Пневматическая подвеска – устройство, принцип работы. Устройство пневматической подвески
Пневматическая подвеска – устройство, принцип работы
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.
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.
bez-tebya.ru
Типы подвесок автомобилей, устройство пневмоподвески
Те детали, механизмы и узлы, которые соединяют колеса с корпусом автомашины, называются подвеской. Надо ли говорить, что за долгое время развития и совершенствования автомобиля было изобретено и применено на практике большое количество различных способов соединения колес с корпусом. Все эти виды подвесок автомобилей различаются по виду связи между колесами, по используемому амортизирующему элементу и т.д. У каждой из них свои достоинства и недостатки, их лучше знать, чтобы полностью реализовать возможности своего авто.
О роли подвески при движении
Кроме уже обозначенной задачи по соединению колес с рамой автомобиля, подвеска решает еще и дополнительные задачи. Одна из них – снижение динамических нагрузок на кузов машины. Вибрация, тряска, удары – наверняка всем знакомы эти неприятные ощущения, возникающие при движении по кочкам или неровной дороге. Их устранение или, по крайней мере, минимизация воздействия – одна из задач, для решения которой предназначена подвеска.
Немаловажную роль играет подвеска и в режиме движения машины. От нее во многом зависит скорость и управляемость. Если она «мягкая», т.е. обеспечивает для колеса постоянный контакт с дорогой, то это позволяет осуществить лучшее торможение и разгон, но излишняя мягкость приводит к сильным кренам в поворотах и ухудшению устойчивости автомобиля.«Жесткая» подвеска, не дающая колесам гулять из стороны в сторону, создает хороший контакт с дорогой и не позволяет машине крениться в поворотах, давая возможность прохождения поворотов с повышенной скоростью.
Все вышесказанное не охватывает всех аспектов работы подвески. Некоторые ее виды имеют преимущества в отдельных режимах движения, то в других случаях это может уже считаться недостатком. Так, подвеска, наилучшим образом работающая на бездорожье и обеспечивающая отличную проходимость, не может позволить автомобилю двигаться с высокой скоростью по хорошему покрытию.
Что входит в подвеску
Несмотря на многообразие подвесок, в их конструкции используют схожие по назначению узлы и детали. Некоторые из них кратко представлены ниже:
- обеспечивающие упругость. К ним относятся рессоры, пружины и торсионы;
- направляющие, определяющие перемещение колес, их связь с автомобилем и передачу боковых сил и моментов. В качестве таких деталей выступают рычаги: сдвоенные, поперечной и продольной устойчивости;
- гасящие, противодействующие элементам упругости и устраняющие их колебания. Для этого используют амортизаторы;
- элементы стабилизации, служащие для распределения боковой нагрузки в поворотах и уменьшения крена автомобиля. С подобными задачами справляются штанги с элементами крепления к кузову.
Основные типы подвесок автомобиля
Здесь сразу необходимо отметить, что существующие типы подвесок, используемые на самых разных транспортных средствах, можно классифицировать по нескольким признакам, но для современных легковых автомобилей общепринятым является разделение на зависимые и независимые.
Зависимая подвеска
Она подразумевает жесткую связь между колесами. Исторически это был первый созданный тип подвески. По сути дела, она недалеко ушла от конструкции телег, когда два колеса соединялись между собой осью. Как выглядит такая подвеска, понятно из рисунка
В данном случае видно, что положение одного колеса сказывается на другом. Так, при наезде правого колеса на препятствие, изменяется положение левого, оно наклоняется влево, при этом колесо располагается под углом к поверхности, что несколько уменьшает пятно сцепления с дорогой. Такой тип подвески был характерен для автомобилей на заре их становления. Сейчас, если используется, то обычно в качестве заднего моста и на машинах повышенной проходимости.
Такая подвеска обычно бывает рессорная или пружинная. В первой из упомянутых как упругий элемент используется рессора, которая крепится к балке моста, а своими концами к раме или корпусу автомобиля. Другим типом зависимой подвески является пружинная, в которой упругим элементом служит пружина. Как выглядят рессорная (1) и пружинная (2) подвески, хорошо видно на приведенных рисунках.
Несмотря на то, что зависимая подвеска изобретена давно и считается устаревшей, она применяется до сих пор, в первую очередь на грузовых машинах и, как уже упоминалось, на внедорожниках. Ее несомненным достоинством является простота конструкции и надежность, особенно это актуально для джипов. Что пружинная, что рессорная подвески для любых автомобилей обеспечивают: - постоянный клиренс, а это в условиях бездорожья является огромным плюсом и служит дополнительным фактором повышения проходимости;
- постоянную ширину колеи;
- большую артикуляцию. Под артикуляцией понимается ход переднего колеса относительно заднего, при котором заднее колесо полностью теряет контакт с дорогой (см. фото ниже). Чем позже это происходит, т.е. чем это расстояние (артикуляция) больше, тем это лучше при движении по плохой дороге;
- надежность, устойчивость к повреждениям;
- дешевизну эксплуатации;
- возможность проведения эффективного внедорожного тюнинга.
Из приведенных достоинств зависимой подвески, рессорная она или пружинная, следует однозначный вывод, что она прекрасно работает на бездорожье. Однако общая картина становится не такой благостной, когда бездорожье кончается, и автомобиль начинает двигаться по асфальту. В этом случае те виды недостатков, которые были безразличны на плохой дороге, становятся очевидными:
- не самая лучшая управляемость из-за значительных подрессоренных масс при высоких скоростях движения;
- плохая курсовая устойчивость;
- недостаточный комфорт для легковых автомобилей.
Независимая подвеска
Это совсем другой вариант подвески, ничего общего не имеющий с уже рассмотренной зависимой. При такой конструкции между колесами нет жесткой связи. Как схематично это выглядит, можно понять из приведенного ниже рисунка
Фактически, такая подвеска означает, что колесо (каждое) крепится к кузову автомобиля отдельно и при колебании одного колеса эти изменения не передаются на другое, благодаря чему крен кузова уменьшается и повышается устойчивость. Вариантов, как такое сделать, существует множество, но все их можно разделить на основные типы: рычажные и свечные.К последним относятся подвески МакФерсона, к первым:
- двухрычажные;
- поперечнорычажные;
- косорычажные;
- продольнорычажные.
Наиболее распространены подвеска МакФерсона и поперечнорычажная. Причиной этого являются те преимущества, которые они обеспечивают для легковых автомобилей:
- хорошая управляемость;
- хорошая обратная связь при рулении;
- высокий уровень комфорта;
- малые крены;
- высокая скорость движения.
Комбинированная подвеска
Она представляет собой комбинацию двух уже описанных подвесок. Спереди ставится независимая подвеска автомобиля, сзади мост (зависимая). Является в какой-то мере компромиссом, позволяя достаточно комфортно передвигаться по асфальту, но в то же время без особых трудностей преодолевать незначительное бездорожье.
Такая комбинация хорошо подходит для кроссоверов и паркетников, обеспечивая возможность свободно двигаться по городу и заезжать в лес на пикник или проехать немного по проселочным дорогам. По своим возможностям получается нечто среднее, но для большинства обеспечивающие приемлемые условия движения.
Другие типы подвесок
Описанными выше типами подвесок далеко не исчерпывается их многообразие. Есть еще и другие, которых следует обязательно коснуться.
Торсионная
Торсионная подвеска основана на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал, работающий на скручивание при возникновении нагрузки. Как это происходит, должно быть понятно из приведенного рисунка. Один конец вала жестко закреплен на основании, на другой его конец прикладывается момент силы. Под действием этого момента вал скручивается. Если один конец торсиона прикрепить к колесу, а противоположный жестко к кузову автомобиля, то между ними будет образована упругая связь.
- на двойных поперечных рычагах;
- на продольных рычагах;
- как торсионная балка (с продольными рычагами).
Если два первых исполнения можно отнести к независимой подвеске, у которой торсион используется как упругий элемент, то торсионную балку считают полузависимой, т.к. у нее перемещение одного колеса отражается на положении другого.
Приведенные рисунки позволяют лучше понять, как работают описанные разные виды подвески (на 1 – на продольных рычагах, на 2 – торсионная балка).Торсионная подвеска достаточно широко и давно применяется в конструкции легковых автомобилей. Чаще всего она используется в роли задней подвески переднеприводных автомашин. Основное ее достоинство – долговечность, компактность и легкость регулирования в составе транспортного средства.
Активная
Это уже можно считать непременной принадлежностью современного автомобиля. В попытках найти возможный компромисс между устойчивостью, управляемостью и комфортом появилось подобное техническое решение. Вся проблема в том, что, как уже отмечалось выше, жесткая подвеска при высокой скорости обеспечивает минимальные крены, что дает хорошую управляемость и устойчивость, но недостаточный комфорт. Мягкая дает плавный ход, но приводит к раскачиванию автомобиля и, как следствие, к ухудшению управляемости и устойчивости. Для преодоления этих противоречий и создается активная подвеска.
В данном случае термин «активная» подразумевает возможность изменения параметров подвески при ее эксплуатации. Каждый разработчик автомашины идет своим путем, но уже существуют различные виды подвески, использующие:
- амортизаторы с изменяемой степенью демпфирования;
- регулируемые упругие элементы.
Независимо от конкретной реализации идеи, активная подвеска легковых автомобилей, подразумевает изменение характеристик подвески непосредственно во время движения.
Пневматическая
Пневматическая подвеска позволяет изменять высоту автомашины относительно дороги, т.е. меняется клиренс. Это используется на внедорожниках, автомобилях бизнес-класса, а также на грузовиках и полуприцепах. Устройство пневмоподвески предполагает применение пневмоупоров на каждом колесе. Сама по себе пневматическая подвеска не является каким-то отдельным видом, а служит своеобразным дополнением обычной. Она может входить в комплектацию машины, а может устанавливаться дополнительно.Устройство пневмоподвески в самом простейшем виде состоит из таких элементов, как:
- пневматическая стойка;
- компрессор;
- датчики и блок управления;
- воздушные магистрали.
Управление такой системой может выполняться как в автоматическом, так и в ручном режиме. В последнем случае водитель сам задает необходимый дорожный просвет, а в автоматическом режиме по сигналам от датчиков в зависимости от скорости блок управления меняет клиренс автомобиля.За всю историю развития автомобиля было разработано множество способов соединения колеса и кузова, однако лучший способ так и не найден до сих пор. Эти работы продолжаются, и их итогом являются новые варианты подвески, однако найти одну, подходящую для всех возможных режимов движения автомобиля пока не удается.
znanieavto.ru
Рессорно-пневматическая и пневматическая подвески автобусов
Автобусы
Рессорно-пневматическая и пневматическая подвески автобусов
На автобусах для смягчения и поглощения ударов и толчков применяются рессорные, рессорно-пневматические подвески. Для гашения колебаний устанавливаются амортизаторы. На автобусе ЛA3-695Н Рессорная подвеска, рессора, балансирная подвеска
Какое назначение подвески автомобиля, как она подразделяется?
Подвеска автомобиля – совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между несущей системой и мостами или колесами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на несущую систему и затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова автомобиля во время движения.
Подвески по виду упругого элемента подразделяются на рессорные, пружинные, торсионные, пневматические и гидропневматические. Наибольшее распространение на грузовых автомобилях получили подвески на полуэллиптических рессорах.
Как устроена рессорная подвеска?
Рессорная подвеска на полуэллиптических рессорах (рис.157, а) состоит из рессоры, набранной из отдельных стальных упругих листов 5 разной длины, но одинаковой ширины. Самый длинный лист называется коренным. Под ним находится подкоренной лист, который несколько короче коренного и т. д. На переднем конце рессоры автомобиля ЗИЛ-130 на подкладке 1 двумя болтами и стремянками 6 крепится съемное ушко 2, в которое устанавливается втулка 19. Ушко шарнирно соединено со стальным пальцем 3, вокруг которого рессора поворачивается при прогибе. Палец фиксируется в кронштейне 4 двумя болтами, проходящими через полуцилиндрические выточки. При сборке листы рессор смазываются графитной смазкой и центрируются выдавками в листах и фиксаторами (автомобили ЗИЛ и КамАЗ) или центрирующим болтом, проходящим сквозь отверстия, просверленные в каждом листе (автомобили ГАЗ). По бокам листы охвачены хомутиками 7, предотвращающими их сдвиг в поперечном направлении. На заднем конце коренного листа смонтирована накладка 13, в которую упирается сухарь 12. Он может качаться на оси 16, концы которой заходят в отверстия двух боковых вкладышей 17, закрепленных в кронштейне 11 стяжным болтом 18. При колебаниях рессоры ее длина изменяется и сухарь 12 перекатывается по накладке 13.
Рис.157. Рессора: а – передняя ЗИЛ-130; б – передняя ГАЗ-5ЗА; в – задняя автомобиля ЗИЛ-130.
Собранная рессора средней своей частью стремянками 15 крепится к балке 14 переднего моста. Для этого на ней выполняется специальная площадка с отверстиями для стремянок. На накладке верхнего листа стремянками закреплен резиновый буфер 8, предотвращающий удар рессоры о раму при сильных ее прогибах. Дополнительный буфер 9 крепится к лонжерону рамы и ограничивает прогиб рессоры. Вместе с рессорой к балке переднего моста монтируется гидравлический амортизатор 10, который вторым концом крепится к лонжерону рамы автомобиля.
Как устроена задняя рессора автомобиля ЗИЛ-130?
Задняя рессора 20 автомобиля ЗИЛ-130 (рис.157, в) устроена так же, как и передняя. Однако на ней устанавливается еще дополнительная рессора 22, концы которой могут опираться на кронштейны 21, прикрепленные к раме. Если автомобиль без груза, толчки воспринимает только основная рессора, а когда с грузом, основная рессора прогибается и в работу включается дополнительная рессора.
Как устроены рессоры автомобиля ГА3-53А?
Рессоры автомобиля ГАЗ-53А имеют такое же устройство, как и на ЗИЛ-130, однако крепление их с рамой автомобиля осуществляется при помощи резиновых подушек 23 (рис.157, б). Поэтому в рессоре имеется два коренных листа 24 с разогнутыми концами, на которые одевают две металлические накладки, а на них сверху и снизу устанавливают резиновые подушки и закрепляют их в кронштейнах 25 крышками 26. В передний кронштейн также монтируют резиновую упорную подушку 27, воспринимающую осевые нагрузки. При прогибе рессоры она удлиняется за счет перемещения заднего конца в подушках. Листы стягиваются центровым болтом.
В чем особенности подвески заднего моста на автомобиле ГА3-24 «Волга»?
Задний мост автомобиля ГАЗ-24 «Волга» крепится к кузову с помощью двух полуэллиптических рессор, работающих совместно с двумя телескопическими гидравлическими амортизаторами двустороннего действия (рис.158). Коренные листы рессор по концам имеют загнутые ушки, которыми рессора соединяется с кузовом. Передний конец рессоры 2 шарнирно соединен с кронштейном 1 пальцем 9, установленным в резиновой обойме 8. Задний конец рессоры своим ушком соединяется с серьгой 7 с помощью пальцев с резиновыми втулками, а серьги вторыми концами крепятся к балке кузова также с помощью пальцев с резиновыми втулками.
Рис.158. Подвеска заднего моста автомобиля ГАЗ-24 «Волга».
Следовательно, осевое смещение рессоры при прогибе осуществляется качанием серьг 7 на опорных пальцах. Средняя часть рессоры стремянками 6 крепится к балке 5 заднего моста. Сверху на балке смонтирован резиновый буфер 4, ограничивающий ход подвески при сильных прогибах рессоры, снизу – подкладка для крепления амортизатора 3. Верхний конец амортизатора соединен с полом кузова автомобиля.
Какая подвеска применяется на трехосных автомобилях, как она устроена и работает?
На трехосных автомобилях КамАЗ-5320, ЗИЛ-133 и других для подвески двух задних ведущих мостов применяется балансирная подвеска (рис.159). В устройство такой подвески входит ось 8, жестко соединенная с рамой. На концах оси на скользящих подшипниках установлены ступицы 7, к которым с помощью стремянок 3 крепится перевернутая листовая полуэллиптическая рессора 2, опирающаяся своими концами на кронштейны 4, приваренные к балкам среднего и заднего ведущих мостов. Ведущие мосты соединяются с кронштейнами рамы штангами 6, воспринимающими реактивный момент от мостов и передающими на раму толкающие и тормозные усилия. Головки реактивных штанг соединяются с кронштейнами шаровыми пальцами с вкладышами. При такой подвеске оба задних ведущих моста образуют общую тележку, которая может качаться вместе с рессорами около оси и, кроме того, вследствие прогиба рессоры каждый мост имеет независимые перемещения, что, обеспечивает хорошую приспособляемость колес к неровностям дороги.
Рис.159. Балансирная подвеска.
Что является упругим элементом в торсионной подвеске?
В торсионной подвеске упругим элементом является, стальной стержень, работающий на скручивание. Он с помощью рычагов соединяется с поворотной цапфой колеса. Пружинная подвеска рассмотрена при описании переднего моста автомобиля ГАЗ-24 «Волга».
Где применяется пневматическая подвеска, как она устроена?
Пневматическая подвеска применяется на автобусах, так как она позволяет поддерживать высоту подножек для входа и выхода пассажиров на заданном уровне независимо от количества людей в кузове автобуса. Такая подвеска в качестве упругих элементов имеет баллоны, заполненные сжатым воздухом, поступающим от компрессора. Регуляторы левых и правых баллонов, укрепленные на раме и соединенные с кронштейнами рычагами, поддерживают постоянным расстояние от уровня пола кузова до дороги. При увеличении нагрузки регуляторы обеспечивают поступление сжатого воздуха в баллоны до тех пор, пока не восстановится заданный уровень пола кузова. Если нагрузка на автобус уменьшится, то часть воздуха из баллонов выходит в атмосферу. Такая подвеска применяется на автобусе ЛиАЗ-677.
*** Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Ходовая часть и дополнительное оборудование автомобиля»
работают совместно с корректирующими пружинами. Рессоры обеспечивают мягкость подвески при небольших нагрузках. При увеличении нагрузки пружины увеличивают жесткость. Каждая рессора имеет по два коренных листа с отогнутыми концами. К концам рессор приклепаны штампованные чашки и надеты резиновые подушки. В ненагруженном состоянии рессору вставляют в кронштейны и закрепляют крышками. Передний конец рессоры фиксируется в резиновой подушке, а задний имеет свободное продольное перемещение в подушке. Рессоры крепятся к балке стремянками через прокладки. На балке установлена накладка с проушиной, с которой шарнирно соединены две пластины уравнительной серьги в виде треугольника, обращенного вершиной вниз. Верхними углами уравнительная серьга шарнирно соединена с корректирующими пружинами. Другие концы пружин шарнирно насажены на осях, закрепленных на лонжеронах основания. Все шарнирные соединения выполнены на резиновых втулках, установленных на стальных пальцах и зажатых от проворачивания гайками. Применение резиновых втулок и подушек исключает жесткий контакт с кузовом, уменьшает шум и вибрацию.
На автобусах ЛАЗ-42021 и ЛиАЗ-677М установлена рессорно-пневматическая подвеска с телескопическими амортизаторами и тремя регуляторами положения кузова. Упругими элементами являются пневморессоры (пневмобаллоны). В передней подвеске (рис. 87) установлены две пневморессоры. Нижним фланцем она крепится к опоре, верхним — к дополнительному баллону вместимостью 7,5 л. В задней подвеске установлены четыре пневморессоры, по две с каждой стороны. Верхним фланцем пневморессора соединена с кронштейном, внутренняя полость которого выполняет роль дополнительного баллона вместимостью 10 л. Внутри пневмобаллона установлены воздушный демпфер (рис. 88) и ограничитель хода сжатия — резиновый буфер.
Рис. 86. Передняя подвеска автобуса ЛA3-695H
Рис. 87. Передняя подвеска автобуса ЛиАЗ-677М: 1 — пневматическая рессора; 2 — дополнительный баллон; 3 — пневматический гаситель колебаний; 4 — регулятор положения кузова; 5, 9 — тяги регулятора; 6 — кронштейн; 7 — подушка; 8 — рессора; 10 — кронштейн регулятора; 11 — болт; 12 — накладка; 13 — клиновидная прокладка; 14 — амортизатор; 15 — чашка
Воздушный демпфер состоит из корпуса, установленного в опоре, опорной плиты, буфера хода сжатия клапана и шайбы, которые стянуты между собой болтом и гайкой.
Принцип действия воздушного демпфера состоит в том, что при ходе отдачи воздух медленно перетекает из дополнительного баллона
5 в упругий элемент через дроссельное отверстие в корпусе демпфера. Перемещение моста вниз задерживается. При ходе сжатия под давлением в пневморессоре открывается клапан 9, воздух свободно перетекает из пневмобаллона в дополнительные баллоны через шесть перепускных отверстий в корпусе демпфера, уменьшая усилие, передаваемое на кузов автобуса.
Для ограничения перемещения передней оси вниз установлены ограничители хода отдачи, которые представляют собой петлю троса, заключенную в трубку и подвешенную к продольной балке кузова. Длина троса обеспечивает передней оси ход вниз до 55 мм.
Амортизаторы служат для гашения колебаний, возникающих при движении автобуса по неровной дороге. На автобусах устанавливают телескопический амортизатор двойного действия, разборный, имеющий для крепления проушины (рис. 89) и защитный кожух. В рабочем цилиндре, заполненном амортизационной жидкостью, перемещается поршень, закрепленный на штоке. Поршень уплотнен в цилиндре уплот-нительными кольцами. В поршне выполнены в два ряда сквозные отверстия разных диаметров, равномерно расположенные по окружностям. Наружные отверстия закрываются сверху плоской тарелкой перепускного клапана, поджатой конической пружиной (рис. 89, г).
Внутренние отверстия перекрываются коническим клапаном отдачи (рис. 89, в), поджатым снизу пружиной и гайкой. Шток перемещается в направляющей, которая одновременно является крышкой цилиндра. Уплотнение штока обеспечивается резиновым сальником, помещенным в корпусе и прижимаемым пружиной. Для стекания жидкости, просочившейся через сальниковое уплотнение, имеется отверстие в корпусе амортизатора. Для предотвращения попадания пыли в уплотнение над ним установлен войлочный сальник. Между корпусом резинового сальника и корпусом амортизатора установлено резиновое сальниковое устройство резервуара, которое крепят гайкой, имеющей отверстие под ключ.
В нижней части работающего цилиндра запрессован узел клапана сжатия, состоящий из основания, тарельчатого впускного клапана с пружиной и клапана сжатия с пружиной.
Работа амортизатора заключается в следующем. При наезде на неровность дороги расстояние между мостом и рамой от толчка уменьшается. Поршень опускается вниз, жидкость из-под поршня выдавливается в надпоршневое пространство А через отверстия поршня и одновременно, оказывая давление на клапан 12 сжатия цилиндра, проникает в пространство В между цилиндром и корпусом. При увеличении расстояния между подвеской и кузовом происходит обратное движение жидкости (рис. 89, б) через отверстия клапана и отверстия клапана. Сопротивление жидкости протеканию через калиброванные отверстия способствует затуханию колебаний рессор.
В системе пневматической подвески установлены три регулятора положения кузова, один в передней подвеске и два в задней. Регулятор положения кузова служит для автоматического управления потоком сжатого воздуха, поступающего или выходящего из пневмобаллоиов. Он обеспечивает постоянную высоту пневмо-баллонов и, следовательно, постоянную частоту собственных колебаний подвески, постоянное расстояние от кузова до полотна дороги при различных статических нагрузках и состоит из корпуса (рис. 90) регулятора, в котором расположен вал привода регулятора, на одном торце которого эксцентрично расположена ось с кулачком, а на противоположном торце — рычаг привода регулятора. Вал привода вращается в бронзовой втулке. В корпусе расположены: впускной клапан первой ступени, седло впускного клапана второй ступени, впускной клапан второй ступени с жиклером первой ступени, обратный клапан. Сверху корпус закрыт пробкой, в пробке имеется жиклер второй ступени. Снизу корпус закрыт фильтром, препятствующим попаданию грязи во внутреннюю полость корпуса.
Рис. 88. Воздушный демпфер
Рис. 89. Амортизатор
Регулятор крепится на кузове автобуса, а его рычаг через систему тяг соединен с осью колес. При увеличении статической нагрузки расстояние между кузовом и осью уменьшается, вследствие чего рычаг регулятора и вал поворачиваются по часовой стрелке. Кулачок поднимает шток, который своим торцом открывает впускной клапан первой ступени. Сжатый воздух через жиклер второй ступени, отжимая обратный клапан, попадает в жиклер первой ступени, затем в полость регулятора, а оттуда в пневмобаллоны, восстанавливая их исходную высоту. Рычаг при этом поворачивается против часовой стрелки и возвращается в исходное положение. Впуск воздуха в пневмобаллоны прекращается. При уменьшении нагрузки на пневмобаллоны расстояние между кузовом и осью увеличивается, вследствие чего рычаг привода и вал поворачиваются против часовой стрелки. Шток при этом перемещается вниз, торец штока отходит от клапана и полость А регулятора соединяется с атмосферой. Воздух из пневмобаллонов через осевое сверление штока 15 и фильтр выходит в атмосферу. Рычаг регулятора занимает нейтральное положение, выпуск воздуха из пневмобаллонов прекращается.
На автобусе ПАЭ-3205 передняя подвеска состоит из двух продольных полуэллиптических рессор и двух гидравлических амортизаторов.
Задняя подвеска (рис. 91), кроме двух основных продольных полуэллиптических рессор, имеет корректирующие пружины переменной жесткости и два амортизатора. Рессоры работают совместно с гидравлическими амортизаторами двустороннего действия. В передние кронштейны передних и задних рессор в специальные гнезда установлены дополнительные упорные резиновые подушки, воспринимающие усилия, направленные вдоль автобуса, и препятствующие продольному перемещению автобуса вперед. Резиновые буфера подвесок ограничивают ход рессор вверх и смягчают удары.
Рис. 90. Регулятор положения кузова: А — пояость регулятора; 1 — корпус регулятора; 2 — вал привода; 3 — рычаг привода; 4 — втулка; 5 — впускной клапан первой ступени; 6 — впускной клапан второй ступени; 7 — пружина обратного клапана; 8 — обратный клапан; 9 — резиновое кольцо; 10 — пробка; 11 — жиклер второй ступени; 12 — втулка; 13 — седло впускного клапана второй ступени; 14 — пружина впускного клапана; 15 — шток; 16 — кулачок; 17—фильтр
Рис. 91. Задняя подвеска автобуса ПАЗ-3205: 1 — передний кронштейн; 2 — верхняя подушка; 3 — корректирующая пружина; 4 — накладка; 5 — задний мост, 6 — палец крепления амортизатора; 7 — втулка амортизатора; 8 — балка амортизатора; 9 — амортизатор; 10— задний кронштейн; 11 — стремянка; 12 — прокладка стремянок; 13- рессора; 14 — крышка кронштейна; 15 — нижняя подушка; 16 — упор
Рис. 92. Промежуточная опора
http://stroy-technics.ru/article/ressorno-pnevmaticheskaya-i-pnevmaticheskaya-podveski-avtobusov
studfiles.net
Установка пневмоподвески - как выполнить самому?
Устройство пневматической подвески являет собою вид подвески, посредством которого обеспечивается регулировка уровня кузова транспортного средства в отношении дороги. Происходит это из соображений применения устройств пневматического упругого элемента – пневмоподушки. Если разобраться, то устройство пневмоподвески не является конкретным отдельным типом подвески транспортного средства, так как может воплощаться в жизнь и конструироваться в совокупности со множеством иных конструкций подвесок для автомобилей.
1. Понятие пневмоподвески
Пневматическая подвеска являет собою ответственный узел и агрегат транспортного средства, который используется в качестве альтернативной версии пружинному или рессорному элементу подвески, а также в качестве вспомогательного оборудования. При принципе вспомогательном все пневматические элементы, каковыми являются пневмоподушки, будут использоваться в качестве вспомогательного элемента штатной конструкции подвески. В таком случае будет происходить перераспределение нагрузок непосредственно на пневматические подушки с рессор или пружин, посредством чего будет обеспечиваться защита пружины (рессоры) от проседания и поломок. Условно будет увеличиваться и грузовая характеристика.
Тем не менее, автомобилисту не следует забывать о том, что все остальные ответственные агрегаты и узлы транспортного средства, такие как подшипники, редуктор, колеса, двигатель и трансмиссия будут вынужденно испытывать дополнительные нагрузки, что не предусматривается заводскими производителями автомобилей.
Таким образом, такого рода способ употребления пневматической подвески может применяться в большинстве случаев на транспорте коммерческом или пикапе, где есть необходимость выравнивания нагруженной части транспортного средства вследствие его загрузки. Помимо этого, если возникает особая необходимость, то можно произвести увеличение просвета заднего свеса, при чем напрочь будет исключаться вероятность фарколомного удара о потенциальное препятствие.
Основным принципом служит принцип замещения, при котором устройства пневматических подушек будут устанавливаться в соответствии с замещением пружинных элементов подвески. Такого рода способ в большинстве случаев используется при конструировании полной пневматической подвески на автомобилях легкового типа. Основной преследуемой целью есть регулирование клиренса в диапазоне движения амортизаторных стоек автомобиля.
Устройство полной пневматической подвески замещающего устройство позволит занижать транспортное средство до минимального уровня клиренса. Кроме того, данное устройство позволяет увеличивать дорожный просвет, с целью преодоления всех потенциальных препятствий на малых скоростях.
Помимо функции регулировки клиренса и дорожного просвета, данное устройство позволяет настраивать работу пневматической подвески под свои собственные предпочтения и ощущения в комфорте, посредством уменьшения или увеличения давления воздуха пневматических элементов подвески. Самым прогрессивным способом установки и корректировки характеристик и параметров работы пневматической подвески может быть произведен при помощи использования амортизаторов, которые будут иметь дополнительные узлы регулировки.
2. Виды пневмоподвески
Перед тем как приступить к установке на свое транспортное средство специализированной пневматической системы, следует определить, какой именно вид будет лучше всего подходить для каждого отдельного и конкретного случая. В современном автомобильном мире автомобилисты используют три вида такой системы:
- одноконтурная;
- двухконтурная;
- четырёхконтурная.
Устройство одноконтурной системы являет собою самую простую модификацию, которая может быть установлена на одну единственную ось. Такое устройство отлично подойдет в качестве дополнительного элемента на пикапах и легких грузовиках.
Устройство двухконтурной системы устанавливаются на одну или две оси с контурами, которые являются и сосуществуют отдельно друг от друга. В большинстве случаев такие устройства устанавливаются, когда возникает необходимость в повышении грузоподъемности транспортного средства, и при нужде в компенсации неравномерной загруженности автомобиля. Устройство четырехконтурной пневматической подвески устанавливается на две оси, которые будут иметь четыре независимые отдельные пневматические подушки, которые будут использоваться для того, чтобы получить максимальный доступ к регулированию клиренса.
3. Устройство пневмоподвески
Для собственноручного изготовления устройства пневматических амортизаторов, множество автомобилистов склонны полагать, что лучше применять конусный или рукавный тип пневматического элемента. Именно такой принцип следует использовать для того, чтобы достичь максимальных качественных параметров в комфортабельности, и в использовании всей длины хода амортизатора для наибольших регулировок клиренса автомобиля.
Существует и альтернатива данному принципу. Таковой является устройство пневматического элемента подушка сильфон. Такого рода подушки бывают одно-, двух- и трех- секционные. Разница в комфортабельности будет достигать на 25 % ниже, чем у вышеуказанного рукава. Тем не менее, уровень прочности грузовой характеристики может вырасти на 20%. Именно из-за вышеуказанных устройственных качеств пневматических подвесок автомобилисту следует очень тщательно выбирать такое устройство, так как оно может быть одинаково по сущности, но иметь совершенно разное предназначение.
4. Как происходит установка пневмоподвески
Перед тем как приступить к непосредственной установке устройства пневматической подвески следует запастись всеми нужными деталями и необходимым оборудованием. Пневматическая подвеска должна начинаться с установки нового и высококачественного компрессора. Существует множество разновидностей данного устройства, тем не менее стоит быть очень бдительным при выборе данного элемента, так как от него напрямую будет зависеть нормализированная работоспособность всего узла. На практике же показано, что не стоит экономить на данном устройстве.
Перед началом установки автомобилисту потребуется изъять нижнюю площадку, которая располагается под компрессором вместе со специальной переносной ручкой. Это связано с тем, что он будет устанавливаться на стационар. Помимо этого, следует прибегнуть к вмонтированию в корпус компрессора пластиковой фитинг-трубы, которая будет заниматься подачей воздушно-топливной смеси.
После того как устройство компрессора уже готово к своей установке, следует приступить к монтажу новых передних пневматических стоек. Для этого необходимо произвести демонтаж всех старых стоек с пружинами, при этом, извлекая из них ограничитель верхнего хода и подшипник наряду с опорой тяги. Для того чтобы произвести снятие штатных стоек нужно автомобиль поднять на специальный подъемник, после чего произвести вывешивание колеса и откручивание гайки наконечника руля.
После этого нужно посредством ключа открутить несколько гаек, посредством которых происходит крепление устройства, и три гайки от крепления к опоре верха. Помимо этого, чтобы работа проводилась с удобствами, можно выкрутить и шланг от тормозной системы. Вследствие этого нужно использовать стяжки, которые потребуются для стягивания пружины и, при помощи специального съемного ключа для стоек, нужно вынуть стойку из своей пружины.
Далее нужно произвести одевание новой пневматической подвески уже на снятый шток, соединить с устройством ограничителя верхнего хода и произвести затягивание гайки. Установка пневматической стойки на транспортное средством будет происходить в идентичном обратном порядке тому, что было описано выше. Важно также на забыть вернуть на свои места тормозной шланг и наконечник. После этого производится обыкновенная регулировка новых стоек. Тем не менее, данная процедура является достаточно сложной, вследствие чего может потребоваться вмешательство профессиональных специалистов. Кроме того, произведение неправильного развала может вызвать в будущем очень тяжелые последствия для новенькой системы пневматической подвески автомобиля.
То самое будет касаться и установки, и подключения устройства компрессора. Важно заметить, что даже самая малая погрешность в регулировке данного узла может привести к не только лишь потере своего времени, но и финансов. Если все сделать в вышеуказанном соответствии, то цена такого рода пневмоподвески не будет столь высока, в то время как цена на такую же процедуру в сервисном центре обойдется автомобилисту в кругленькую сумму. Тем не менее, устройством пневматической подвески уже в скором будущем полностью и целиком будет оправдывать все ожидания, вложенные средства и силы автомобилиста в проведении всех вышеуказанных операций.
5. Какие инструменты нужны для установки пневмоподвески
Как уже упоминалось еще в предыдущих разделах, устройство подвески будут напрямую влиять на ходовые качества и свойства автомобиля. Кроме того, именно данное устройство производит обеспечение надлежащей работы системы, следовательно, установка должна происходить тщательно и при желательном надзоре профессионала. Не каждый автомобилист будет способен на снятие штатных амортизаторов и пружин, а тут еще и качественную установку сложнейшей системы пневматической подвески произвести.
Конечно же, для проведения такого рода работ потребуется специальный инструмент и большой опыт работы и навыки в этом деле. Набор для установки пневматической подвески можно будет приобрести в любом профессиональном сервисе или даже на обычном автомобильном рынке. Посредством «всего своего» можно значительно сэкономить приличную сумму денег.
При установке пневматических подушек иногда может потребоваться особая подготовка или переделка уже существующих креплений в необходимый вариант. Именно из-за таких подготовительных и мелочных, но важных работ установка пневматической подвески будет требовать профессионализма и внимания. Тем не менее, все иные устройства пневматической системы не будут нуждаться еще в дополнительном уходе, их нужно будет попросту подключить к электрической проводке транспортного средства. Единое соединение всех клапанов электрической механики устройства, ресивер и компрессор нужно будет объединить в единую системы. Если же подключение будет произведено неправильно, то система не будет давать нужного и желаемого автомобилистом результата, вследствие чего все силы, старания и деньги будут потрачены зря.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Устройство пневмоподвески автомобиля - F.A.Q. и статьи
При движении по неровностям дороги на колёса автомобиля действуют ударные нагрузки. Эти нагрузки через систему подрессирования и направляющие элементы передаются на кузов автомобиля. Одна из задач подвески — демпфирование этих нагрузок.
При рассмотрении конструкции системы подрессоривания следует всегда различать её упругие и демпфирующие элементы.
Благодаря их совместному действию достигаются:
Безопасность
Сохраняется постоянный контакт колеса с дорогой, имеющий большое значение для эффективной работы тормозов и точности рулевого управления. Комфорт
Под этим понятием подразумевается защита пассажиров от воздействия колебаний, угрожающих их здоровью или создающих неприятные ощущения, а также сохранение целостности перевозимого груза.
Надёжность работы
Под этим понятием подразумевается защита кузова и агрегатов автомобиля от высоких ударных и вибрационных нагрузок.
При движении автомобиля его кузов испытывает не только поступательные перемещения вверх и вниз, но и колебания вокруг продольной, поперечной и вертикальной осей и вдоль них.
Наряду с кинематикой подвески, система подрессоривания также оказывает существенное воздействие на эти перемещения и колебания.
Поэтому правильный подбор упругих и демпфирующих элементов подвески (компонентов системы подрессоривания) имеет важное значение.
Система подрессоривания
В качестве несущих компонентов системы подрессоривания выступают упругие элементы, расположенные между подвеской и кузовом. Эта система дополняется шинами и сиденьями, имеющими собственную упругость.
Упругие элементы могут быть выполнены из стали, резины/эластомеров, а также использовать в качестве рабочего тела газы/ воздух. Возможно и комбинированное использование перечисленных материалов.
В подвеске легковых автомобилей обычно используются стальные упругие элементы. Стальные упругие элементы имеют самые разные конструктивные исполнения, среди которых самое широкое распространение получили винтовые пружины.
Пневматическая подвеска, используемая уже в течение долгого времени на грузовых автомобилях, благодаря своим достоинствам всё больше входит в употребление и на легковых автомобилях.
Существуют понятия подрессоренные массы автомобиля (кузов с трансмиссией и частично ходовая часть) и неподрессоренные массы автомобиля (колёса с тормозными механизмами, а также частично массы ходовой части и приводных валов).
Жесткость и эффективность демпфирования системы подрессоривания обуславливают частоту собственных колебаний кузова автомобиля
Неподрессоренные массы
Неподрессоренные массы стараются уменьшить, чтобы минимизировать их влияние на характеристику колебаний (частоту собственных колебаний кузова). Кроме того, благодаря малой инерции таких масс снижаются ударные нагрузки на неподрессоренные узлы конструкции и значительно улучшается характеристика работы подвески. Эти факторы ведут к заметному повышению комфорта в движении.
Примеры снижения величин неподрессоренных масс:
Алюминиевый колесный диск с пустотелыми спицами
Узлы шасси (поворотный кулак, корпус ступичного подшипника, рычаг подвески и т. д.) из алюминия
Тормозной суппорт из алюминия
Оптимизированные по массе шины
Оптимизация массы деталей ходовой части (например, ступиц колёс)
Колебания
Если подрессоренная масса будет выведена из положения равновесия некоторой силой, то в упругом элементе возникнет восстанавливающая сила, которая позволит массе выполнить движение возврата. При этом масса «проскакивает» положение равновесия, и при этом вновь возникает восстанавливающая сила. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока из-за сопротивления воздуха и внутреннего трения в упругом элементе колебания не затухнут.
Частота собственных колебаний кузова
Колебания характеризуются величиной амплитуды и частотой. При настройке ходовой части особое значение имеет частота собственных колебаний кузова. Частота собственных колебаний неподрессоренных масс находится для автомобиля среднего класса в пределах 10-16 Гц. Путём соответствующей настройки подвески частота собственных колебаний кузова (подрессоренной массы) доводится до 1-1,5 Гц
Частота собственных колебаний кузова в основном определяется характеристиками упругих элементов (жёсткостью) и величиной подрессоренной массы.
Большая масса или мягкие упругие элементы обуславливают низкую частоту собственных колебаний кузова и большой ход подвески (амплитуду).
Небольшая масса или жёсткие упругие элементы обуславливают высокую частоту собственных колебаний кузова и малый ход подвески.
В зависимости от индивидуальной восприимчивости частота собственных колебаний кузова ниже 1 Гц может вызывать тошноту. Частоты более 1,5 Гц ухудшают комфортность езды, а, начиная с величины около 5 Гц, ощущаются как вибрация.
Определение
Колебания Перемещение массы (кузова) вверх и вниз.
Амплитуда Наибольшее отклонение колеблющейся массы от положения равновесия (амплитуда колебаний, ход подвески).
Период Время одного колебания.
Частота Число колебаний (периодов) за единицу времени (секунду).
Частота собственных колебаний кузова Число колебаний подрессоренной массы (кузова) за единицу времени (секунду).
Резонанс Масса «подталкивается» некоторой силой синхронно с ритмом своих колебаний, из-за чего увеличивается амплитуда (раскачивание).
Настройка частоты
В зависимости от размеров двигателя и оборудования осевая нагрузка (подрессоренные массы) одной модели автомобиля варьируется очень сильно.
Чтобы сохранять высоту кузова (т. е., внешний облик) и частоту собственных колебаний кузова, которая определяет динамику движения, почти одинаковыми для всех вариантов, в соответствии с осевой нагрузкой на передней и задней осях устанавливаются различные комбинации упругих элементов и амортизаторов.
Так, например, частота собственных колебаний кузова для Audi A6 настраивается на 1,13 Гц на передней оси и на 1,33 Гц на задней оси (расчётные величины).
Жёсткость упругих элементов, таким образом, является решающим фактором для величины частоты собственных колебаний кузова.
Степень демпфирования колебаний амортизатором не оказывает заметного влияния на величину частоты собственных колебаний кузова. Она влияет лишь на то, насколько быстро затухнут колебания (постоянная затухания).
В стандартной ходовой части без регулирования дорожного просвета задняя ось, как правило, настроена на более высокую частоту собственных колебаний кузова. Это сделано из расчета, что при загрузке автомобиля в основном увеличивается нагрузка на заднюю ось, что автоматически понижает частоту собственных колебаний.
Параметры упругих элементов
Характеристика упругого элемента (жёсткость)
При построении графика в координатах сила-ход мы получим графическую характеристику упругого элемента.
Жёсткость упругого элемента — это отношение действующей силы к ходу. Жёсткость упругих элементов измеряется в Н/мм
Она даёт представление о том, является ли упругий элемент мягким или жёстким.
Если жёсткость упругого элемента является постоянной на протяжении всего хода, то он имеет линейную характеристику.
Мягкой упругий элемент обладает пологой характеристикой, а жёсткий упругий элемент отличается крутой характеристикой.
Винтовая пружина становится более жёсткой при:
увеличении диаметра прутка;
уменьшении диаметра пружины;
уменьшении числа витков.
Если жёсткость упругого элемента растёт вместе с увеличением его деформации, то он имеет прогрессивную характеристику.
Винтовые пружины с прогрессивной характеристикой можно отличить по:
a) неравномерному шагу витков;
b) конической форме навивки;
c) переменному диаметру прутка;
d) комбинации двух упругих элементов (пример см. на следующей странице).
Основы теории пневматической подвески
Пневматическая подвеска с регулированием дорожного просвета
Такая пневматическая подвеска является регулируемой.При использовании пневматической подвески регулирование дорожного просвета не связано с дополнительными техническими ухищрениями, поэтому интегрируется в общую систему настроек.
Основные достоинства регулирования дорожного просвета:
Статический ход сжатия упругого элемента (пневмобаллона) не зависит от нагрузки и всегда одинаков
Уменьшаются габариты колёсных ниш, обусловленные величиной свободного перемещения колёс. Это благоприятно сказывается на общем использовании объёма кузова автомобиля.
Кузов автомобиля может иметь более мягкое подрессоривание, что повышает уровень комфорта в движении.
Сохранение полного хода сжатия и отбоя упругого элемента при любых нагрузках.
Сохранение полного дорожного просвета при любых нагрузках.
При загрузке не изменяются углы установки колес.
Не увеличивается Cx (коэффициент аэродинамического сопротивления), нет ухудшения внешнего вида.
Меньший износ шаровых опор благодаря небольшим углам наклона пальцев.
При необходимости возможна более высокая нагрузка.Неизменное (расчётное) положение кузова автомобиля (подрессоренной массы) поддерживается путём регулировки давления в пневмобаллонах.Статический ход сжатия благодаря регулированию давления всегда остаётся одинаковым и его не требуется принимать в расчёт при конструировании колесных ниш.Sстат=0Другой особенностью пневматической подвески с функцией регулирования дорожного просвета является то, что частота собственных колебаний кузова остаётся почти постоянной при изменении массы автомобиля.Помимо принципиальных достоинств системы регулирования дорожного просвета, её внедрение на пневматической подвеске обеспечивает важнейшее преимущество.Благодаря тому, что давление воздуха в пневматических упругих элементах регулируется в зависимости от нагрузки, достигается изменение жёсткости пропорционально величине подрессоренной массы. В результате этого частота собственных колебаний кузова и, вследствие этого, комфорт в движении остаются почти неизменными вне зависимости от нагрузки.
Следующим преимуществом является обусловленная принципом действия прогрессивная характеристика пневматического упругого элемента.При помощи полностью несущей пневматической подвески обеих осей (Audi allroad quattro) можно регулировать величину дорожного просвета автомобиля:обычное положение для движения в городе;пониженное положение для езды на высокой скорости для улучшения динамики и уменьшения силы сопротивления воздуха;повышенное положение для движения по пересеченной местности и по плохим дорогам.«Полностью несущая» означает:Системы регулирования дорожного просвета часто представляют собой комбинацию стальных или газонаполненных упругих элементов с гидравлическим или пневматическим устройством регулирования. Величина усилия, воспринимаемого такой подвеской, слагается из суммы усилий, воспринимаемых работающими упругими элементами. Поэтому такую подвеску называют «частично несущей» (Audi 100/Audi A8).Подвески с регулированием дорожного просвета (на задней оси) и Audi allroad quattro (на задней и передней осях) имеют несущие пневматические упругие элементы и поэтому называются «полностью несущие».Конструкция пневматического упругого элементаНа легковых автомобилях в качестве упругих элементов используются пневмобаллоны рукавного типа.При малых габаритах такая конструкция обеспечивает большую деформацию упругого элемента.Пневматический упругий элемент состоит из:Верхней крышки корпусаРезинокордного рукавного элементаПоршня (нижней крышки корпуса)Зажимного кольцаНаружный и внутренний слои изготавливаются из высококачественного эластомера. Материал устойчив к любым атмосферным воздействиям и является маслостойким. Внутренний слой воздухонепроницаемый.Каркас воспринимает усилия, возникающие благодаря внутреннему давлению в пневмобаллоне.
Высококачественный эластомер и корд из полиамидной нити позволяют рукавному элементу легко раскатываться и обеспечивают минимальное трение (чувствительность) в этом упругом элементе.Требуемые характеристики обеспечиваются в диапазоне температур от -35°C до +90°C.Крепление манжеты (рукавного элемента) между верхней крышкой корпуса и поршнем осуществляется металлическими зажимными кольцами. Зажимные кольца запрессовываются в условиях производства.Рукавный элемент раскатывается по поршню.В зависимости от принятой кинематической схемы подвески оси пневмобаллоны могут устанавливаться отдельно от амортизаторов или вместе с ними (пневматическая амортизаторная стойка).Пневмобаллоны не должны сжиматься или разжиматься, когда в них нет давления, так как при этом манжета не может правильно раскатываться по поршню (возможны её повреждения).На автомобиле с пневмобаллонами, в которых отсутствует давление, перед тем, как приподнимать или опускать его (например, при помощи подъёмника или домкратов), в пневмобаллонах с использованием диагностического тестера необходимо создать давление.
Амортизатор с пневматическим регулированием демпфированияДля того, чтобы поддерживать постоянной степень демпфирования и, тем самым, ходовые качества при изменении нагрузки от частичной до полной, в пневматической подвеске с регулированием дорожного просвета, а также в 4-уровневой пневматической подвеске автомобиля на задней оси устанавливаются амортизаторы с бесступенчатой, изменяющейся в зависимости от нагрузки характеристикой.Благодаря пневматической подвеске, наряду с сохранением постоянной частоты собственных колебаний кузова, удаётся также достигать почти не зависящей от нагрузки характеристики колебаний кузова автомобиля.Этими конструктивными мероприятиями достигается хороший комфорт при движении с частичной нагрузкой, одновременно при полной нагрузке колебания кузова достаточно эффективно гасятся.В этом случае речь идёт о так называемом амортизаторе PDC (Pneumatic Damping Control = пневматическое регулирование демпфирования). Усилие демпфирования может варьироваться в зависимости от давления в пневмобаллоне.Изменение усилия демпфирования осуществляется при помощи отдельного клапана PDC, встраиваемого в амортизатор. Он соединен шлангом с пневматическим упругим элементом.Пропорциональное нагрузке давление в пневматическом упругом элементе изменяет гидравлическое сопротивление клапана PDC, т. е. усилие демпфирования при отбое и сжатии.Чтобы сгладить скачки давления в пневматическом упругом элементе (при сжатии и отбое), во входной воздушный канал клапана PDC встроен дроссель.
Устройство и принцип действия
Клапан PDC изменяет гидравлическое сопротивление между рабочими камерами 1 и 2. Рабочая камера 1 с помощью отверстий соединена с клапаном PDC. При низком давлении в пневматическом упругом элементе (условия нагрузки — снаряженный или имеющий небольшую частичную нагрузку автомобиль) клапан PDC имеет малое гидравлическое сопротивление, благодаря чему часть масла направляется в обход соответствующего демпфирующего клапана. Тем самым уменьшается усилие демпфирования.Гидравлическое сопротивление клапана PDC находится в определённой зависимости от управляющего давления (давления в пневматическом упругом элементе). Усилие демпфирования зависит от гидравлического сопротивления соответствующего клапана демпфирования (сжатия/отбоя), а также клапана PDC
.
Работа при ходе отбоя и высоком давлении в пневматическом упругом элементеУправляющее давление, а, следовательно, и гидравлическое сопротивление клапана PDC высоки. Большая часть масла (в зависимости от величины управляющего давления) должна дросселироваться через поршневой клапан, усилие демпфирования повышается.Работа при ходе отбоя и низком давлении в пневматическом упругом элементеПоршень идет вверх, часть масла дросселируется через поршневой клапанный узел, другая часть перетекает через отверстия в рабочей зоне 1 к клапану PDC. Поскольку управляющее давление (давление в пневматическом упругом элементе) и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC малы, то усилие демпфирования уменьшается.
Работа при ходе сжатия и низком давлении в пневматическом упругом элементе Поршень уходит вниз, рассеивание энергии обеспечивается донным клапанным узлом и, в некоторой степени, гидравлическим сопротивлением движению поршня. Часть вытесняемого штоком поршня масла дросселируется через донный клапанный узел в компенсационную камеру. Другая часть перетекает туда через отверстия в рабочей камере 1 к клапану PDC. Поскольку управляющее давление (давление в пневматическом упругом элементе) и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC малы, то усилие демпфирования уменьшается.
Работа при ходе сжатия и высоком давлении в пневматическом упругом элементе Управляющее давление и, следовательно, гидравлическое сопротивление клапана PDC высоки. Большая часть масла (в зависимости от величины управляющего давления) должна пройти через донный клапанный узел, усилие демпфирования повышается
Заключение
Достоинства пневмоподвескипневмоподвеска имеет большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, обеспечивая снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции; легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода и улучшить другие эксплуатационные качества;при одинаковых размерах упругого элемента пневмоподвескапозволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс; пневмоэлементы имеют чрезвычайно высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов;постоянное положение кузова облегчает обеспечение правильной кинематики пневмоподвески и рулевого привода, снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость;при любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время; точная регуляция тормозных усилий на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них; Итог получается достаточно простым: учитывая, что стоимость изготовления пневмоподвесок почти сравнялась со стоимостью рессорных подвесок, применение первых позволяет получить большой технико-экономический эффект.т.
Постоянный url этой страницы:
Реферат Устройство пневмоподвески автомобиля
pnevmopodveska-club.ru
