Пневматическая подвеска

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.

Устройство пневматической подвески автомобиля AUDI

Сам автомобиль уже давно не роскошь, однако, установка некоторых систем и комплектующих, может сильно повысить рейтинг определенных моделей в ТОП — списке. К этим системам относится устройство пневматической подвески автомобиля ауди, от обычной первого поколения, до 4-х уровневой, самовыравнивающейся.

Концерн WAG понимал, что установка “пневматики” на продвинутые модели, закроет нишевой сегмент для конкурентов, например полноприводной универсал Ауди на пневмогидравлической ходовой части, был вне конкуренции. Вначале простое устройство пневматической подвески автомобиля ауди, было призвано улучшить ездовой комфорт. Затем был изменен компрессор и пневмобаллон стойки, добавлены датчики, блоки управления и контроль над работой подвески, был полностью интегрирован в общую систему безопасности движения.

Принцип действия и устройство пневматической подвески автомобиля ауди, первого поколения

Когда инженерам Ауди удалось подобрать подходящий материал на пневмобаллон стойки и провести заводские испытания, ими была создана уникальная пневмоподвеска. Компоновка и устройство пневматической подвески автомобиля ауди позволило использование кавитационного эффекта и добиться необычайной плавности хода. Первая “пневматика” устанавливалась только сзади, для компенсации высоты дорожного просвета при загрузке. Затем началась установка полной версии, в том числе и на полноприводные автомобили.

Компоненты и устройство пневматической подвески автомобиля ауди А6, состояли из:

• передний пневмобаллон (рукавного вида, соосный с гидравлической стойкой на полном приводе и отдельно установленный на переднеприводных);
• задний пневмобаллон (рукавного типа, совмещенный с гидроамортизатором);
• нагнетающий компрессор с осушителем (купить можно здесь http://d-bm.ru);
• блок клапанов, управляющий демпфирующими элементами;
• электрическая схема, в том числе и контроллер выбора режимов);

При том, что устройство пневматической подвески автомобиля ауди первого поколения имеет аналоговое управление, кинематическая и механическая части системы используются как базовые, для более поздних. Модульный компрессор накачивает необходимое давление в пневмостойки, установка и контроль необходимого дорожного просвета осуществляется датчиками.

Запатентованное устройство пневматической подвески автомобиля Ауди Allroad Quattro

После функциональных испытаний, началась установка пневмосистем на все полноприводные универсалы Ауди. Allroad quattro входит в базовую комплектацию и имеет несколько больше вариаций и функций настроек и регулировок. Четыре фиксированных уровня и автоматическая регулировка в межуровневом диапазоне, позволяет сделать из обычного “гражданского” транспорта — автомобиль со спортивным уклоном или небольшой кроссовер.

Выбор и установка необходимого клиренса, может быть выполнена прямо на ходу, это позволяет устройство пневматической подвески ауди allroad quattro. Вся механическая система была использована из первого поколения, с небольшими доработками, все отличие — усовершенствованный компрессор, установка дополнительных датчиков и переход на цифровое управление. Это позволило осуществлять более качественный контроль за техпоказателями (давление, угол наклона и тд).

Автомобили “экстра” класса

На люксовых автомобилях устройство пневматической подвески ауди (например 8- серии), представляет собой сложное переплетение пневматических, электрических и гидравлических связей и является одной из подсистем активной и пассивной безопасности.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В современном автомобиле почти не осталось механических или электрических систем в чистом виде. Комплексное использование разных источников энергии и различных вариантов ее поглощения — вот формула автомобиля сегодня. Едва ли не самой показательной в этом плане будет пневматическая подвеска. Здесь переплелось все — пневматика, механика, электроника. Каждый элемент пневматической подвески работает на комфорт и управляемость, а как именно — узнаем прямо сейчас.

1. Особенности пневмоподвески автомобиля
2. Конструкция классической пневмоподвески
3. Пневмоэлементы
4. Компрессор
5. Ресивер
6. Система управления
7. Принцип работы
8. Применение пневматической подвески

Особенности пневмоподвески автомобиля

Пневматическая подвеска в чистом виде существует только в теории. На практике так называют достаточно сложный комплекс механизмов и узлов разных типов. В этой подвеске пневматическим остается только сам упругий элемент, который заменяет классические пружины, рессоры или торсионы. Тем не менее это позволяет пневмоподвеске получить массу преимуществ перед другими конструкциями. Основное — плавность хода и возможность регулировки клиренса автомобиля.

Общий вид пневматической подвески Mercedes ml350

Реализация пневмосистемы невозможна без заимствования элементов подвесок других типов: МакФерсон, многорычажной подвески (Multilink), адаптивной и гидропневматической. Пневмоподвеска имеет достаточно высокую стоимость, поэтому в основном она находит применение на автомобилях премиум-сегмента. Хотя несколько десятилетий назад предпринимались попытки использовать ее на массовых моделях, таких как Ситроен СХ.

Пневморессоры на трехосном тягаче

Пневматические подвески получили широкое распространение в большегрузном транспорте и в автобусах, поскольку грузоподъёмность, габариты и особенности применения такой техники позволяют в полной мере реализовать все преимущества пневматики. Легковые подвески данного типа сложны по конструкции и работают, как правило, с амортизаторами регулируемого типа под управлением электроники. Такие системы называют адаптивной подвеской.

Конструкция классической пневмоподвески

За несколько десятков лет, в течение которых пневматическая подвеска устанавливалась на серийные автомобили, она успела доказать свою выносливость, работоспособность и, главное, практичность. Основные элементы пневматической подвески:

• пневматические упругие элементы;
• компрессор;
• ресивер;
• датчики положения кузова;
• система управления.

Пневмоэлементы

Пневмобаллоны, пневматическая рессора, упругий элемент, называть их можно по-разному. Суть от этого не меняется. Задача пневмоэлемента состоит в том, чтобы эффективно воспринимать нагрузки от неровностей дороги и сохранять клиренс автомобиля на заданном уровне. Для этого ему необходимо поддерживать определённое давление воздуха и сохранять его в своём объеме. Конструктивно пневмобаллон может быть либо выполнен вместе с амортизатором, либо устанавливаться отдельно.
Если это комплексное решение, то амортизатор и пневмоподушка будут называться пневмостойкой. Она аналогична МакФерсону, только вместо пружины — резиновая камера, заполненная воздухом. Некоторые виды пневмоподушек имеют ограничительные клапаны давления, а некоторые – пневмоаккумуляторы, чтобы не так зависеть от давления, которое создаёт следующий элемент системы.

Компрессор

Его задача сводится к тому, чтобы обеспечивать все пневморессоры воздухом под заданным давлением. Это не просто компрессор, а цепь элементов, контролирующих подачу воздуха и общее давление в системе; кроме того, в конструкцию компрессора обязательно входит осушитель для предотвращения накапливания влаги в системе.

Ресивер

Ресивером называют резервуар, который служит для накопления сжатого воздуха и дальнейшего поддержания заданного давления в системе. Это необязательный элемент, однако его применение крайне желательно, тк позволяет не заставлять компрессор качать воздух постоянно. После понижения давления в ресивере до определенного предела электроника даст команду компрессору на включение.

Система управления

Электронная система управления следит за давлением в пневмобаллонах и распределяет его по каждому из них. Для этого в систему пневматической подвески интегрированы ограничительные и перепускные клапаны. Датчики контролируют работу пневмосистемы, положение кузова, скорость движения автомобиля, качество дорожного покрытия, угол поворота рулевого колеса и положение педали акселератора. На основе данных показателей система управления регулирует положения кузова автомобиля и степень демпфирования амортизаторов (в случае адаптивной подвески).

Принцип работы

Основная задача пневматической подвески — поддерживать заданный уровень высоты положения кузова над дорогой и эффективно поглощать все неровности. Системой можно управлять как в ручном, так в автоматическом режиме. И тут с каждым годом у производителя появляется все больше и больше возможностей. Данные, полученные от датчиков, передаются в систему управления, а она уже раздает команды исполнительным устройствам: подкачать и повысить давление либо стравить давление из переднего или заднего контура (или обоих сразу) и прижать кузов автомобиля к асфальту на минимально допустимое расстояние на высокой скорости. Каждая пневматическая подвеска имеет свои настройки и свое предназначение, которые зависят, в первую очередь, от типа автомобиля.

Применение пневматической подвески

Самые простые пневматические системы (что,кстати, не значит дешёвые) могут быть установлены только на заднюю ось. Часто такие решения можно встретить на универсалах и больших кроссоверах. Система предполагает периодическую повышенную нагрузку на задний мост, поэтому регулирует клиренс и жёсткость подвески в зависимости от загрузки. В основном такие схемы работают в паре с многорычажкой Multilink, но могут использоваться и со стойками МакФерсон. Причём такая пневмоподвеска позволяет максимально “опустить” автомобиль, что очень упрощает погрузку и выгрузку.

Кнопки управления пневмоподвеской Мерседес

Однако чаще всего пневматика устанавливается на все четыре колеса. Это даёт возможность более гибко управлять клиренсом. Такая схема используется не только на дорогих кроссоверах, но и на спортивных автомобилях, где каждый миллиметр дорожного просвета будет влиять на аэродинамику и, как следствие, на скорость и управляемость.

В последние годы конструкция пневматической подвески становится все более надежной, что позволяет устанавливать ее не только на дорогие автомобили премиум-сегмента. Применение пневматической подвески позволяет сделать управление автомобилем более динамичным, повысить плавность хода и уровень комфорта. Это достигается за счет возможности изменения положения кузова и степени демпфирования амортизаторов.

Устройство-и-принцип-действия-пневмоподвески-Audi-A6-Allroad

Системы пневмоподвесок Регулирование дорожного просвета Audi A6

Устройство и принцип действия

скàчàно с сàйтà: www.pnevma.by

скàчàно с сàйтà: www.pnevma.by

Пневматическая подвеска с регулированием дорожного просвета

Эта программа самообучения состоит из двух частей:

Основы теории подрессоривания, амортизации и пневматической подвески

Регулирование дорожного просвета Audi A6

Здесь описывается система пневматической подвески задней оси Audi A6 Avant.

Параметры упругих элементов .

Обычная ходовая часть без регулирования дорожного просвета .

Основы теории пневматической подвески

Пневматическая подвеска с регулированием дорожного просвета 16

Параметры пневматических упругих элементов.

Амортизатор (гаситель колебаний).

Амортизатор с пневматическим регулированием демпфирования

Регулирование дорожного просвета Audi A6

Пневматические упругие элементы .

Модуль подачи воздуха .

Схема пневматической системы .

Выпускной клапан N111 .

Клапаны амортизационных стоек N150 и N151 .

Датчик для регулирования дорожного просвета G84 .

Блок управления системы регулирования

дорожного просвета J197 .

Контрольная лампа системы регулирования

дорожного просвета К134 .

скàчàно с сàйтà: www.pnevma.by

При движении по неровностям дороги на колёса автомобиля действуют ударные нагрузки. Эти нагрузки через систему подрессоривания и направляющие элементы подвески 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:

Сохраняется постоянный контакт колеса с дорогой, имеющий большое значение для эффективной работы тормозов и точности рулевого управления.

Под этим понятием подразумевается защита пассажиров от воздействия колебаний, угрожающих их здоровью или создающих неприятные ощущения, а также сохранение целостности перевозимого груза.

Под этим понятием подразумевается защита кузова и агрегатов автомобиля от высоких ударных и вибрационных нагрузок.

скàчàно с сàйтà: www.pnevma.by

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.

Занос (рыскание)

скàчàно с сàйтà: www.pnevma.by

В качестве несущих компонентов системы подрессоривания выступают упругие элементы,расположенныемеждуподвескойи 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 неподрессорен) ные 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 (см. раздел «Колебания»).

Пневмоподвеска Мерседес, Ауди, БМВ и еe предназначение.

Многие слышали слово «пневмоподвеска», но не все знают, для чего эта деталь автомобиля нужна и чем отличается от обычной, не «пневмо».

Пневмоподвеска — это вид подвески автомобиля, которая имеет возможность регулировки высоты дорожного просвета. Ее можно регулировать в автоматическом режиме или принудительно, но без применения физической силы человека.

Нужна пневматическая подвеска для увеличения комфортности езды и именно в степени комфортности заключается ее отличие от пружинной подвески: регулировать жесткость пружин невозможно, а жесткость пневматической подвески изменить нетрудно.

Результат — преображение авто то в спорткар, то во внедорожник: низкая посадка уменьшает лобовое сопротивление, заниженный центр тяжести прибавляет автомобилю устойчивости при прохождении поворотов, а высокая посадка в разы увеличивает проходимость.

Пневмоподвеска значительно расширяет функционал автомобиля, так как дает ему отличную проходимость в условиях бездорожья и хорошую устойчивость в условиях скоростной трассы. .Если ваш железный конь укомплектован пневмоподвеской, значит, вы можете шутя преодолевать сугробы, перемахивать через «лежачих полицейских» и парковаться на высоких бордюрах.

Изменяя давление в системе, ее можно настроить в соответствии с личными предпочтениями, что называется «под себя». И в зависимости от дорожной ситуации и погодных условий вести либо покорный, комфортный и мягкий, либо динамичный, собранный и жесткий автомобиль.

(К слову, сам процесс регулирования пневмоподвески выглядит весьма эффектно)

Еще один плюс пневмоподвески — возможность значительной загрузки (и даже перегрузки) авто без ущерба для комфортности вождения и безопасности пассажиров.

Хотите узнать, как подвеска может так значительно преобразить автомобиль? Читайте про устройство пневматической подвески.