Устройство пневмоподвески
Ходовая часть на пневматических элементах – далеко не новшество в мире автомобилестроения. Рассмотрим, что такое пневмоподвеска, ее принцип работы и устройство.
Виды систем
Ходовая часть с пневматическими элементами – вид подвески автомобиля, в которой реализована функция регулирования положения кузова относительно дороги за счет применения пневматических элементов.
Пневмоподвеска не является отдельным видом конструкции ходовой части автомобиля, поскольку реализуется совместно с другими типами подвесок (МакФерсон, многорычажная подвеска, неразрезная балка и т. д.).
Все штатные системы можно разделить на 2 вида:
- Простая пневматическая подвеска, в которой пневматический элемент устанавливается вместо пружин.
- Адаптивная подвеска. В ходовой части используются амортизаторы с изменяющейся жесткостью. Степень демпфирования изменяется в зависимости от дорожных условий либо пожеланий водителя. Ввиду своей стоимости система используется только на авто премиум-сегмента.
По способу реализации системы накачивания различают:
- Одноконтурные – единая воздушная магистраль отвечает за все подушки. Чаще всего их только 2 и установлены они на задней оси.
- Двухконтурная – для каждой из подушек отведена отдельная магистраль.
- Четырехконтурная – подушки на всех колесах имеют индивидуальные воздушные магистрали.
Достаточно вспомнить закон сообщающихся сосудов, чтобы понять, что система с индивидуальными магистралями — лучшее решение. Иначе при возрастании давления на одну подушку воздух из нее перемещался бы в сочлененный баллон. Это в свою очередь приводило бы к сильным кренам на поворотах.
Устройство
Пневмоподвеска современного автомобиля состоит из:
Компрессора, использующийся для создания давления воздуха.- Ресивера, в котором хранится минимальный запас сжатого воздуха.
- Модуля фильтрации и осушки. Для продления ресурса компрессора и исправной работы всех клапанов, датчиков, в систему подается только очищенный воздух. Поскольку в процессе сжатия температура воздуха повышается, на стенках металлического ресивера образуется конденсат. Поэтому воздух перед подачей в системе осушивается.
- Пневматического упругого элемента, на который возлагается основная роль в поддержании кузова.
- Шлангов, фитингов для герметичного соединения элементов системы.
- Датчиков уровня и ускорения кузова, использующиеся для автоматической корректировки положения кузова.
- Датчика температуры компрессора.
- Датчика давления воздуха в системе.
- Блока управления, принимающий данные от датчиков и управляющий исполнительными устройствами.
- Клапанов системы управления. Они нужны для создания давления в пневматических упругих элементах, для сброса давления, для поддержания давления в ресивере. Конструктивно клапаны расположены в блоке электромагнитных клапанов.
- Системы управления на приборной панели.
Пневматические стойки и модуль подачи воздуха, включающий в себя ресивер, компрессор, блок фильтрации и осушки, формируют пневматическую систему ходовой части автомобиля. Система может быть открытой (воздух стравливается в атмосферу) либо закрытой. В замкнутом контуре воздух возвращается опять в магистраль. Это уменьшает потери на последующее нагнетания давления.
Принцип работы
Как правило, пневматическая подвеска имеет 3 режима работы:
- изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения;
- поддержание уровня кузова на заданном уровне;
- принудительное уменьшение/увеличение уровня дорожного просвета.
Основная роль во всей работе подвески отведена пневмоэлементам, которые состоят из корпуса с направляющей, манжеты и поршня. Манжеты изготавливаются из прочного эластомера. Конструктивно пневмоэлемент может быть выполнен совместно с амортизатором либо устанавливаться отдельно.
Особенности эксплуатации, преимущества и недостатки
Главный минус пневмоподвески – дороговизна изготовления. В остальном современные системы достаточно надежны. Владельцам пневмоподушек открытого типа можно настоятельно рекомендовать чаще подымать авто в наивысшее положение на мойке, чтобы тщательно вымывать песок и грязь из-под манжет. Также необходимо следить за тем, чтобы не перетирались шланги воздушных магистралей. Утечку воздуха необходимо как можно быстрее устранять, так как частые включения компрессора значительно уменьшают его срок службы.
В остальном возможность изменять жесткость подвески, клиренс автомобиля дает не только преимущество при перевозке грузов либо выезде на бездорожье, но и в целом делает автомобиль более универсальным.
Экскурс в историю
Вильям Хамфриз был человеком, запатентовавшим в 1901 создание пневмоподушки. Некоторое время спустя к идее вернулись военные. Пневмобаллоны, установленные на ось грузового авто, позволяли перевозить больший вес и при необходимости увеличивать клиренс. Это давало такой технике преимущество на бездорожье.
В гражданское автомобилестроение пневмоподвеска приходит в 1930-е, когда выпускался Stout Scarab. Автомобиль был оснащен 4 пневмобаллонам фирмы Fairstone. Компрессор для накачки воздуха был соединен с двигателем приводным ремнем. Примечательно, что в авто была применена 4-х контурная система, которая и по сей день считается лучшим решением для пневмоподвески. Огромный вклад в развитие индустрии внесла компания Air Lift. Именно с этой фирмой связан приход пневмоэлементов в автоспорт, разумеется, если можно так назвать нелегальные гонки бутлегеров, позже трансформировавшиеся в Nascar.
Вплоть до начала 1960-х пневмоподушки размещались внутри пружин. Несмотря на провал первых систем с выносными пневпоэлементами, именно в этот период некоторые автомобили начинают комплектоваться пневмоподвеской уже с завода.
Гражданское автомобилестроение
Тот факт, что уже ни один гоночный автомобиль не обходился без пневмоподушек, попросту не мог оставаться незамеченным крупными автоконцернами. В 1957 году свет увидел Cadillac Eldorado Brougham, который оснащался еще довольно прогрессивной на тот момент 4-х контурной системой с датчиками на каждом элементе. Это позволяло при необходимости увеличивать или уменьшать давление в каждой подушке. Примерно в этот же период пневмоподвеска была внедрена Buick, Ambassador.
Пионером в развитии пневмосистем на территории континентальной Европы по праву считается Citroen, а точнее отдел инновационных разработок, возглавляемые тогда Полем Моге. В те времена считалось, что сделать комфортный и в то же время хорошо управляемый автомобиль на пневмоэлементах было невозможным.
Но всем скептикам пришлось умолкнуть, когда свет увидел Citroen DC 19 с его инновационной гидропневматической системой. Давление в системе могло быть либо принудительно повышено (это делало подвеску жестче, а автомобиль более маневренным) либо понижено, что давало на те времена небывалый уровень комфорта.
Несмотря на то, что внутри элементов был азот, а большую часть работы по обеспечению комфорта и жесткости подвески была возложена на гидравлику, такую систему можно причислить к ряду пневматических подвесок. Среди немецких производителей первой компанией, внедрившей пневмоподвеску, была Borgward. Именно их успешному примеру последовали специалисты с Mercedes.
Дороговизна конструкции, усложнение эксплуатации, увеличение стоимости ремонта не позволяют устанавливать такой тип подвески на все автомобили. Как и в прошлые времена, пневмоподвеска является прерогативой авто премиум сегмента.
