту запчасть, которая совместима с подвеской автомобиля;
  • По данным транспорта. Речь идет о марка, модели, а также годах производства и комплектации. Сегодня так ищут запчасти в интернет-каталогах даже без помощи кодов запчастей;
  • По данным пневмоподушки. Нужно вычислить максимально допустимую нагрузку, диаметр подушки, а также величину хода баллона. Последняя должна быть никак не меньше хода имеющегося амортизатора. Также подушку нужно подбирать под конкретную модель автомобиля.

Устройство пневмоподушки

В целом, выбор не представляет особой сложности. Важно учесть совместимость детали с автомобилем – наружная пневмоподушка не должна быть слишком высокой, а внутренняя, она же пневмобаллон, должна четко входить внутрь пружины механической подвески.

Экскурс по брендам

Производителей элементов пневматической подвески можно пересчитать по пальцам. Мы приведем в пример лишь самых известных и проверенных, занимающих свою нишу на рынке уже не первый год. Они же предлагают несколько решений по системам управления пневмоподвеской. Обращайте внимание на продукцию следующих фирм:

  • Airlfit (США) – предлагает качественные, но весьма дорогие детали. Серьезным плюсом фирмы является то, что она ориентируется на тех автовладельцев, которые только задумываются о внесении изменений в подвеску своего транспорта. Система Airflit1000 включает в себя все необходимое: крепления, пневмобаллоны, шланги, а также вывод для ниппеля. Похожих систем в сборе несколько;
  • Firestone (США) – еще одна американская фирма, специализирующаяся на пневматической подвеске. Как и Airflit, горячо любима рядовыми владельцами авто и любителями тюнинга;
  • Slam Specialist (США) – предлагает множество решений по автомобильной подвеске. Представители линейки пневмоподушек SS- чаще неоригинальных подушек других производителей встречаются на легковых автомобилях;
  • Contitech (Германия) – известный производитель резинотехнических изделий. В каталогах немецкой фирмы можно найти несколько позиций по пневмоподушкам. В своей ценовой категории они являются одними из лучших.

Пневмоподушка Nissan Navara

Хорошую продукцию также можно найти под именами брендов BPW (Германия), Bronkato S.P.A. (Италия), Blacktech (Турция), Templin (Германия). Внимательный автолюбитель при подборе пневмоподушки может найти немало выгодных предложений от малоизвестных фирм, которые все же лучше проигнорировать. Покупать можно только самые качественные подушки, которые по совместительству являются и самыми дорогими – они прослужат на порядок дольше более дешевых аналогов и гарантируют максимальный комфорт и безопасность при езде.

Вывод

При правильном выборе запчастей теоритически можно модифицировать подвеску любого автомобиля пневматикой. Такое улучшение оценят даже самые притязательные водители. Серьезным недостатком пневмоподвески является то, что она является довольно сложной в ремонте конструкцией. Однако стоимость даже простых пневмобаллонов полностью оправдана. Только представьте: попав в глубокий снег, можно опустить максимально опустить кузов автомобиля, примять снег, поднять его обратно и спокойно выехать из ловушки. Правда, иногда этот трюк не срабатывает, но он уже является доказательством того, что пневматическая подвеска является намного более функциональной и гибкой, нежели обычная механическая. В отличие от гидроподвески, пневматика проста и недорога в установке.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?

Пневматическая подвеска в легковом автомобиле давно уже не экзотика, и уж тем более не редкость на грузовом транспорте — ее применяют уже более 50 лет. Но тем не менее еще не все вершины покорены. Новые технологии дают возможность применить в автомобилях идеи, которые ждали внедрения с 70-х годов прошлого века.

В самом начале XX столетия американец Уильям У. Хамфрис запатентовал одну из первых весьма примитивных реализаций пневматической подвески для телег и машин.

 

Пневматические подвески получили некоторое распространение в межвоенный период на крупном дорожном и железнодорожном транспорте, но для легковых машин оставались слишком сложными и тяжелыми.

Как это часто бывало в истории техники, Вторая мировая война сильно повлияла на развитие технологии. Пневматические пружины массово использовали в тяжелой авиации для шасси и пытались применить для тяжелых гусеничных машин. Наработки этого периода дали плоды сразу после окончания войны. Уже в 1946 году Уильям Башнелл представил свой прототип новой версии минивэна Stout Scarab с пневмоподвеской и пластиковым кузовом.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?

Первый легковой прототип на пневмоподвеске — минивэн Stout Scarab 1946 года

А уже в 1955-му гидропневматическая подвеска применялась на серийном Citroen DS. Очень важно отметить тот факт, что конструкция гидропневматики обеспечивала раздельное регулирование жесткости и уровня подвески, а также подтверждала высочайшую комфортность пневматических пружин для легкового автомобиля.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?

Первый серийный легковой автомобиль с пневмоподвеской — Citroen DS 1955 года

В 1957 году пневмоподвеска «в чистом виде» была применена корпорацией GM на Cadillac Eldorado Brougham, а как опция стала доступна и для других машин этой марки. В Европе пневмоподвеска классической конструкции на серийной машине впервые появилась у забытой нынче, но популярной в прошлом премиальной марки Borgward, на модели P100, в 1960 году. А в 1962-м эстафету подхватил Mercedes на машинах в кузове W112. Дальше перечислять бесполезно, но пневматика нашла свое место и в грузовом автотранспорте, и в автобусах, где пригодилась ее адаптивность по нагрузке. В легковых автомобилях она чаще всего применяется на автомобилях премиум-класса и внедорожниках — для повышения комфорта и управления клиренсом.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей? 

Обширная практическая база и теория к этому моменту позволяли однозначно утверждать, что пневматические пружины обеспечивают намного более высокий уровень комфорта, чем любые варианты обычных неактивных подвесок. За счет работы дросселирующей системы пневмобаллон гасит часть колебаний, выступая, таким образом, амортизатором. К тому же типичная упругая характеристика пневмопружины сильно отличается от простой механической системы: так, на частотных характеристиках подвески с пневматикой почти не сказывается рост неподресоренных масс, а высокочастотные вибрации через пневматику не передаются вовсе. К тому же возможна обратная связь и жесткий контроль уровня кузова, что улучшает работу подвески и возможность изменения клиренса. Более сложные системы с несколькими пневмопружинами переменной упругости и системы с регулируемым диаметром дросселя между пневмосистемой и баллоном в машинах применить не удавалось, но на железнодорожном транспорте их испытывали и применяли.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?

Новый этап в истории «пневматики» начался с внедрением в автомобили электронных систем контроля шасси. Появление электрорегулируемых стоек TEMS совместно с пневмопружинами на Toyota в 1986-м и ECAS — полноценной системы автоматической регулировки пневматики шасси — на Range Rover в 1993 году продемонстрировало дополнительные возможности таких систем.

Неудивительно, что в 1998-м на флагманском Mercedes W220 эти возможности регулировки объединили, и на серийной машине впервые появилась полностью адаптивная подвеска AIRMATIC, регулирующая как работу амортизаторов, так и уровень кузова, и жесткость каждого пневмобаллона индивидуально, в зависимости от дорожной обстановки.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей? 

Следующим шагом на пути улучшения характеристик пневматической подвески стала возможность «развязать» ранее связанные параметры упругости и высоты подвески. Для этого потребовалось внедрить двух- и трехкамерные пневмобаллоны, имеющие один объем, для изменения высоты подвески, и еще несколько — для изменения упругости и частотных характеристик. В 2016 году первые серийные машины с этой системой под названием Air Body Control представил Mercedes, но сейчас применением подобных систем могут похвастаться уже машины почти всех премиальных европейских марок.

В чем преимущество такой подвески? Опыт применения многоуровневой амортизации на железнодорожном транспорте и грузовых автомобилях убедительно доказал, что это позволяет сохранить комфорт подвески при ограничении ее хода, улучшить виброакустические характеристики и уменьшить металлоемкость.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей? 

В легковом автомобиле невозможно внедрить громоздкий направляющий аппарат для многоуровневого рессорного подвешивания. Реализованные на гоночных машинах составные пружины и пружины с большим переменным шагом имеют лучшие характеристики, но требуемых параметров по комфорту с ними достичь невозможно.

Многокамерный пневмобаллон и амортизатор с изменяемыми характеристиками вполне успешно решают эту задачу, используя сравнительно простой направляющий аппарат обычной подвески.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей? 

Для автомобиля возможность раздельно регулировать жесткость и высоту подвески позволяет сохранять сцепление колес с дорогой на еще более высоком уровне при любом типе покрытия, безболезненно управлять высотой подвески на ходу, не ухудшая при этом комфорта и не увеличивая нагрузку на амортизаторы.

 

Электронно-управляемый амортизатор сам по себе уже позволяет сильно менять характеристики подвески, а в сочетании с возможностями упругого элемента  возможности системы  многократно возрастают. Линейная характеристика такой подвески настраивается в очень широком диапазоне.

 

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?

Более тонкая подстройка частотных характеристик подвески расширяет возможности настройки управляемости и комфорта. А достигается это всего лишь небольшим усложнением конструкции. Лишняя камера и ее арматура внедряются почти безболезненно, заметно усложняется блок управления (он же — блок клапанов), а число каналов регулирования системы увеличивается соразмерно числу камер. Зато кратно возрастает сложность настройки системы. Впрочем, настолько же в теории увеличиваются и возможности. Неудивительно, что если «простая» пневмоподвеска уже применяется на машинах от D-класса включительно и вовсю устанавливается энтузиастами вообще на любые транспортные средства, то многокамерные подвески пока принадлежность топовых исполнений самых дорогих авто.

Каков итог?

К сожалению, большие возможности не всегда означают высокие характеристики. Повышение возможностей настройки подвески у многокамерных пневмостоек на практике сдерживается не самыми удачными настройками систем для обычного ежедневного применения. И пусть такие машины лучше проходят трассу «Нюрбургринг», многие уважаемые автомобильные издания отмечают, что с обычными пружинными подвесками или с обычной пневматикой машины имеют более цельный характер и лучше настроены, при этом не всегда отличаются худшим комфортом. Возможно, именно по этой причине как минимум компания BMW отказывается от применения новейшей технологии и заявляет, что многокамерные пневмостойки ей не нужны, а на новой 5 Series производитель полностью отказался от применения пневмоподвески. Впрочем, со временем все может измениться.

Что такое пневматическая подвеска автомобиля и зачем её устанавливать

Пневматическая подвеска стала нормой жизни для хот-рода. Мы расскажем Вам все, что нужно знать о пневмоподвеске.

Пневматическая подвеска для хот-рода

С недавних пор в хот-родах применяется принципиально новый вид подвески: на смену привычным металлическим амортизаторам пришли пневматические системы с автоматической электронной регулировкой уровня кузова автомобиля относительно дорожного полотна и сверхточными воздушными компрессорами.

Пневматическая подвеска в сочетании с огромными колесами и шинами стала нормой в автомобильной индустрии и используется как для улучшения общих показателей автомобиля, его грузоподъемности, реализации возможности динамического изменения клиренса, так и просто для улучшения внешнего вида транспортного средства.

Преимущества и недостатки пневмоподвески

Сотрудники издательства HOT ROD решили досконально разобраться с устройством подвески данного типа, ее плюсами и минусами, и пообщались с такими ведущими специалистами в данной области, как Брет Воэлкель из Air Ride Technologies и Сан Солорзано из Total Cost Involved (TCI). Эти выдающиеся специалисты являются одними из лидеров в области применения пневматической подвески на хот-родах. В данной статье они расскажут читателям, как подобрать и установить свою первую пневматическую подвеску на хот-род.

В настоящее время наиболее часто используются встроенные пневматические амортизаторы с электронным управлением, например, в системе LevelPro от Air Ride Technologies используются датчики клиренса и давления воздуха для быстрой установки высоты кузова автомобиля относительно дорожного полотна в соответствии с пользовательскими установками.

Именно такая система установлена на шасси Корвета 53-62 годов Арта Мориссона, фотографии которого выложены в данной статье в качестве наглядного материала.

Что такое пневматическая подвеска

В пневматической подвеске вместо обычных амортизаторов используются пневматические элементы, аналогичные тем, которые устанавливаются на 18-колесных фурах. Наиболее просто модифицировать стандартную пружинную подвеску – вместо заводских стоек устанавливаются пневматические баллоны, которые крепятся на штатные посадочные места с помощью болтов и кронштейнов, приобретаемых у производителей автозапчастей.

Пневмоподвеска получила достаточно широкое распространение, поэтому пионеры индустрии, такие как Air Ride Technologies, TCI, Air Lift и прочие, выпустили широкий ассортимент крепежных наборов для наиболее распространенных автомобилей и грузовиков. Существуют даже комплекты для установки на транспортные средства с рессорными или торсионными подвесками.

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.

Регулировка пружинной подвески для получения оптимальной посадки автомобиля не всегда завершается успехом.

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.

Пневмобаллон с прогрессивной жёсткостью

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.

Комфорт и мягкость пневмоподвески

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.

Преимущества пневмоподвески

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.

Пневмоподвеска - дополнение к рессорной подвеске

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.

Конструкция пневматического баллона

На сегодняшний день основным производителем пневматических баллонов является компания Firestone, которая является пионером среди производителей пневмобаллонов для больших грузовиков. Существует 3 основных разновидности пневматических баллонов: двойные (double-convoluted), конические (tapered-sleeve) и роликовые (rolling-sleeve).

Двойные пневматические баллоны выглядят как большой двойной чизбургер (российская адаптация — «бублик»), обладают наилучшими нагрузочными и прогрессивными характеристиками, и имеют короткий ход.

Баллоны данного типа чаще всего используются в передней подвеске, где амортизатор располагается в непосредственной близости к точке нагрузки, и позволяют максимально справиться с повышенными нагрузками в ущерб качеству хода транспортного средства.

Конические и роликовые пневматические баллоны меньше в диаметре, однако имеют больший ход и более линейную характеристику сжатия – они лучше всего подходят для использования в задней подвеске, поскольку именно к ней предъявляются сниженные требования по нагрузкам и повышенные требования к обеспечению комфортной езды.

Электронный блок управления пневмоподвеской

Компрессоры

Вполне очевидно, что пневматический амортизатор может быть приподнят внешним источником воздуха, например, пневматическим компрессором. Однако такое решение сразу отсекает одно из главных положительных качеств пневмоподвески: возможность ее регулировки в зависимости от условий дорожного полотна, загрузки транспортного средства и прочее.

В таком случае Вам бы пришлось подсоединять компрессор каждый раз, когда Вы нагружали бы транспортное средство дополнительным весом – пассажирами, бензином, грузами.

Поскольку преимущества возможности регулирования подвески очевидны, наиболее правильным решением является использование источника воздуха прямо на транспортном средстве. Пневматические амортизаторы имеют малый объем, вследствие чего их точная регулировка внешним источником воздуха для максимального соответствия текущим условиям практически невозможна.

Передняя пневматическая подвеска

Встроенная пневмосистема состоит из минимум одного компрессора, накопительной емкости (ресивера) и некой системы управления. Наиболее эффективным с точки зрения себестоимости и в то же время простым решением, позволяющим добиться достойных параметров, является использование одного компрессора с накопительной емкостью объемом 2 галлона.

С другой стороны, если Вы хотите, чтобы автомобиль поднимался или опускался всего за пару секунд, необходимо установить пару компрессоров мощностью 150 psi (фунтов на кв. дюйм) и 2 или более 5-галонных емкостей, огромные промышленные пневмоклапаны и 31/44-дюймовые пневмолинии.

Тем не менее, такая производительная установка может значительно затруднить точную подстройку подвески аналогично случаю с внешним компрессором: в случае быстродействующей системы каждое нажатие кнопки приводит к резкому изменению давления на 20 psi.

Пневмолинии

В большинстве комплектов используются коммерческие, сертифицированные пластиковые пневмолинии, разработанные для больших грузовых автомобилей. Эти пневмолинии позволяют легко соединить компрессоры с пневматическими амортизаторами. Диапазон давлений в системе обычно составляет от 75 до 150 psi – эти значения являются нормальными для эффективной работы данных пневмолиний.

Пневмостойка Макферсона

Стойка Макферсона? Не проблема. Компания Air Ride Technologies выпускает для большинства современных популярных автомобилей систему AirStruts, которая полностью заменяет заводские стойки. Данные комплекты имеют щелевые крепежные отверстия и эксцентрики, благодаря которым отпадает необходимость установки специальных пластин, требуемых для регулировки положения колеса при малом клиренсе.

В качестве нестандартного решения Вы можете установить стальную жесткую линию, как в тормозной или топливной системе, используя стандартные конусные гайки и переходники. Для подключения пневматических элементов необходимо использовать гибкие шланги – конструкция пневмолиний в данном случае по сути аналогична конструкции гидравлической линии тормозной системы.

Кроме того, по аналогии с тормозной системой, предпочтительно использовать шланги из нержавеющей стали вместо резиновых трубок.

Передняя подвеска

В пневматической подвеске первого поколения использовалась система смещения амортизатора, поскольку в середине пневматического баллона не предусмотрена полая область для монтажа стокового амортизатора, который обычно размещается по центру пружины.

Комплекты, разработанные для монтажа обычных пневматических баллонов, оснащаются специальными кронштейнами для смещения амортизаторов и, при необходимости, новыми опорами. Это простое и доступное решение. Однако в некоторых случаях могут возникнуть проблемы с установкой колесных дисков, особенно при нынешней моде на огромные колеса на небольших автомобилях.

По мере развития пневмоподвесок, были разработаны более дорогие пневматические системы на основе комплексных систем с регулируемыми амортизаторами. Конструктивно данное решение отличается тем, что вместо регулируемого амортизатора устанавливается воздушный элемент (пневмоэлемент).

Подобные комплекты являются более дорогими, однако проще монтируются, лучше выглядят и позволяют легко регулировать просвет между кузовом и колесами.

Система управления пневмоподвеской автомобиля

С другой стороны, в зависимости от шасси, на которое устанавливается пневмоподвеска, применение сдвоенной пневмосистемы может привести к ухудшению общих характеристик по сравнению с системой, когда пневмобаллон и амортизатор устанавливаются раздельно.

Передняя пневмоподвеска

Как правило, для большинства автомобилей применение четырех верхних рычагов предпочтительнее реализации независимой подвески. Конструктивно установка любой подвески на шасси является типичной, будь то пневматический баллон, система ShockWave (баллон со встроенным амортизатором) или обычная металлическая пружина. Пневматическая подвеска легко регулируется в широком диапазоне значений в зависимости от веса транспортного средства – необходимо просто нагнать давление с помощью компрессора или стравить его.

Например, уменьшенный просвет между аркой и колесом может потребовать большей жесткости, чтобы колесо не цеплялось при движении на установленном клиренсе.

Таким образом, если для водителя предпочтительной характеристикой является качество движения, рекомендуется устанавливать раздельную подушку и амортизатор.

Задняя подвеска

Если автомобиль уже оснащен пружинными амортизаторами, установка пневмоподвески не отнимет много сил и времени. Баллоны легко ставятся на стоковые опоры, однако иногда требуется определенная модификация (обычно все необходимые конструктивные элементы идут в комплекте).

Также возможна установка пневмобаллона со встроенным амортизатором, однако такое решение может потребовать значительных изменений в конструкции подвески автомобиля.

Пневматические баллоны

Для автомобилей с рессорами существует 2 варианта установки пневмоподвески. Наиболее простым решением является демонтаж нескольких пластин с каждой рессоры и установка пневмобаллона между рессорой и кузовом автомобиля.

Рессоры нельзя полностью демонтировать, поскольку они необходимы для поддержания задней оси, однако основная динамическая нагрузка теперь ложится на пневматические элементы.

На старых автомобилях с изношенными рессорами рекомендуется (если позволяют денежные средства) полностью их демонтировать и установить четырехточечную подвеску. Основные производители предлагают готовые наборы пневмоподвесок для установки на наиболее популярные модели автомобилей с рессорами, которые монтируются на болтовые соединения с минимальными сварочными работами для крепления оси.

Для гоночных автомобилей и нестандартных решений существуют универсальные комплекты, требующие большого объема сварочных работ.

В зависимости от физических ограничений, связанных с конструкцией шасси и требованиями к клиренсу, верхние рычаги четырехточечных систем могут быть треугольными либо быть ориентированы параллельно нижним связям.

В общем случае, параллельные рычаги отлично подходят для установки на грузовые автомобили, а треугольные – для легковых автомобилей. Для некоторых шасси производители выпускают оба вида рычагов. Если у Вас есть возможность выбирать, то для повседневных автомобилей рекомендуется устанавливать треугольные рычаги, а для драг-рейсинга или гоночных автомобилей – параллельные.

Задняя пневмоподвеска

Несмотря на то что пневмобаллоны со встроенными амортизаторами дороже, их монтаж требует значительно меньших затрат. Например, существуют комплекты для Chevy II 62-67 годов, которые просто устанавливаются на стандартное место для заводских пружинных амортизаторов. Данный люксовый комплект также оснащается наконечниками Fat Man и реечной рулевой. Обратите внимание, что при поднятой подвеске для нормальной езды пластины пневмоэлемента параллельны кронштейнам амортизаторов. Смещение пружины в сторону шаровой опоры значительно повышает ее жесткость.

Двухконтурная или четырехконтурная пневмосистема

Когда пневматическая подвеска стала впервые применяться в середине 90-х на хот-родах, для нагнетания или спуска давления использовалась двухконтурная система управления. Другими словами, оба пневматических баллона на оси были связаны друг с другом.

Двухконтурная

Данное решение было очень простым и требовало установки только одного клапана на каждую ось, однако имело существенный недостаток – во время поворотов внешний (наиболее загруженный) пневматический баллон перекачивал воздух во внутренний (ненагруженный) баллон, что приводило к увеличению крена автомобиля. Данную проблему можно устранить на легком автомобиле – необходимо установить жесткие стабилизаторы.

Четырехконтурная

В наши дни получила распространение четырехконтурная система с независимым управлением каждым пневматическим элементом. Несмотря на то что для реализации подобной системы необходимо установить на каждый пневматический баллон по клапану, она решает все проблемы с передачей сжатого воздуха.

Кроме того, данная система позволяет точно контролировать клиренс транспортного средства при изменении веса и выравнивать кузов относительно дорожного полотна. Четырехконтурная система – нечто вроде системы компенсации веса на автомобилях для трековых гонок.

Установка пневматической подвески

Установка пневматической подвески обычно достаточно проста – элементы новой подвески крепятся болтами, а может требовать значительной модификации конструкции шасси. Компания TCI является известным производителем приспособлений для шасси для хот-родов и предлагает модифицированный элемент шасси для Chevy II 62-67 годов. Для установки требуемой монтажной высоты используются специальные прокладки (можно увидеть на фото), поставляемые производителем.

Системы управления

В качестве бюджетного варианта покупателям доступны двухконтурные и четырехконтурные системы с ручным управлением. В подобных системах обычно используются пневматические клапаны с манометром на панели.

Более сложным вариантом, позволяющим получить плавное изменение клиренса, является использование электромагнитных клапанов с электронным управлением. За последние 3-4 года на рынке появилось множество систем электронного контроля клиренса, позволяющих автоматически регулировать высоту посадки транспортного средства во время движения.

Электронная система обычно состоит из компьютера и набора различных датчиков, на основе показаний которых управляются электромагнитные клапаны. В настоящее время распространены два вида электронных систем управления: система управления, измеряющая давление в пневмоподвеске, и система управления, контролирующая клиренс во время движения.

Конструкция и устройство пневмоподвески

Система управления, измеряющая давление

В данной системе необходимое положение пневматического элемента устанавливается на основе данных о давлении в пневмосистеме, которые сигнализируют (теоретически) о текущем положении пневматического баллона и, соответственно, о клиренсе транспортного средства (тоже теоретически). Очевидно, что в данной цепочке происходит слишком много интерпретаций данных и слишком много допущений.

Несмотря на то что данная система может прекрасно работать на транспортном средстве, которое редко перевозит грузы и прекрасно отбалансировано, для большинства транспортных средств она не годится, поскольку при увеличении веса транспортного средства (например, при перевозке груза или пассажиров), все заложенные параметры, которые интерпретируются в высоту посадки автомобиля, оказываются ошибочными.

Существует множество причин изменения веса транспортного средства: посадка и высадка пассажиров, перевозка грузов, количество топлива в топливном баке, крен автомобиля при парковке на неровной дороге и даже индивидуальные особенности пневмосистемы.

Все вышеперечисленное, в конечном счете, может привести к установке неправильного клиренса транспортного средства, не отвечающего текущим дорожным условиям.

Система Strong Arms от Air Ride Technologies

Некоторым автомобилям необходимо увеличить дорожный просвет для установки пневматической системы. Система Strong Arms от Air Ride Technologies обеспечивает соответствующее крепление и позволяет немного увеличить угол продольного наклона оси поворота колеса. В некоторых случаях возможно добавлением верхней тяги для увеличения отрицательного развала колес, предотвращающего ограничение хода шаровой в случае установки более длинного поворотного кулака.

Активные системы управления, измеряющие давление, могут неправильно реагировать в затяжном плавном повороте (например, при проезде через транспортную развязку или при любом динамическом маневре, увеличивающем нагрузку на одну сторону автомобиля в течение длительного времени).

В данных условиях активная система управления, измеряющая давление, пытается стравить давление с внешней (загруженной) стороны и увеличить давление с внутренней (незагруженной) стороны, увеличивая раскачивание кузова, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на управляемости транспортного средства. По сути, происходит та же ситуация, что и в старых двухконтурных системах.

Система управления, контролирующая клиренс

В данной системе используются отдельные датчики, которые измеряют фактическое положение подвески транспортного средства. Такое решение позволяет избавиться от ряда допущений, используемых в системах, измеряющих давление, поскольку система управления получает точные данные о реакции положения кузова на изменение давления в пневматических элементах и может точно определить клиренс.

Тем не менее, в данных системах тоже есть недостаток, известный под названием «перекрестная нагрузка». Данное явление наблюдается в случае, если при обеспечении клиренса в различных пневматических баллонах нагнетается абсолютно разное давление.

В обычных условиях, давление в различных пневмобаллонах должно отличаться не более чем на 20 процентов. Однако бывают ситуации, когда система управления, контролирующая клиренс, ошибочно увеличивает давление в двух диагональных пневмобаллонах и одновременно стравливает его в двух других.

Таким образом, система выравнивает кузов, однако управляемость транспортного средства при этом значительно снижается.

Комбинированные системы

Для устранения вышеперечисленных проблем были разработаны комбинированные системы, объединяющие преимущества рассмотренных ранее систем. При такой реализации каждая из систем используется для проверки показаний друг друга.

Одним из примеров такой системы является новая LevelPro от Air Ride Technologies. Если Вы хотите поэтапно вкладывать деньги в пневмоподвеску, наиболее разумно сначала установить систему управления, измеряющую давление, а потом добавить в нее датчики системы управления, контролирующей клиренс.

Система LevelPro позволяет запрограммировать 3 различные программы: низкая посадка, нормальная посадка (для туризма и гонок) и высокая посадка (для преодоления препятствий, например лежачих полицейских). Просто нажмите кнопку, и автомобиль поднимется или опустится до запрограммированного уровня.

Данные предустановки не мешают регулировать клиренс в зависимости от количества топлива в баке, числа пассажиров или загрузки автомобиля.

Ассортимент комплектов Air Ride Technologies

Air Ride Technologies предлагает широкий ассортимент комплектов, крепящихся болтами, для различных моделей легковых и грузовых автомобилей. Изображенный комплект (PN ABAR20400) подходит для полноразмерного Ford Galaxie 60-64 годов. Существуют даже передние и задние комплекты для Chrysler.

Модифицированные системы

Существуют готовые комплекты пневматических подвесок для серийных классических мощных автомобилей, мощных заводских хот-родов, грузовиков и внедорожников. Рекомендуется устанавливать именно такие комплекты, а не разрабатывать подвеску с нуля, поскольку они правильно спроектированы и тщательно протестированы.

В данных системах уже решены все вопросы касательно высоты устанавливаемого пневматического баллона, модификации шаровой опоры, углов приводной оси, клиренса относительно дорожного полотна, просвета между аркой и колесом и других параметров, учитываемых при проектировании безопасной и функциональной системы.

Для менее популярных транспортных средств, для которых нет готовых комплектов, особые энтузиасты хот-родов вполне могут самостоятельно спроектировать рабочую пневматическую подвеску. На самом деле проектирование пневмоподвески принципиально не отличается от проектирования обычной подвески, просто традиционные металлические амортизаторы заменяются пневматическими элементами.

Проектировать пневмоподвеску в некоторой степени проще, поскольку пневмобаллоны имеют больший рабочий диапазон и лучшие нагрузочные характеристики по сравнению с обычными амортизаторами.

Пневмобаллон

Принимая во внимание различные конструкции воздушных баллонов и различные конфигурации системы, которые были описаны выше, при разработке необходимо учесть возможный вес транспортного средства и возможный ход подвески.

Очевидно, что пикап, буксирующий 48-футовый трейлер, требует больших пневматических баллонов, чем задняя подвеска Мустанга 69 года. Специалисты по пневмоподвеске могут дать приблизительные рекомендации по заданным характеристикам транспортного средства, необходимой минимальной и максимальной посадке и скорости изменения клиренса.

Одинаковые пневматические элементы и амортизаторы могут дать абсолютно разные результаты, даже если они устанавливаются на транспортные средства с идентичным весом и одинаковыми параметрами клиренса.

Как упоминалось ранее, расположение пружинной опоры в передней подвеске теоретически может значительно увеличить коэффициент сжатия.

Увеличение расстояния между точкой крепления и осью поворота тяги (передвижение точки крепления ближе к шаровой опоре) может привести к увеличению коэффициента сжатия подвески. Кроме того, увеличение угла амортизатора также требует более высокого коэффициента для поддержания заданного клиренса при движении.

Пневморесиверы

Существуют ресиверы (резервуары для воздуха) различной емкости. Основным преимуществом ресиверов большего объема является сокращение времени увеличения клиренса. Большинство владельцев хот-родов используют один ресивер емкостью от 2 до 5 галлонов. Ярые фанаты хот-родов, желающие значительно увеличить скорость увеличения клиренса, могут использовать большие емкости или установить несколько ресиверов и компрессоров, соответствующих установленным пневмолиниям.

После того как Вы выберете пневматические баллоны, их необходимо установить на транспортное средство. Не существует универсальных рекомендаций по выбору оптимального клиренса для достижения максимальной производительности.

Высота подвески (характеристики можно получить у производителя) должна соответствовать предполагаемым требованиям по клиренсу, после чего можно определиться с особенностями ее монтажа. Монтажная точка должна обеспечивать достаточный ход подвески, достаточный просвет между колесом и аркой, клиренс и правильные углы привода.

Слишком маленький просвет между пневматическим элементом и другими конструктивными элементами может привести к их быстрому износу.

Производители комплектов пневматических подвесок предлагают широкий ассортимент универсальных кронштейнов. Такие комплекты, как ShockWaves от Air Ride Technologies монтируются аналогично регулируемым амортизаторам, что значительно упрощает их установку по сравнению с раздельным монтажом пневмобаллона и амортизатора.

Подключение блока электромагнитных клапанов BigRed

Необходимо смоделировать условия езды транспортного средства по шоссе. В данном случае клиренс должен составлять минимум 411/42 дюйма, ход подвески должен быть минимум 3 дюйма на сжатие и 2 дюйма на отбой. Убедитесь, что концевые пластины пневматических амортизаторов выровнены и параллельны при установке нормального клиренса.

Двойной пневматический баллон

Двойные пневматические баллоны Firestone не требуют установки отбойников, предотвращающих их повреждение, однако в Вашей системе могут потребоваться отбойники для безопасного клиренса при максимальном стравливании давления. При использовании конических и роликовых пневмобаллонов необходимо устанавливать отбойники и ограничители, предотвращающие возникновение экстремальных режимов работы.

На последнем этапе необходимо установить клиренс, соответствующий нормальному движению автомобиля, учитывая, что его изменение в сторону увеличения или уменьшения должно осуществляться плавно.

Блок электромагнитных клапанов BigRed

Блок электромагнитных клапанов BigRed от Air Ride Technologies значительно упрощает монтаж компрессорной установки и пневматических линий. Данный блок разработан специально для применения в системах пневматической подвески – его герметичные электромагнитные клапаны обеспечивают надежность и производительность системы. Клапаны имеют большую емкость и разработаны специально для быстродействующих пневматических систем.

Регулировка подвески

Амортизаторы и стабилизаторы подвески имеют важное значение не только для стандартной подвески, но и для пневматической. Независимо от конструкции главной задачей подвески является поддержание веса транспортного средства на определенной высоте. Амортизаторы отвечают за раскачивание подвески. Стабилизаторы подвески используются для предотвращения крена кузова при изменении параметров подвески и поворотах.

Эксперты по пневматической подвеске рекомендуют использовать максимально мягкие пружины, уделяя особое внимание правильности выбора амортизаторов и стабилизаторов для контроля крена и раскачивания кузова. Такая реализация позволяет добиться максимально комфортной езды (ради чего и устанавливается пневмоподвеска) без ухудшения управляемости при поворотах.

Регулировка стандартной подвески в соответствии с загрузкой транспортного средства, дорожных условий, стиля вождения и предпочтений водителя занимает длительное время. Установив пневматическую подвеску, Вы сразу оцените ее преимущества – настройка подвески выполняется всего лишь нажатием кнопки и поворотом ручки управления.

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 системой

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.

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

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

Характеристика

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

Конструкция

Пневмоподвеска автомобиля состоит из нескольких конструктивных деталей:

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

Пневмобаллоны

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

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

Компрессор пневмоподвески

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

Ресивер

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

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

Система управления

Она включает в себя набор разных датчиков:

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

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

Что касается исполнительных устройств, к ним относятся:

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

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

Принцип работы

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

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

Современная пневмоподвеска имеет три режима управления:

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

В первом случае изменение клиренса происходит в нескольких уровнях:

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

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

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

Преимущества

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

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

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

Недостатки

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

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

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

принцип работы, устройство, плюсы и минусы, отзывы владельцев. Комплект пневмоподвески для автомобиля

Последние модели автомобилей среднего класса практически все без исключения оснащаются пневматической подвеской. Во всяком случае, такая возможность предлагается опционально у крупных производителей. Также и машины, конструкция которых изначально не ориентировалась на интеграцию подобных систем, нередко обеспечиваются пневматикой. У нее есть немало преимуществ, поэтому опытные автолюбители при наличии возможности такого рестайлинга не советуют от него отказываться. С большей долей вероятности уже в ближайшие годы доминирующим механизмом ходовой несущей части будет именно пневмоподвеска. Принцип работы этого механизма довольно сложен, что обуславливается сопряжением разноплановых систем. Достаточно сказать, что взаимодействовать приходится традиционным компрессорным установкам с типовой автомобильной механикой. Этим отчасти обуславливаются и недостатки подобных механизмов. Впрочем, его стоит рассмотреть подробнее.

пневмоподвеска принцип работы

Устройство подвески

Система формируется целой группой компонентов, которые в итоге обеспечивают подвесочный функционал. Механическую основу составляют исполнительные механизмы подвески, благодаря которым возможна регулировка и поддержка клиренса. Одним из ключевых элементов является компрессор, подающий воздушную смесь в ресивер – так называемый пневмобаллон. К слову, наиболее современными ресиверами рукавного типа оснащается пневмоподвеска «Мерседес», у которой, впрочем, есть существенный недостаток. Поверхность баллона несмотря на присутствие защитных оболочек может накапливать песок, трение которого в долгосрочной перспективе изнашивает металлические стены, приводя к необходимости замены. С другой стороны, этот момент наступает лишь через несколько лет, поэтому обновление может выполняться комплексно с другими устаревшими механизмами. Из ресивера же воздушная среда отправляется к исполнительной группе механизмов, которые и оказывают необходимое физическое воздействие на конструкцию ходовой части.

Комплект пневмоподвески

установка пневмоподвески

Полная комплектация пневматической подвески включает еще больше компонентов, чем базовая конструкция. Все дополнительные компоненты можно разделить на две части – функциональную арматуру и средства измерения. Что касается первой категории, то ее представляют механические клапаны с фитингами, трубки, защитные средства для самого компрессора и влагоуловитель. Надо понимать, что влага для таких подвесок является наиболее опасной средой воздействия. К приборам измерения относятся манометры. Данный аппарат необходим для регулировки показателей давления – он может быть механическим или электронным. Современный комплект пневмоподвески чаще включает цифровые манометры, работа которых тесно связана с датчиками давления. Присутствие детектора указывает на возможность автоматической подстройки параметров компрессора под определенные условия работы.

Принцип работы

Как и большинство пневматических систем, автомобильная подвеска такого типа работает за счет подачи воздушной массы, то есть сжатого воздуха. Источником рабочей среды выступает компрессорная установка – она интегрируется в систему подвески. А приемником и непосредственным механическим регулятором клиренса является так называемая рессорная подушка. На каждом колесе имеется своя часть от общей инфраструктуры рессор, которую и обслуживает пневмоподвеска. Принцип работы получается следующий: компрессор подает воздух на ресивер, затем на систему распределения, а она, в свою очередь, наполняет или освобождает рессорные подушки. Что касается системы распределения, то ее формируют каналы подачи воздуха, а также система датчиков и контролирующих узлов, которые физически отвечают за манипуляции подвеской.

комплект пневмоподвески

Виды пневмоподвесок

Классификация пневмоподвесок определяется возможностью оснащения колес рессорными подушками. Так, простейшая одноконтурная система может интегрироваться лишь в одну ось машины. Пользователь может установить ее на заднюю или переднюю ось на выбор. Классические пневмоподвески устанавливались на заднюю ось грузовиков, что позволяло регулировать ее жесткость с корректировкой на загруженность кузова. Несколько иначе может функционировать двухконтурная пневмоподвеска. Принцип работы данного механизма дает возможность интеграции рессорных узлов на одну или две оси. Если же механизм устанавливается на одну ось, то водитель получает возможность независимой регулировки колес, но только на выбранной оси. Соответственно, двухконтурная система позволяет обеспечивать независимость регулировки одновременно для двух осей. Больше всего возможностей управления дает четырехконтурная система. Поэтому для ее контроля используется автоматика, с помощью датчиков отслеживающая позиции и рабочие параметры на каждой рессорной точке.

Установка пневмоподвески

Установочный процесс состоит из следующих этапов:

  • Запиливается лонжерон подходящего размера, после чего в него вваривается труба. Не стоит забывать на этом этапе о промазке и зачистке металлических поверхностей.
  • Устанавливаются стойки. Можно выполнить данную операцию в сервисе, а можно самостоятельно – но в любом случае процедура будет долгой и весьма нудной.
  • Производится непосредственная установка пневмоподвески со всеми основными компонентами – ресивером, влагоуловителем, компрессором и комплектом клапанов. Фиксация элементов производится механически путем закручивания или сваркой – в зависимости от того, какие возможности для этого предоставляет конкретная конструкция.
  • Монтируется инфраструктура в виде электропроводки (соединяется с АКБ), циркулирующих узлов, блока управления и т. д.
  • Все установленные компоненты сопрягаются между собой комплектной фурнитурой. При необходимости стоит воспользоваться переходниками и фитингами.

Управление подвеской

пневмоподвеска плюсы и минусы

Регулировка может производиться как в автоматическом, так и в ручном режиме. Чаще всего предусматривается блок с автоматическим управлением. Он размещается недалеко от самого компрессора и служит для подачи команд клапанам через электропроводку. Вывод панели управления есть и в салоне – через него сам пользователь может давать команды. Как минимум у оператора должна быть возможность настройки клиренса по конкретным значениям высоты. Значение 1 мм является базовой величиной, которую по умолчанию имеет почти любая пневмоподвеска. Принцип работы, взаимосвязанный с функцией компрессора и трансляцией сжатого воздуха через несколько каналов, конечно, не позволяет с высокой долей точности устанавливать уровень положения кузова. Но благодаря высокоточным индикаторам водители современных систем, тем не менее, могут рассчитывать на получения более или менее достоверных данных о клиренсе, а также на его автоматическую коррекцию.

Преимущества механизма

пневмоподвеска мерседес

В основном преимущества пневматических подвесок сводятся к комфорту при движении. Ни водитель, ни пассажиры не ощущают резких толчков при езде по неровному покрытию, к примеру, если сравнивать с традиционными типами рессор. Также отмечается гибкость в установке, управлении и эксплуатации в целом. Точечная подстройка механизмов позволяет рациональнее использовать ресурс элементов и узлов, на которых базируется пневмоподвеска. Плюсы и минусы в этом отношении могут сходиться и расходиться, поскольку раздельное управление компонентов также обуславливает и сложность настройки системы. И еще один существенный плюс заключается непосредственно в возможности подъема клиренса, что недоступно для альтернативных вариантов подвесок.

Недостатки пневмоподвески

Опять же, сложность механизмов подвески выходит на первый план. Дело не только в проблематичности установки таких систем, но и в дальнейшей сложности ремонта. Даже если удастся найти хорошего специалиста, отдельные компоненты могут выйти из строя так, что потребуется пересмотр всей инфраструктуры. Правда, если используется одноконтурная задняя пневмоподвеска, то серьезных проблем в этом отношении можно будет избежать. Такие комплекты отличаются простотой, минимальным количеством фурнитуры и вспомогательных компонентов.

пневмоподвеска микроавтобус

Есть и целая группа недостатков, связанных с чувствительностью компрессора. Уже говорилось, что система не терпит залива жидкостью, но также она боится морозов. К этому же стоит добавить и требования к дорожному покрытию, которые предъявляет пневмоподвеска. Плюсы и минусы в этой части тоже переплетаются, если проводить сравнение с другими механическими типами подвесок. Пневматика хороша тем, что ее исполнительные узлы характеризуются прочностью и износостойкостью. Однако функциональная рабочая часть с компрессором и электротехническими элементами без надлежащей защиты может быть повреждена.

Отзывы о пневмоподвеске

В процессе эксплуатации пользователи пневмоподвески отмечают стабильность движения, ровность и удобство при управлении механизмами. Особенно это касается автоматических систем. С другой стороны, все перечисленные свойства актуальны только в случаях, если применяется штатная заводская пневмоподвеска. Отзывы владельцев о пакетах, которые внедрялись кустарными способами, содержат немало критики. Она выражается и в необходимости постоянной замены отдельных деталей, и в нарушениях в бортовой электроцепи, а также в механической слабости конструкции как таковой.

Заключение

задняя пневмоподвеска

Не всегда себя оправдывает и выбор заводского пневматического пакета в качестве опции. Надо учитывать, что изначально такие системы разрабатывались для грузовых машин, в которых они и проявляют свои лучшие качества. Благодаря качественно установленной пневмоподвеске микроавтобус может обеспечивать высокий подъем кузова, его автоматическое выравнивание в условиях неравномерной нагрузки и т.д. Эти и другие преимущества могут пригодиться и водителю легковой машины, но надо не забывать про высокие финансовые затраты. Кроме немалого ценника пневматики как опции, от водителя потребуются и регулярные вложения в техническое обслуживание механизма.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о