Устройство, виды и принцип работы подвески автомобиля. Пневматическая подвеска устройство принцип работы
как это работает? — журнал За рулем
Пневматическая подвеска роднит дорогие вcедорожники и седаны с грузовиками и автобусами. Автор описал ее устройство, принцип работы и преимущества.
«Ситроен» уже почти 60 лет совмещает пневматику с гидравликой. Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает.
«Ситроен» уже почти 60 лет совмещает пневматику с гидравликой. Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает.«Ситроен» уже почти 60 лет совмещает пневматику с гидравликой. Именно жидкость играет у «шевронов» главную роль, а воздух лишь помогает.
Ключевое отличие пневмоподвески — в упругом элементе. Вместо пружин и рессор здесь герметичная камера, наполняемая воздухом. Ее устанавливают на амортизатор сверху или рядом с ним. Характеристики от выбранного решения не зависят, основное внимание уделяется компоновке. Например, на «Ауди-А6» с передним приводом применялись разнесенные амортизаторы и подушки, а на той же машине с шильдиками quattro — единая пневмостойка.
Схема пневмоподвески
Пневмоподвеску применяют в двух случаях: для повышения комфорта и при большой разнице между снаряженной и максимальной массами автомобиля. У грузовиков она встроена в сложную схему пневматики наряду с тормозами (ЗР, 2012, № 7). У легковых в систему входят датчики уровня кузова, баллонресивер для хранения подготовленного воздуха, компрессор с осушителем и датчиком температуры, электронный блок управления, блоки электромагнитных клапанов, а также сами пневматические упругие элементы. Схема движения воздуха незатейлива. Компрессор засасывает его из атмосферы и, прогнав через осушитель, наполняет им ресивер емкостью 5–10 л. Здесь он хранится под давлением, доходящим в процессе работы до 20–23 бар. Для избавления от влаги используют абсорбирующие гранулы.
Помимо стандартного положения, часто предусмотрены еще два — повыше и пониже. Выбирает водитель, но окончательное слово за электроникой. При достижении определенной скорости (обычно 35–40 км/ч) машина автоматически опустится до нормального уровня. Продвинутые модели сами играют клиренсом в зависимости от скорости и рельефа дороги, не информируя водителя. На магистрали кузов приближается к дорожному полотну еще на 20–25 мм.
www.zr.ru
Пневматическая подвеска – устройство, принцип работы
Пневматическая подвеска
Пневматическая подвеска (обиходное название – пневмоподвеска ) – вид подвески, обеспечивающий регулирование уровня кузова относительно дороги за счет применения пневматических упругих элементов. В настоящее время пневматическая подвеска устанавливается в качестве опции на некоторых моделях автомобилей бизнес-класса и больших внедорожниках (например, Volkswagen Touareg, Audi Q7).
По своей сути пневмоподвеска не является отдельным видом подвески автомобиля, т.к. реализована со многими конструкциями подвесок (МакФерсон. многорычажная подвеска и др.). В настоящее время пневмоподвеску используют на своих автомобилях многие автопроизводители: Audi, Bentley, BMW, Lexus, GM, Ford, Land Rover, Mercedes-Benz, SsangYong, Subaru, Volkswagen. Некоторые конструкции подвесок имеют собственные названия, например, Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz.
Основными преимуществами пневматической подвески являются комфортабельность, геометрическая проходимость и безопасность автомобиля. Пневмоподвеска, как правило, применяется в комбинации с автоматически регулируемыми амортизаторами. Такая конструкция называется адаптивная пневмоподвеска.
Пневматическая подвеска включает пневматические упругие элементы на каждое колесо, модуль подачи воздуха, ресивер и систему управления.
Пневматический упругий элемент выполняет основную функцию подвески – поддержание определенного уровня кузова автомобиля. Это достигается путем изменения давления и соответствующего ему объема воздуха в упругих элементах.
Пневматический упругий элемент состоит из корпуса с направляющей, манжеты и поршня. Конструктивно пневматический упругий элемент может изготавливаться со встроенным амортизатором или устанавливаться отдельно. Упругий элемент, объединенный с амортизатором, имеет название пневматическая стойка (по аналогии с амортизаторной стойкой подвески МакФерсон).
Манжета пневматического упругого элемента изготавливается из прочного многослойного эластомера. В некоторых конструкциях упругих элементов применяется дополнительные пневмоаккумуляторы. Для поддержания давления при утечке воздуха в упругом элементе может устанавливаться клапан остаточного давления.
Модуль подачи воздуха служит для питания упругих элементов воздухом. Он включает электродвигатель, компрессор и осушитель воздуха. Конструктивно в модуль включен блок электромагнитных клапанов системы управления подвеской.
Ресивер представляет собой резервуар для воздуха и обеспечивает регулирование дорожного просвета при движении на небольшой скорости без включения компрессора, а также корректировку положения кузова на стоянке.
Конструкция и работа элементов адаптивной подвески рассмотрена в отдельной статье.
Модуль подачи воздуха и пневматические стойки образуют пневматическую систему подвески. Система может быть открытой или закрытой (замкнутой). Предпочтительной является замкнутая пневматическая система, обеспечивающая минимальные потери воздуха, а значит экономию энергии на его создание.
Создание и регулирование давления в пневматической системе подвески осуществляется с помощью электронной системы управления, которая включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства.
К входным устройствам относятся датчики уровня кузова, ускорения кузова. температуры компрессора, давления в системе, а также переключатель режимов работы.
С помощью переключателя на панели приборов осуществляется ручное регулирование уровня кузова. Датчики отслеживают параметры работы системы и преобразуют их в электрические сигналы.
Блок управления преобразует электрические сигналы входных датчиков в управляющие воздействия на исполнительные устройства. В своей работе блок управления взаимодействует с блоками системы управления двигателем. системы курсовой устойчивости.
В системе управления пневматической подвески используются следующие исполнительные устройства: клапаны пневматических упругих элементов (для создания давления ), выпускной клапан (для сброса давления ), переключающий клапан (для поддержания давления в ресивере ), реле включения компрессора. Конструктивно все клапаны сосредоточены в блоке электромагнитных клапанов, расположенном в модуле подачи воздуха.
Принцип работы пневматической подвески
В пневматической подвеске реализовано, как правило, три алгоритма управления:
- автоматическое поддержание уровня кузова;
- принудительное изменение уровня кузова;
- автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения.
Автоматическое поддержание определенного уровня кузова в пневматической подвеске осуществляется независимо от степени загруженности автомобиля. Датчики уровня кузова постоянно измеряют расстояние от колес до кузова. Результаты измерений сравниваются с заданной величиной. При расхождении показаний электронный блок управления задействует необходимые исполнительные устройства: клапаны упругих элементов для подъема, выпускной клапан для опускания подвески.
Принудительное изменение высоты кузова обычно предусматривает три уровня: номинальный, повышенный и пониженный. Номинальный уровень используется для передвижения по обычным дорогам со скоростью до 100 км/ч. Пониженный уровень применяется для высокоскоростного движения. Повышенный уровень нужен для передвижения вне дорог и реализуется на скорости до 40 км/ч. Уровни кузова устанавливаются водителем с помощью переключателя. В конструкции пневмоподвески больших внедорожников предусмотрен дополнительный уровень для посадки пассажиров и погрузки багажа, который реализуется на неподвижном автомобиле.
Автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости обеспечивает устойчивость автомобиля в движении. При увеличении скорости программа управления подвеской переводит уровень кузова последовательно от повышенного к номинальному и далее, с ростом скорости, к пониженному. При снижении скорости система переводит положение кузова из пониженного в номинальное.
Применение амортизаторов с регулируемой степенью демпфирования значительно расширяет характеристики пневматической подвески, позволяя помимо высоты кузова изменять жесткость подвески в зависимости от условий движения.
http://systemsauto.ru
legkoe-delo.ru
устройство, виды и принцип работы
Назначение и устройство подвески
К сожалению дорожное полотно не всегда ровное и гладкое, а все возникающие колебания передаются на кузов машины. Подвеска предназначена для смягчения этих колебаний. Другими словами, подвеска предотвращает излишнюю тряску при езде, обеспечивая максимальный комфорт пассажирам. Она, на ряду с колесами, входит в число обязательных элементов ходовой части автомобиля.
Функции подвески:
- Соединение мостов и колес с кузовом автомобиля. Благодаря наличию подвески, колеса могут поворачиваться, задавая направление движению транспортного средства.
- Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
- Обеспечение плавности хода и сглаживание отдачи от дорожных неровностей. Большая нагрузка на ходовую часть происходит во время движения по разбитому дорожному полотну, что может привести к быстрой поломке.
Подвеска должна быть прочной и долговечной для качественного выполнения своих функций, поэтому все производители ищут всевозможные решения в этом направлении, внедряя нововведения.
В современном автомобиле подвеска представляет собой достаточно сложную техническую систему, в которую входят:
- Упругие элементы. К ним относятся металлические (торсионы, пружины, рессоры) и неметаллические (резиновые, пневматические и гидропневматические) детали, которые принимают на себя нагрузку от колебаний, связанных с неровностью дороги, и равномерно распределяют ее по всему кузову. Эти детали обладают упругими характеристика, в связи с чем и относятся к данной группе элементов.
- Направляющие элементы — детали, обеспечивающие соединение подвески с кузовом. Это различные рычаги (поперечные или продольные), регулирующие взаимодействие колес и кузова по отношению друг к другу.
- Амортизаторы — гасящие устройства, предназначенные для выравнивания колебаний кузова, полученных от упругого элемента. Они имеют гидравлическое (принцип работы основан на протекании масляной жидкости через систему отверстий и создании гидравлического сопротивления), пневматическое (действующим веществом выступает газ) и гидропневматическое (комбинированное) строение.
- Стабилизатор поперечной устойчивости. Это некая металлическая штанга, препятствующая образованию чрезмерного крена в процессе движения автомобиля.
- Опоры колеса — элементы на передней оси, принимающие на себя, и распределяющие по всей подвеске нагрузку, исходящую от колес.
- Крепежные элементы, соединяющие детали между собой (например, болты, втулки шаровые шарниры и т. д.)
СПРАВКА: на передней подвеске обычно располагаются две шаровые опоры, иногда четыре (например на внедорожниках), реже три
Принцип работы
Подвеска функционирует за счет того, что в момент наезда на неровность, перемещаются упругие элементы (например, пружины), преобразуя ударную энергию. Жесткость перемещения этих элементов контролируется, сопровождается и смягчается при помощи амортизирующих устройств. В конечном итоге, благодаря подвеске, сила удара на кузов автомобиля воздействует гораздо слабее, что обеспечивает более плавный ход транспорта.
В зависимости от уровня жесткости различают подвески:
- Жесткие - позволяют повысить информативность и эффективность управления автомобилем, но при этом уменьшается комфорт.
- Мягкие — обеспечивают лучшую комфортабельность при поездке, но управляемость ухудшается.
Опытные водители стараются выбрать оптимальный вариант, сочетающий лучшие качества устройства.
Помимо помощи в преодолении неровностей дорожного покрытия, подвеска участвует в прохождении поворотов и совершении бокового маневра, в разгоне и торможении.
Какие подвески бывают
В связи с особенностями конструкции подвески принято разделять на 3 вида: зависимая, независимая и полунезависимая подвеска
Зависимая подвеска
Подразумевает жесткое соединение противоположных колес, при котором перемещение одного колеса в поперечной плоскости влечет за собой перемещение другого. В состав моста автомобиля входит жесткая балка, заставляющая колеса двигаться параллельно. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов использовались рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой.
Преимущества:
- невысокая стоимость
- легкость конструкции
- высокий центр поперечного крена
- постоянство развала и колеи
Другими словами, на ровной поверхности, не зависимо от раскачки, угол наклона колес относительно дороги не меняется, а машина имеет наилучшее сцепление с дорожным покрытием. На плохой дороге, к сожалению, это преимущество теряется, т. к. провал одного колеса влечет за собой провал и второго, в результате чего сцепление ухудшается.
Конструкция очень простая и надежная, потому широко используется для грузовых автомобилей и на задней оси легковых.
Полунезависимая
Включает в себя жесткую балку, которую торсионы удерживают на кузове. Эта конструкция делает подвеску относительно самостоятельной по отношению к кузову. Для примера можно изучить подвеску переднеприводного автомобиля ВАЗ.
Независимая подвеска
Предполагает автономную работу каждого колеса. Т.е. их перемещения не зависят друг от друга, что приводит к более плавному ходу. Независимая подвеска может быть как передней так и задней, и в свою очередь ее принято разделять на:
- Подвеска с качающимися полуосями — основным элементом конструкции выступают полуоси. При наезде на неровности колесо всегда сохранит перпендикулярное положение относительно полуоси.
- Подвеска с косыми рычагами — оси качания рычагов находятся под косым углом. Преимуществами такого вида прибора можно назвать уменьшение колебаний колесной базы и крена авто на поворотах.
- Подвеска на продольных рычагах — самый простой тип, среди независимых. Каждое колесо удерживается при помощи рычага, воспринимающего боковые и продольные усилия. Обычно рычаг крепится к кузову при помощи шарниров и обладает высокой устойчивостью. Недостаток такой подвески заключается в том, что на поворотах колеса наклоняются вместе с кузовом, создавая большой крен.
- С продольными и поперечными рычагами. Этот вид подвесок сложен в техническом плане и громоздок, поэтому слабо популярен (использовался на таких марках как Rover, Glas и т.д.).
- С двойными продольными и поперечными рычагами.
- Торсионно-рычажная подвеска — включает в свою конструкцию два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Используется на задней оси переднеприводных автомобилей, в современном автомоделировании в основном на бюджетных китайских моделях. Преимуществом считается надежность и простота, а недостатком — излишняя жесткость, лишающая комфорта пассажиров заднего ряда.
- Подвеска МакФерсон — самая распространенная схема передней подвески современных автомобилей. Это обусловлено небольшой шириной, легкостью и простотой конструкции. Однако у такой подвески есть и существенный минус: высокое трение в амортизаторной стойке и, как следствие, снижение фильтрации дорожных шумов и неровностей.
- Гидропневматическая и пневматическая подвеска. Роль упругих элементов исполняют пневматические баллоны и гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов.
- Адаптивная подвеска отличается тем, что степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от качества дорожного полотна, параметров движения и запросов водителя. Результатом можно отметить повышенную маневренность и безопасность.
Все подвески имеют свои положительные характеристики и недостатки. Некоторые до сих пор широко используются, а какие-то давно не актуальны.
Характеристики подвески автомобиля
Автомобильную подвеску можно характеризовать по нескольким направлениям:
Упругая характеристика
Под ней понимают зависимость вертикальной нагрузки на колесо от прогиба подвески. Помимо этого, за упругую характеристику принимают статический прогиб, динамический ход, жесткость подвески, и т. д.
- Статический прогиб (статический ход) подвески — прогиб под весом автомобиля. При нагрузке, как правило, рычаги подвески принимают горизонтальное положение, а рессоры распрямляются. Статический прогиб приблизительно равен динамическому ходу или чуть меньше.
- Динамический ход — прогиб под воздействием ответных сил дороги при движении по ней.
- Жесткость подвески (жесткость хода) не стоит путать с жесткостью упругого элемента. Жесткая подвеска делает управление более четким.
Другими словами, упругая характеристика определяет качество самой подвески.
Плавность хода
Колебания автомобиля влияют практически на все его основные свойства, такие как плавность хода, комфортабельность, расход топлива и качество управления. Они возрастают в связи с увеличением скорости или ухудшением качества дороги. Плавность хода напрямую влияет на ощущения пассажиров во время поездки. Чем ровнее дорога, тем приятнее в пути, без тряски и сильных вибраций. Установлены некие стандарты допустимых колебаний, от которых зависят цена и качество авто. Эти стандарты призваны защитить пассажиров и груз от быстрой утомляемости, и повреждений в пути.
Невозможно полностью исключить вибрации, но производители стараются максимально повысить уровень комфорта. Если по колебаниям колес оценивают устойчивость и сложность в управлении машины, то колебания кузова определяют плавность хода.
Под плавностью хода принято понимать свойство авто обеспечивать максимальную защиту пассажиров и груза от сильных толчков и ударов, возникающих при контакте автомобиля с дорогой. Частота колебаний кузова в пределах от 0,5 до 1,0 Гц свидетельствует о том, что плавность хода нормальная.
СПРАВКА: частота от 0,5 до 1,0 Гц схожа с частотой толчков, испытываемых при ходьбе
Во время поездки пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами и быстрые, с малыми рывками. Если быстрые можно устранить с помощью сидений, виброизоляций, резиновых опор и т. д., то для защиты от медленных используется упругая подвеска колес.
Таким образом, можно сказать, что плавность хода является важной характеристикой, на которую стоит обратить внимание при выборе автомобиля.
Кинематика
Эта характеристика обуславливает изменения положения колес во время движения. Как было написано ранее, в зависимости от вида подвески колеса могут двигаться как параллельно друг другу, так и с небольшими отклонениями не зависимо друг от друга. Казалось бы, особой разницы в том, как перемещаются колеса нет, но это не так, поскольку кинематика влияет на безопасность передвижения.
Эластокинематика
Процесс изменения положения колес относительно кузова, с применением в подвеске эластичных элементов (рессоров, сайлент-блоков и др.) принято называть эластокинематикой. Благодаря этим элементам, подвеска может подстраиваться под дорожные условия. Для примера можно рассмотреть ситуацию, при которой во время торможения с одной стороны дорожное покрытие состоит из гравия, а с другой — асфальт. В этом случае углы схождения колес меняются индивидуально. Эластокинематическая подвеска позволяет произойти более равномерному сцеплению колес и дорожного полотна во время поворотных маневров, реагирует на отклонение кузова от горизонтального положения, осуществляя небольшой доворот задних колес. Благодаря чему водитель может увереннее чувствовать себя во время поворотов и перестройки.
Демпфирующая характеристика
Демпфирование — искусственное подавление механических колебаний. Учитывая то, что колебания кузова выводят пассажиров из зоны комфорта, данная характеристика очень важна при выборе авто. Затухание колебаний происходит благодаря работе, в первую очередь, амортизаторов, которые выравнивают вибрации, путем равномерно распределения ударной силы. Свойства их работы описывает данная характеристика.
Подрессоренные и неподрессоренные массы
Для начала необходимо определиться с отличием подрессоренной и неподрессоренной массы.
Неподрессоренная масса включает в себя массу колес и других деталей, прикрепленных непосредственно к ним. Это диски, шины, детали тормозной системы, находящиеся на колесе.
Подрессоренная масса — это та часть автомобиля, которая воздействует на подвеску. Грубо говоря — это детали верхней части машины.
Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы существенно влияет на плавность хода и безопасность езды. Большая величина неподрессоренных масс оказывает влияние на характер работы подвески, что выражается, например, в большой силе инерции, возникающей в подвеске при преодолении неровностей. Если взять за основу волнообразную поверхность, то на скорости, задний мост под воздействием упругих элементов, не будет успевать приземляться, что приведет к ухудшению сцепления колес с дорогой.
Меньшая величина неподрессоренных масс меньше воздействует на плавность хода на неровной дороге, поэтому производители стремятся к ее снижению.
Неисправности и обслуживание подвески авто
Несмотря на то, что производители активно улучшают износостойкость оборудования, из-за плохого состояния дорог их усилия сводятся на «нет» и водители сталкиваются с таким проблемами, как:
- Деформация рычагов подвески. Причиной такого рода поломки можно назвать низкое качество материала, из которого изготовлена деталь. Проявляется, как правило, при наезде на высокое препятствие или наоборот, въезде в глубокую яму. При достаточно серьезной поломке, появляется характерная вибрация от работы двигателя. Обслуживание на СТО заключается в снятии деформированного рычага, замене вышедших из строя деталей или полной замене оборудования.
- Изменение углов установки передних колес. Зачастую это происходит в результате изнашивания шарниров передней подвески и приводит к ухудшению вращения колес, чрезмерному расходу топлива. При такой поломке помогает регулировка развала схождения.
- Износ или поломка амортизатора, нарушение герметичности. Происходит из-за длительной работы, большой нагрузки или попадания мусора. При перемещении жидкости, неисправно работающие клапаны подвержены излишней нагрузке, что со временем приводит к их поломке — образовании течи. Использование неисправных амортизаторов может серьезно навредить транспортному средству, вплоть до разрушения деталей подвески.
- Поломка опоры амортизатора. Обычно происходит по двум причинам: а) в опоре изнашивается резина; б) выходит из строя подшипник. Характерным признаком поломки является стук, даже при езде по незначительным неровностям.
- Износ креплений подвески. Крепления можно отнести к расходному материалу, во время эксплуатации их износ неизбежен. Своевременная замена не позволит разрушениям перейти на остальные детали.
Основной причиной поломок подвески является некачественное дорожное покрытие. Кроме того, на срок службы агрегата влияет стиль вождения водителя, качество технического обслуживания или низкопробные комплектующие.
Изучив строение, принцип работы и характеристики подвески, мы можем сделать вывод, что это сложный механизм, требующий внимательного контроля и качественного обслуживания, прежде всего, в целях безопасности в пути. Подвеска оказывает огромное влияние на работу всего автомобиля и условий вождения. Классификация подвесок разнообразна, поэтому каждый сможет выбрать авто по своим критериям.
jrepair.ru
Пневматическая подвеска - что это? Устройство и принцип действия пневмоподвески
Об одной из самих продвинутых подвесок в мире. Пневматическая подвеска, простое, обиходное название – пневмоподвеска, является видом подвески, который обеспечивает контроль и регулировку уровня кузова по отношению к дороге за счет применения пневматических упругих составляющих подвески. В настоящее время пневмоподвеска устанавливается как опция на некоторых моделях и модификациях автомобилей бизнес-класса, реже на представительских, и на больших внедорожниках, таких как соплатформенниках Audi Q7, Porsche Cayenne и Volkswagen Touareg и т.д. Правда, в наше время замечается тенденция – пневмоподвеска всё больше и больше из разряда дорогих и крутых опций переходит в состояние стандартного оснащения, как в своё время электростеклоподъёмники, «ксенонки» и т.д.
Пневмоподвеска по своей сути не является самостоятельным видом подвески автомобиля, так как она «инсталлируется» почти со всеми видами конструкций подвесок, таких как «двурычажка», МакФерсон, многорычажная подвеска и т.д. Ныне пневмоподвеску всё чаще используют в своих продукциях многие мировые производители, такие как Audi, BMW, Volkswagen, Bentley, GM, Ford, Mercedes-Benz, Toyota, Land Rover, Subaru, Lexus, SsangYong и пр. У некоторых конструкций подвесок есть фирменные названия, например, мерседесовская система Airmatic Dual Control.
В список основных преимуществ пневмоподвески попадают её комфортабельный ход, геометрическая проходимость, спортивное вождение и безопасность автомобиля. И главное качество – это сочетание всех этих качеств одновременно! Ведь невозможно представить, чтобы любой известных на природе обычных подвесок имел такой «ремикс» сразу всех качеств! Так, например, полностью зависимая подвеска почти неубиваемая в условиях тяжелой бездорожья и при перевозке больших грузов, но зато с ним машина управляется как конная телега, а здесь любой тип независимой подвески вне всякой конкуренции, особенно многорычажка, но зато по своей надёжности в тяжёлых условиях и близко не стоят. Особенно многорычажка J. Пневмоподвеску производители, как правило, выпускают в тандеме с амортизаторами с автоматической регулировкой. Такая умная и навороченная система получила своё название- адаптивная пневмоподвеска.
Пневмоподвеска обладает в своей конструкции своими фишками - пневматическими упругими элементами на каждое колесо, модуль подачи воздуха, системный ресивер и свой встроенный блок системы управления.
Основной функцией подвески является постоянное поддержание определенной высоты кузова автомобиля, которая и выполняется пневматическим упругим элементом. Это реально благодаря изменению как давления в системе, так и соответствующего ему объёма воздуха в упругих элементах. И всё это управляется компьютерной системой последних поколений.
В конструкции пневматического упругого элемента имеется корпус с направляющей, манжет и поршень. Пневматический упругий элемент конструктивно может изготавливаться как со своим встроенным амортизатором, так и устанавливаться отдельно. Упругий элемент пневматики, объединённый с амортизатором, имеет название пневматическая стойка, что по аналогии с амортизаторной стойкой подвески типа МакФерсон.
Для изготовления манжета применяют сырьё на базе прочного многослойного эластомера. А некоторые конструкции упругих элементов дополнительно включают в себе пневмоаккумуляторы. Чтобы поддержать постоянное давление при утечке воздуха, в упругом элементе может «вживляют» клапан остаточного давления.
Упругие элементы получают питания воздухом при помощи модуля подачи воздуха. Этот модуль состоит из электромотора, компрессора и осушителя воздуха. Также, конструктивно в него включен блок электромагнитных клапанов системы для управления подвеской.
Ресивер является резервуаром для воздуха, который обеспечивает регулирование клиренса автомобиля при движении, и работает на небольшой скорости без включения компрессора, а также корректирует положение кузова на стоянке.
Пневматические стойки и модуль подачи воздуха пневматический механизм подвески. Система бывает двух типов - открытого или закрытого, то есть замкнутого. Замкнутая пневматическая система является Предпочтительней, так как гарантирует минимальные потери воздуха, а следовательно экономию энергии на его создание, и времени, которое тратиться для нагнетания газа.
В пневматической системе пневмоподвески создание и регулирование давления осуществляется с помощью мозгов электронной системы управления. Она включает в себе входные сенсоры, свой блок управления и исполнительные устройства.
Входные устройства следующие: сенсоры, или датчики состояния уровня кузова, его ускорения, давления в системе, температуры компрессора, а также селектор, переключающий режимы работы.
С помощью селектор на панели приборов можно осуществлять ручное, или принудительное регулирование высоты кузова. Сенсоры отслеживают параметры работы системы и «конвертируют» их в электрические сигналы.
Далее, блок управления электрические сигналы входных сенсоров «конвертирует» в управляющие воздействия на подвесочные исполнительные системы. Блок управления при своей работе активно взаимодействует с другими узлами автомобиля, такими как блоки системы управления двигателем, тормозного механизма, системы курсовой устойчивости и так далее.
Система управления пневмоподвески включает в себе следующие исполнительные механизмы: клапаны пневматических упругих элементов - для того, чтобы создовать и поддержать давление, выпускной клапан - для сброса избыточного давления, переключающий клапан - для поддержания давления в ресивере и реле включения компрессора. Все клапаны конструктивно сосредоточены в блоке электромагнитных клапанов, который расположен в модуле подачи воздуха.
О принципе работы пневматической подвески
Как правило, в пневмоподвеске реализовано три программы управления: автоматическое поддержание уровня высоты кузова автомобиля, принудительное или ручное изменение дорожного просвета кузова и изменение высоты кузова машины автоматически в зависимости от скорости движения. Ну а дальше зависит от фантазии от конкретного производителя - может быть, к примеру просто-спортивный режим, суперспортивный, или как на Ауди Оллроуд первого поколения - внедорожный, особо внедорожный и т.д.
Поддержание определенного высоты кузова в автоматическом режиме в пневматической подвеске производится независимо от степени загруженности машины. Сенсоры уровня кузова постоянно «вычисляют» расстояние от кузова до колёс. В итоге все полученные результаты измерений сравнивается электроникой с заданной величиной. А когда наблюдается расхождение в показаниях электронного блока управления, то тогда задействуется необходимые исполнительные механизмы, такие как клапаны упругих элементов для «поднимания» подвески, и выпускной клапан для её опускания.
Ручное или принудительное изменение высоты кузова как правило, предусматривает три стандартных уровня – это номинальный или обычный, пониженный и повышенный. Номинальный уровень высоты используется для езды по обычным и дорогам со скоростью до 95-130 км/ч, что зависит от конкретной модели автомобиля. Пониженный режим годится для движения по высокоскоростным дорогам. А повышенный же, нужен для передвижения во внедорожных условиях, или даже преодоления бездорожья, если это модель внедорожника, и работает в диапазоне скорости до 40-65 км/ч. У некоторых производителей могут быть какие-то промежуточные положения. Например, внедорожное, и особо внедорожное – самое высокое положение, далее, спортивный, суперспортивный, городской-низкий, городской-высокий и т.д. Уровни кузова выбирается водителем вручную с помощью селектора или переключателя. Пневмоподвеска больших внедорожников в своей конструкции помимо самого возможного положения предусматривает дополнительный уровень для удобства посадки и высадки пассажиров. Также, для погрузки или выгрузки багажа. Правда, такой реализуется лишь при условии, что автомобиль неподвижен.
Изменение автоматикой уровня кузова в исходя из скорости гарантирует улучшение управляемости и устойчивости автомобиля в движении. Программа управления подвеской при увеличении скорости переводит высоту кузова последовательно с повышенного режима к номинальному, и далее, уже на скоростной трассе, с ростом скорости, когда за 100-140 в зависимости от модели, к пониженному. И переходит в жёсткий, спортивный режим, если он предусмотрен. А при снижении скорости всё происходит наоборот - система переводит высоту кузова из пониженного состояния в номинальное. А жёсткость подвески может стать обычной, если автоматика имеет такой.
Использование амортизаторов с регулируемым уровнем жёсткости даёт несравненно более широкие возможности при настройках характеристики пневмоподвески, позволяя не только изменять высоту кузова, но и жёсткость подвески в исходя из скорости и условий движения. Так что, будем следить за стремительным развитием и нововведениями в автомобильных подвесках.
reno.by
Пневматическая подвеска автомобиля | Устройство и системы автомобиля
Пневматическая подвеска автомобиля
Принцип работы и устройство пневматической подвески современного автомобиля.
Пневматическая подвеска автомобиля с регулированием дорожного просвета
Устройство и принцип работы пневматической подвески современного автомобиля с регулированием величины дорожного просвета рассмотрим на примере автомобиля AUDI A6.
Регулирование дорожного просвета при использовании пневматической подвески не связано с дополнительными техническими приспособлениями. По этой причине регулирование интегрировано в общую систему настроек.
Достоинства при регулировании дорожного просвета:
-не зависит от нагрузки статический ход сжатия упругого элемента подвески (пневмобаллона). Он всегда остается одинаковым. Благодаря этому уменьшены размеры колесных ниш, что очень благоприятно сказывается на общем использовании объема кузова;
— сохраняется полный ход сжатия и отбоя упругого элемента при любых нагрузках автомобиля;
-кузов авто приобретает более мягкое подрессоривание. Это повышает уровень комфорта во время движения;
-сохраняется полный дорожный просвет при любых нагрузках автомобиля;
— при загрузке углы установки колес не изменяются;
— не увеличивается коэффициент аэродинамического сопротивления. Внешний вид автомобиля не ухудшается;
-из-за небольших углов наклона пальцев, происходит меньший износ шаровых опор;
-возможна более высокая нагрузка.
Положение кузова автомобиля остается неизменным и поддерживается регулировкой давления в пневмобалонах.
Рис. 1. Положение кузова автомобиля
Благодаря регулированию давления статический ход сжатия всегда остается одинаковым. При конструировании колесных ниш, его не стоит принимать в расчет.
Еще одной особенностью пневматической подвески с регулировкой величины дорожного просвета является и то, что частота собственных колебаний кузова автомобиля всегда остается почти постоянной даже при изменении общей массы автомобиля.
Конструкция пневматического упругого элемента
В качестве упругих элементов на легковых автомобилях применяются пневмобалоны рукавного типа. Не смотря на то, что данная конструкция имеет малые габариты, она обеспечивает большую деформацию упругого элемента.
Рис. 2. Пневмобаллон, выполненный соосно с амортизатором.
Рукавный элемент состоит из высококачественного эластомера и корда из полиамидной нити. Он легко раскатывается и имеет минимальное трение в этом упругом элементе. Температурный диапазон, который обеспечивает требуемые характеристики, находится в пределах от -36° до +92°.
В рукавном элементе крепление манжеты между поршнем и верхней крышкой корпуса осуществляется зажимными кольцами из металла. Эти кольца запрессовываются в производственных условиях.
Рис.3. Разнесенное расположение пневмобалона и амортизатора.
Рукавный элемент, во время работы, раскатывается по поршню. Пневмобаллоны устанавливаются как отдельно от амортизаторов, так и вместе с ними. Это зависит от кинематической схемы подвески оси автомобиля.
Амортизатор с пневматическим регулированием демпфирования
Для поддержания постоянной величины степени демпфирования при изменении силы нагрузки от неполной до полной, в пневмоподвеске автомобиля с регулировкой дорожного просвета установлены амортизаторы имеющие бесступенчатую характеристику, которая изменяется в зависимости от нагрузки.
Благодаря данной подвеске, вместе с постоянной частоты собственных колебаний кузова, удалось достичь характеристики колебаний кузова, которая почти не зависит от нагрузки. Благодаря этим свойствам, повышен комфорт при движении автомобиля с частичной нагрузкой. В то же время при полной загрузке отлично гасятся колебания кузова.
Рассмотрим амортизатор PDC( Pneumatic Damping Control, что означает пневматическая регулировка демпфирования).
Рис. 4. Соосная установка пневмобаллона и амортизатора PDC
Усилие демпфирования здесь изменяется и зависит от давления, находящегося в пневмобаллоне. Изменение демпфирования происходит при помощи встроенного в амортизатор клапана PDC, который соединен трубопроводом с пневматическим упругим элементом. Давление в пневмобаллоне изменяет сопротивление клапана PDC.
Для сглаживания скачков давления во время сжатия и отбоя в пневматическом упругом элементе, в клапане PDC встроен дроссель, который размещен во входном воздушном канале.
Рис. 5. Установленные раздельно пневмобаллон и амортизатор PDC
Принцип действия данной системы заключается в том, что клапан PDC изменяет между двумя рабочими камерами 1 и 2 гидравлическое сопротивление. При помощи отверстий камера 1 соединяется с клапаном PDC. Когда в упругом элементе низкое давление( автомобиль имеет небольшую нагрузку), клапан PDC имеет небольшое гидравлическое сопротивление. Из-за этого часть масла направлено в обход демпфирующего клапана. Благодаря этому, уменьшено усилие демпфирования.
От управляющего давления в определенной зависимости находится гидравлическое сопротивление клапана PDC.
Рис. 6. Устройство клапана PDC
Усилие демпфирования на прямую зависит от гидравлического сопротивления соответствующего клапана демпфирования ( процесс сжатия и отбоя), а также клапана PDC.
Если понравилась Вам статья, добавьте ее в соц. сети. Заранее благодарим Вас!
avtoclic.ru
