Устройство и принцип работы пневмоподвески

Содержание

В описании премиальных моделей авто последних поколений часто встречается понятие адаптивная подвеска. В зависимости от модификации эта система может настраивать жесткость амортизаторов (спортивный автомобиль имеет жесткий вид, а внедорожник – более мягкий) или дорожный просвет. Другое название такой системы – пневмоподвеска.

На наличие данной модификации обращают внимание те, кто ездит по дорогам разного качества: начиная от ровных автострад и заканчивая off-road поездками. Любители автомобильного тюнинга специально устанавливают такие пневмоэлементы, которые позволяют автомобилю даже подпрыгивать. Это направление в автотюнинге называется лоурайд. О нем есть отдельный обзор.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В основном пневматический тип подвески устанавливается на грузовой транспорт, но легковой транспорт класса бизнес или премиум часто тоже получает подобную систему. Рассмотрим устройство данной разновидности подвески машины, как она будет работать, как осуществляется управление пневмосистемы, а также в чем ее достоинства и недостатки.

Что такое пневматическая подвеска

Пневмоподвеска это система, в которой вместо стандартных амортизаторов установлены пневматические элементы. Подобными механизмами оснащен любой 18-колесный грузовик или современный автобус. Что касается переделок стандартных автомобилей, то обычно модернизируется классическая подвеска пружинного типа. Заводская стойка (спереди МакФерсон, а сзади пружина или рессора) меняется на пневмобаллоны, которые устанавливаются так же, как заводская конструкция, но для этого используются специальные крепежи.

Приобрести подобную деталь можно в крупных магазинах, специализирующихся на автомобильном тюнинге. Для рессорных или торсионных модификаций подвесок тоже существуют отдельные крепежные комплекты.

Если говорить об автомобильной подвеске, то она предназначена для поглощения толчков и ударов, идущих от колес на несущий кузов или раму машины. Такая тележка не только обеспечивает максимальный комфорт во время движения авто по неровной дороге. В первую очередь эта система разработана для того, чтобы машина не рассыпалась через пару лет эксплуатации.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В стандартных подвесках автомобильный клиренс (описание этого термина находится здесь) остается неизменным. Если транспортное средство эксплуатируется в разных условиях, то практично было бы иметь подвеску, способную изменять дорожный просвет в зависимости от состояния дороги.

Например, при скоростной езде по автостраде важно, чтобы машина была максимально близко к асфальту, чтобы аэродинамика работала в пользу прижимной силы автомобиля. Это увеличивает устойчивость машины на поворотах. Подробно об аэродинамике автомобилей рассказывается здесь. С другой стороны, для преодоления бездорожья важно, чтобы положение кузова относительно грунта было максимально выше, чтобы при передвижении не повредилось днище автомобиля.

Первая автомобильная подвеска, работа которой имеет пневматический принцип, примененная на серийных моделях, это разработка компании Citroen (модель DC19 1955-го года). General Motors – еще один производитель, который пытался внедрить в автомобильную промышленность пневматику.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Серийный автомобиль этого бренда, который был оснащен действующей пневмоподвеской, был Cadillac Eldorado Brougham (выпуск 1957-го года). Из-за дороговизны самого механизма и сложности в ремонте данная разработка была заморожена на неопределенное время. Благодаря современным технологиям эту систему удалось доработать и внедрить в автомобильную промышленность.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Особенности пневмоподвески автомобиля

Сама по себе пневматическая подвеска, по крайней мере технология, существует только в теории. На самом деле под пневмоподвеской подразумевается целая система, состоящая из большого количества узлов и механизмов. Пневматика в такой подвеске используется исключительно в одном узле – вместо стандартных пружин, торсиона или рессор.

Несмотря на это, у пневмоподвески есть ряд преимуществ перед классической конструкцией. Ключевым из них является способность изменить дорожный просвет транспортного средства или жесткость подвески.

Пневмоподвеску невозможно использовать в чистом виде (только пневмобаллоны) без дополнительных механизмов или конструкций. Например, она более эффективна при использовании тех же элементов, которые используются в стойке МакФерсон, во многорычажной подвеске и так далее.

Так как пневматическая подвеска использует большое количество разных дополнительных элементов, ее стоимость очень высокая. По этой причине она не устанавливается производителем на бюджетные автомобили.

Широкое применение такая система получила на грузовом транспорте. Благодаря тому, что грузовики и автобусы перевозят тяжелые грузы, в таком транспорте пневмоподвеска задействует весь спектр свойств. В легковом транспорте тонкая настройка подвески невозможна исключительно механикой, поэтому зачастую система управляется электроникой в совокупности с регулируемыми амортизаторами. Такая система известна многим автомобилистам под названием «адаптивная подвеска».

Экскурс в историю

Пневматическая подушка была запатентована Вильямом Хамфризом в 1901-м году. Хотя данное устройство имело ряд достоинств, на него обратили внимание не сразу, и то только военные. Причина в том, что установка пневмоподушки на грузовик давала ему больше преимуществ, например, такой автомобиль можно было сильнее загрузить, да и увеличенный дорожный просвет повышал проходимость транспорта на бездорожье.

В гражданских автомобилях пневматическая подвеска была внедрена только в 30-х годах прошлого столетия. Эта система устанавливалась  в модель Stout Scarab. Транспорт был оснащен четырьмя пневмобаллонами производства Fairstone. В той системе компрессор работал от ременного привода, соединенного с силовым агрегатом. В машине использовалась четырехконтурная система, которая до сих пор считается самым успешным решением.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Некоторые компании старались доработать систему пневмоподвески. Много чего было сделано компанией Air Lift. С ней связывают внедрение пневмоподвески в мир автоспорта. Эта система использовалась на авто американских бутлегеров (незаконных перевозчиков самогона во времена сухого закона). Изначально разные модификации их автомобилей использовались, чтобы ускользать от полиции. Со временем водители начали устраивать гонки между собой. Так родились гонки, которые сегодня называются NASCAR (соревнование на прокачанных стоковых машинах).

Особенностью такой подвески было то, что подушки устанавливались внутрь пружин. Она использовалась вплоть до 1960-х годов. Первые системы с выносными элементами были плохо продуманными, из-за чего такой проект был провальным. Тем не менее, некоторые автомобили комплектовались такой подвеской уже на заводе.

Так как пневматическая подвеска пользовалась большой популярностью в спортивных автомобилях, на эту технологию обратили внимание крупные автоконцерны. Так, в 1957 году появился Cadillac Eldorado Brougham. Автомобиль получил полноценную четырехконтурную пневмоподвеску с возможностью регулировать давление в каждой отдельной подушке. Примерно в то же время данная система начала использоваться компанией Buick и Ambassador.

Среди европейских автопроизводителей заслуженно первенство в применении пневмоподвески отдано компании Citroen. Причина в том, что инженерами бренда были внедрены инновационные разработки, которые сделали модели автомобилей с данной системой популярными (некоторые из них до сих пор ценятся коллекционерами).

В те годы было принято, что автомобиль не может быть одновременно и комфортным, и оснащенным передовой пневмоподвеской. Ситроен разрушила этот стереотип, выпустив культовый DS 19.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В автомобиле использовалась инновационная гидропневматическая подвеска. Небывалый комфорт обеспечивался благодаря понижению давления в газовых камерах баллонов. Чтобы машина была максимально управляемой на большой скорости, достаточно было повысить давление в баллонах, сделав подвеску жесткой. И хотя в той системе использовался азот, а уровень комфорта возлагался на гидравлическую часть системы, ее все равно причисляют к пневматическим системам.

Помимо французского производителя разработкой и внедрением пневмоподвески занималась немецкая компания Borgward. Этому примеру последовал автобренд Mercedes-Benz. На сегодняшний день невозможно создать бюджетный автомобиль с пневмоподвеской, потому что сама система очень дорогая в производстве, ремонте и обслуживании. Как и на рассвете данной технологии, сегодня пневмоподвеска устанавливается только на автомобили сегмента Премиум.

Принцип работы пневматической подвески

Работа пневмоподвески сводится к достижению двух целей:

  1. В заданном режиме автомобиль должен сохранять положение кузова относительно дорожного покрытия. Если выбрана спортивная настройка, то клиренс будет минимальным, а для внедорожных характеристик – наоборот самым большим.
  2. Помимо положения относительно дороги подвеска с пневмоприводом должна обеспечивать поглощение всех неровностей дорожного покрытия. Если водитель выбирает режим спортивной езды, то каждый амортизатор будет максимально жесткий (при этом важно, чтобы дорога была максимально ровной), а при установке режима бездорожья – максимально мягкий. Однако сама пневма не меняет жесткость амортизаторов. Для этого существуют специальные модели демпфирующих элементов (подробно о разновидностях амортизаторов рассказывается здесь). Пневматическая система только позволяет поднять кузов авто на максимально допустимую высоту или максимально его занизить.

Каждый производитель старается превзойти конкурентов, создавая усовершенствованные системы. Они могут называть свои разработки по-разному, но концепция работы устройств остается похожей. Независимо от модификации исполнительных механизмов каждая система будет состоять из таких элементов:

  1. Электронная схема. Электроника лучше обеспечивает тонкие настройки работы исполнительных механизмов. Некоторые автомобили получают адаптивный тип систем. В этой модификации устанавливается много всевозможных датчиков, которые фиксируют режим работы мотора, вращения колес, состояние дорожного покрытия (для этого может использоваться датчик системы ночного видения или передняя камера) и других систем автомобиля.
  2. Исполнительные механизмы. Размеры, конструкция и принцип действия у них разный, однако они всегда обеспечивают механический привод, за счет которого автомобиль приподнимается или опускается. Пневматика может иметь воздушный или гидро привод. В воздушной модификации устанавливается компрессор (или гидрокомпрессор в системе, заполненной рабочей жидкостью), ресивер (в нем происходит накопление сжатого воздуха), осушитель (удаляет влагу из воздуха, чтобы внутренняя часть механизмов не заржавела) и пневмобаллон на каждое колесо. Гидроподвеска имеет похожую конструкцию за исключением того, что управление жесткостью и клиренсом осуществляется не воздухом, а рабочей жидкостью, которая закачана в закрытый контур, как, например, в тормозной системе.Устройство и принцип работы пневмоподвески
  3. Система управления. В каждом автомобиле с подобной подвеской на панели управления устанавливается специальный регулятор, который активирует соответствующий алгоритм электроники.

Помимо заводских систем существуют более простые модификации для любительского тюнинга. Такая разновидность управляется при помощи пульта, который устанавливается в салоне автомобиля. При помощи регулятора водитель изменяет дорожный просвет транспорта. При активации устройства компрессором выполняется подкачка воздуха в пневмоаккумулятор, создавая нужное давление.

Такая модификация обеспечивает только ручной режим настройки клиренса. Водитель может только активировать конкретный электрический клапан (или группу клапанов). При этом пневмостойка поднимается или опускается на нужную высоту.

Заводской вариант пневматических подвесок может иметь автоматический принцип действия. В таких системах обязательно присутствует электронный блок управления. Автоматика работает за счет сигналов, поступающих от датчиков колес, мотора, положения кузова и других систем, и сама подстраивает высоту машины.

Зачем устанавливать пневматическую подвеску

Обычно простая пневмоподушка устанавливается на задний узел подвески автомобиля. Такую модификацию можно встретить на многих кроссоверах и внедорожниках. Зависимый тип подвески имеет небольшой эффект от подобной модернизации, так как даже при большом клиренсе на неровностях поперечная балка все равно будет цепляться за неровности или за препятствия.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

По этой причине задние пневморессоры используются вместе с независимой многорычажной конструкцией, как, например, у нового Land Rover Defender. Тест-драйв второго поколения этого полноценного внедорожника находится здесь.

Вот по каким причинам некоторые автомобилисты модернизируют амортизационную часть ходовой части автомобиля.

Регулируемость

Когда машина загружена (в салоне заняты все посадочные места или кузов полный), в классическом автомобиле пружины сжимаются под весом дополнительного груза. Если транспорт будет передвигаться по неровной местности, он может зацепиться днищем о торчащие препятствия. Это может быть камень, кочка, край ямы или колея (например, зимой на неочищенной дороге).

Регулируемый клиренс позволит автомобилисту преодолевать препятствия на дороге так, будто он не загружен. Регулировка высоты машины происходит уже не за несколько недель переделки ходовой части, а за пару минут.

Автоматическая пневмоподвеска позволяет более точно отрегулировать положение автомобиля в зависимости от предпочтений автовладельца. При этом не нужно проводить сложные настройки конструкции транспортного средства.

Управляемость

Помимо подстройки клиренса к выбранному режиму, система максимально компенсирует даже небольшой уголок наклона автомобиля на скорости (в дорогих моделях). Чтобы все колеса на виражах имели максимальное сцепление с дорожным покрытием, на основании сигналов датчиков положения кузова блок управления может дать команду на электроклапаны каждого из колес.

При вхождении в поворот одном контуре давление увеличивается, за счет чего машина на оси внутреннего радиуса поворота немного приподнимается. Благодаря этому водителю легче управлять транспортным средством, что повышает безопасность движения. Когда маневр выполнен, с нагруженного контура стравливается воздух, и автоматика стабилизирует положение кузова авто.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В обычных автомобилях эту функцию выполняет поперечный стабилизатор. В бюджетных моделях эта деталь устанавливается на ведущей оси, но в более дорогом сегменте используется два поперечных и даже продольный стабилизатор.

Пневмобаллон обладает одним полезным свойством. Его жесткость отдачи напрямую зависит от степени сжатия. В дорогих системах возможно использование пневморессор, которые предотвращают раскачивание транспорта во время езды по неровностям. В этом случае механический элемент контролируется как на сжатие, так и на растяжение.

Так как адаптивная подвеска не способна работать самостоятельно, она имеет собственный электронный блок управления. Переделка собственного автомобиля в этом случае сопряжена с большими материальными затратами.

Плюс не каждый механик может разобраться в работе системы, потому что помимо механических элементов в ней имеется большое количество электронных устройств. Их нужно правильно подключить к блоку управления, чтобы устройство правильно фиксировало сигналы от всех сенсоров.

Получение оптимальных характеристик

Выбирая новый автомобиль, каждый автомобилист оценивает управляемость и величину дорожного просвета предполагаемой покупки. Наличие пневматической подвески позволяет владельцу такого транспорта без дополнительного вмешательства в конструкцию авто изменить эти параметры в зависимости от условий эксплуатации.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Во время подстройки ходовой части водитель может сделать упор на управляемость, а может сделать машину максимально комфортной. Также существует возможность достичь золотой середины между этими параметрами.

Если автомобиль оснащен мощным силовым агрегатом, но на дорогах общего пользования нельзя задействовать весь его потенциал, можно настроить подвеску так, чтобы в обычном режиме машина была максимально мягкой и комфортной. Но как только водитель попадет на автодром, можно задействовать спортивный режим, изменив также настройки подвески.

Внешний вид автомобиля

Хотя производители предлагают новые модели автомобилей с уже низким клиренсом, такие транспортные средства во многих регионах оказываются малоэффективными. По этой причине очень низкие модели занимают лишь небольшую нишу на мировом рынке автомобилей. Что касается тюнинга, то в направлении стенс-автовысота машины имеет большое значение.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Чаще всего самостоятельно заниженные автомобили получаются в результате переделки ходовой части, из-за чего транспорт теряет свою практичность. Сегодня мало тех, кто готов вкладывать большие средства в отдельный автомобиль, который будет предназначен только для того, чтобы устроить представление на автошоу, а остальное время просто пылиться в гараже.

Пневмоподвеска позволяет максимально занизить транспорт, но при необходимости приподнять его. Обычно на въездах на АЗС или эстакаду низкие машины страдают от того, что не способны преодолеть незначительный уклон дорожного полотна. Регулируемая конструкция дает возможность водителю придать машине уникальности без ущерба его практичности.

Загрузка транспортного средства

Еще одна полезная характеристика пневматической подвески в том, что эта система облегчает загрузку/выгрузку машины. Некоторые владельцы внедорожников с изменяемым дорожным просветом по-достоинству оценили эту опцию.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Для преодоления бездорожья большинство крупногабаритных машин получают большие колеса, из-за чего автомобилисту с низким ростом намного сложнее положить груз в багажник. В этом случае машину можно немного опустить. Подобным образом можно использовать данную систему на автоэвакуаторе. Во время загрузки высота кузова может быть минимальной, а в процессе транспортировки владелец эвакуатора поднимает транспорт на комфортную для езды высоту.

Как поставить пневмоподвеску своими руками?

Когда покупается весь комплект пневмоподвески, вместе со всеми компонентами производитель предоставляет и подробную инструкцию по монтажу. Также в большинстве наборов присутствует и ремонтный комплект.

Это очень важный фактор, от которого зависит грамотная установка системы. К сожалению, многие автомобилисты при установке сложных механизмов и разных систем, даже таких сложных, что и пневмоподвеска, обращаются к инструкции, когда уже что-то сломалось или система работает неправильно.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Чтобы предотвратить неграмотную установку, вследствие которой некоторые детали могут выйти из строя, некоторые компании предупреждают, что при несоблюдении инструкции установки система снимается с гарантии. А есть и те, которые используют психологические приемы. Например, компания одни на упаковке с компонентами системы печатает предупреждающую надпись «Не открывать!». По задумке маркетологов это предупреждение побуждает покупателей сначала открыть инструкцию, хотя бы чтобы разобраться, почему упаковку нельзя открывать. А компания Ride Tech на самой инструкции печатает эту надпись, рассчитывая на то, что «запретный плод всегда сладок» и покупатель в первую очередь откроет упаковку с запретом.

Какой бы сложной система ни была, ее можно установить самостоятельно, ведь даже в самом лучшем сервисном центре или ателье такую работу выполняют люди. Значит, для автомобилиста это возможно. Главное – тесно придерживаться инструкции производителя. Помимо этого установщику требуется понимание, как должна работать система.

В зависимости от типа и сложности системы ее монтаж может занять 12-15 часов (касается компонентов подвески с подушками) + 10 часов для монтажа компрессора и его компонентов + 5-6 часов для системы выравнивания, если она имеет место в данной системе. Но это зависит от навыков автомобилиста по работе с инструментами и познаний технической части авто. Если устанавливать пневмоподвеску самостоятельно, это позволит существенно сэкономить средства (стоимость установки составляет приблизительно четвертую часть цены комплекта).

Чтобы система работала исправно, нельзя пренебрегать использованием уплотнительных материалов. Зачастую пневматическая магистраль пропускает воздух, если не использовать уплотнительную ленту на соединениях. Также необходимо изолировать магистраль от воздействия механических повреждений и воздействия высоких температур. Заключительный этап является правильная настройка системы.

Конструкция пневматического баллона

Производством качественных пневмобаллонов занимается североамериканская компания Firestone. Зачастую ее продукцией пользуются производители грузовиков. Если условно классифицировать эту продукцию, то их существует три разновидности:

  • Двойные. Эта модификация адаптирована для плохого дорожного покрытия. Внешне она похожа на чизбургер. Такая подушка имеет короткий рабочий ход. Ее можно использовать на передней части подвески. В этой части амортизатор расположен близко к точке максимальных нагрузок.
  • Конические. Такие модификации не устанавливаются как передний амортизатор, несмотря на то, что они имеют больший рабочий ход. Их работа имеет линейный принцип, а нагрузки они выдерживают меньшие, чем предыдущие.
  • Роликовые. Эти пневмобаллоны тоже имеют меньший размер, чем двойные подушки (они имеют тонкую высокую колбу). Их работа практически идентична предыдущей модификации, поэтому подобные пневматические амортизаторы тоже устанавливаются на заднюю часть тележки автомобиля.

Вот чертеж самой распространенной схемы подключения пневмоподвески:

Устройство и принцип работы пневмоподвески
А) компрессор; В) манометр; С) осушитель; D) ресивер; E)пневмоподушка; F)впускной клапан; G) выпускной клапан; H) запасной клапан.

Рассмотрим, как устроенный пневмобаллон.

Компрессоры

Чтобы пневматический амортизатор смог менять свою высоту, он должен подключаться к внешнему источнику воздуха. Невозможно один раз создать одно давление в системе, и машина будет адаптирована к разным условиям эксплуатации (количество пассажиров, вес груза, состояние дорожного полотна и т.д.).

По этой причине пневмокомпрессоры должны устанавливаться на само транспортное средство. Это позволяет менять характеристики машины прямо на дороге,  а в некоторых моделях даже в процессе движения.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Пневматическая система будет состоять как минимум из одного компрессора, ресивера (емкость, в которой накапливается воздух) и системы управления (их модификации рассмотрим немного позже). Экономически оправданной и самой простой модификацией является подключение одного компрессора и ресивера объемом на 7.5 литра. Однако такая установка будет поднимать машину пару минут.

Если есть необходимость, чтобы подвеска поднимала автомобиль всего за пару секунд, тогда потребуется минимум два компрессора мощностью 330 кг/квадратный дюйм и минимум два ресивера объемом на 19 литров. Также потребуется установка промышленных пневмоклапанов и пневмолиний на 31-44 дюймов.

Достоинство такой системы – машина поднимается сразу после нажатия на кнопку. Однако при этом есть и существенный недостаток. Подобная конструкция не дает возможность тонкой подстройки – автомобиль поднимается либо слишком высоко, либо недостаточно.

Пневмолинии

Составной частью всех пневмоподвесок является пластиковая пневмолиния, предназначенная для грузовиков. Это магистраль высокого давления, которая дает возможность подсоединить все компоненты системы. Данные модификации способны выдерживать давление в 75-150 psi (фунтов/дюйм квадратный).

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Если устанавливается более производительная пневмосистема, для большей уверенности вместо пластиковой магистрали можно использовать металлический аналог (его используют в тормозных системах). Чтобы подсоединить все компоненты, можно воспользоваться стандартными конусными гайками и переходниками. Сами компоненты системы подсоединяются к основной магистрали при помощи гибких шлангов высокого давления.

Передняя подвеска

Первые разработки пневмосистем получали механизмы, с помощью которых можно было немного сместить передний амортизатор. Причина в том, что пневмобаллон не имеет области для установки амортизатора, как в стойке МакФерсон (он расположен внутри пружины).

В комплект пневмобаллонов для передней части подвески входят специальные кронштейны, с помощью которых амортизатор устанавливается со смещением, но без ущерба для его производительности. Однако если в небольшом автомобиле установлены нестандартные большие колесные диски (такой тюнинг популярен в наше время) с низкопрофильной резиной, использование пневмоподвески в некоторых случаях будет невозможным. Подробно о том, как выбрать низкопрофильные покрышки, рассказывается отдельно.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Среди последних разработок существуют комплексные пневматические амортизаторы, которые устанавливаются вместо классической стойки. Эта модификация стоит значительно дороже, однако подобные механизмы намного проще устанавливать.

Прежде чем останавливать свой выбор на этой модификации, стоит учесть, что на некоторых шасси она менее эффективна по сравнению с системами, в которых пневмобаллон и амортизатор отдельные. Иногда при уменьшенном клиренсе из-за особенностей конструкции шасси во время движения колесо цепляется за подкрылок. В этом случае требуется более жесткий амортизатор.

По этой причине для тех, кому в первую очередь важен максимальный комфорт, а не только визуальное изменение своего транспорта, лучше остановиться на раздельной системе.

Задняя подвеска

На задней части тележки установка пневматической системы зависит от типа подвески авто. Если там стоят стойки типа МакФерсон, а конструкция многорычажная, то установить баллоны на стоковую опору не составит труда. Самое главное – подобрать подходящую модификацию. Но при использовании комбинированной модификации (амортизатор и баллон объединены в один модуль) может понадобиться немного переделать конструкцию подвески авто.

Если на задней оси в машине стоит рессорная подвеска, то установка пневматики может быть выполнена двумя методами. Прежде чем изменять подвеску, нужно учесть, что все рессорные листы нельзя демонтировать. Причина в том, что эти элементы помимо пружинящего эффекта стабилизируют заднюю ось. Если полностью убрать все рессоры, нужно будет устанавливать рычажную систему, а это серьезное вмешательство в конструкцию автомобиля, что требует немалого инженерного опыта.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Итак, первый способ установки пневмобаллонов на рессорную подвеску. Оставляем несколько листов с каждой стороны, чтобы они продолжали выполнять функцию стабилизации оси. Вместо удаленных листов (между кузовом и рессорами) устанавливается пневмоподушка.

Второй способ более дорогостоящий. Обычно его используют те автовладельцы, которые хотят максимально «прокачать» подвеску автомобиля. Все рессоры удаляются, а вместо них на каждую сторону устанавливается 4-точечная конструкция с пневмоподушкой. Для такой модернизации многие производители уже создали специальные комплекты крепежей, которые позволяют установить пневматику с минимальными сварочными работами.

Для 4-точечной модернизации предлагается два типа рычагов:

  • Треугольные. Эти детали используются на легковых машинах для повседневной эксплуатации.
  • Параллельные. Такие элементы используются в грузовиках. Если легковой автомобиль используется для гонок в стиле драг-рейсинг (об особенностях этих соревнований рассказывается здесь) или других видов автосоревнований, то используется этот же тип рычагов.

Пневмобаллоны

Эти элементы сейчас изготавливаются из резины или высокопрочного полиуретана. Этот материал обладает большой эластичностью и прочностью, что обеспечивает герметичность системы. Также эти материалы устойчивы к воздействию негативных погодных условий, механического воздействия во время езды (песок, грязь и камни ударяются обо все детали, расположенные под днищем авто), вибраций и химических реагентов, которыми посыпаются дорога зимой.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Покупателям пневмосистем предлагается три типа баллонов:

  • Двойные. По своей форме такие баллоны напоминают песочные часы. По сравнению с другими аналогами, данный тип баллонов обладает большой горизонтальной гибкостью;
  • Конические. Они обладают теми же свойствами, что и другие пневмобаллоны. Только их форма позволяет устанавливать такие элементы в ограниченном пространстве. Недостатком такого типа является небольшой диапазон регулировки дорожного просвета автомобиля;
  • Роликовые. Такие пневмобаллоны разработаны для использования в особенных условиях. Такие баллоны выбираются при установке конкретной конструкции подвески и необходимости настраивать определенный параметр высоты авто. При покупке комплекта производитель укажет, какие типы баллонов рекомендовано использовать в конкретном случае.

Электромагнитные клапаны и пневматические линии

Чтобы пневмоподвеска могла работать, помимо баллонов система должна иметь пневматические линии и запорные механизмы (клапаны), так как подушки поднимаются и держат вес автомобиля за счет закачанного в них воздуха.

Пневмолинии это система трубок высокого давления, которые прокладываются под днищем автомобиля. Хотя в этой части машины магистраль подвержена агрессивному воздействию реагентов и влаги, ее нельзя прокладывать по салону, потому что в случае разгерметизации для ремонта не нужно будет полностью разбирать весь салон.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Самая надежная магистраль изготавливается из цветных металлов, но также встречаются модификации, изготовленные из полиуретана и резины.

Клапаны необходимы для накачки и удержания напора воздуха в конкретной части магистрали. Это ключевые элементы, благодаря которым осуществляется управление всей пневмосистемой. Первые пневмоподвески получали двухконтурный тип. Недостатком таких систем был свободное перемещение воздуха из компрессора в баллоны и обратно. При вхождении в поворот из-за перераспределения веса транспортного средства в таких системах воздух из нагруженных баллонов выдавливался в менее нагруженный контур, что сильно увеличивало крен авто.

Современные пневмосистемы оснащаются рядом клапанов, которые сохраняют давление в конкретном узле подвески. Благодаря этому такая подвеска способна конкурировать аналогам с пружинными демпферными элементами. Для более точного управления системой используются электромагнитные клапаны, срабатывающие от сигналов модуля управления.

Модуль управления

Это сердце пневматической подвески. На рынке автомобильных систем можно найти более простые модули, которые представлены простым электронным выключателем. При желании можно найти более дорогостоящий вариант, который оснащен микропроцессором с установленным в него программным обеспечением.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Такой модуль управления отслеживает сигналы от разных датчиков системы и изменяет давление в контурах, открывая/закрывая клапаны и включая/выключая компрессор. Чтобы электроника не конфликтовала с ПО бортового компьютера или центрального блока управления, она независима от других систем.

Ресивер

Под ресивером подразумевается емкость, в которую закачивается воздух. За счет этого элемента поддерживается напор воздуха во всей магистрали и при необходимости используется этот запас, чтобы компрессор не включался так часто.

Хотя система совершенно свободно может работать и без ресивера, его наличие желательно, чтобы снизить нагрузку на компрессор. Благодаря его установке компрессор будет работать реже, что увеличит его рабочий ресурс. Нагнетатель будет включаться только после того, как давление в ресивере снизится до определенного показателя.

Разновидности по количеству контуров

Помимо особенностей конструкции и мощности исполнительных механизмов из всех разновидностей пневматических подвесок существуют двухконтурные и четырехконтурные варианты. Первая модификация использовалась на хот-родах во второй половине 1990-х годов.

Устройство и принцип работы пневмоподвески
1) Одноконтурная; 2) Двухконтурная; 3) Четырехконтурная

Рассмотрим некоторые особенности этих систем.

Двухконтурная

В этом случае два пневмобаллона, установленные на одной оси, связаны между собой. Что касается монтажа, то такую систему проще установить. На одну ось достаточно установить один клапан.

В то же время у подобной модификации есть существенный недостаток. Когда машина на скорости входит в поворот, из нагруженного баллона воздух перемещался в полость менее нагруженного, из-за чего вместо стабилизации автомобиля крен кузова становился еще больше. На легковом транспорте эта проблема решается установкой поперечного стабилизатора большей жесткости.

Четырехконтурная

Из-за значительных недостатков предыдущей пневмосистемы на современных автомобилях устанавливается четырехконтурный вариант. Формула подключения имеет независимое управление каждым пневмобаллоном. Для этого на каждую подушку полагается по индивидуальному клапану.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Подобная модификация напоминает систему компенсации крена для автомобилей, адаптированных для трековых гонок. Она обеспечивает более точную подстройку клиренса в зависимости от положения кузова авто относительно дорожного полотна.

Системы управления

В большинстве случаев четырехконтурная система будет работать от электроники. Только такой контрольный вариант позволяет изменять состояние подвески в небольшом диапазоне. Правда, эта система намного сложнее устанавливается (нужно правильно подключить все положенные датчики с блоком управления), и стоит намного дороже.

В качестве бюджетного варианта автовладелец может установить систему с ручным управлением. Этот вариант можно использовать, как на двухконтурной, так и на четырехконтурной системе. В таком случае для контроля давления в магистрали на центральной консоли устанавливается манометр и кнопка управления.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Дорогостоящим, но более эффективным вариантом является установка электронного регулятора. Для такой системы используются электромагнитные клапаны, которые управляются электроникой. Подобная модификация будет состоять из блока управления, комплекта датчиков, необходимых для определения положения авто и степени подкачки баллонов.

Последние разработки могут оснащаться несколькими системами управления. Рассмотрим, как работает каждая из них.

Система управления, измеряющая давление

В теории эта система определяет положение пневмобаллона (электроника настраивается на этот параметр, чтобы определить величину клиренса). Датчики давления в системе передают сигналы на блок управления, позволяя электронике определить дорожный просвет. Но у такой системы управления есть существенный недостаток.

Если машину хорошо пригрузить (в салоне находятся максимальное количество пассажиров, а в багажнике лежит тяжелый груз), то в магистрали давление обязательно подскочит. На основании датчиков давления бортовой компьютер будет определять, что машина поднята на максимальную высоту, а на самом деле она может быть слишком низкой.

Подобная система управления подойдет для легкового транспорта, в котором редко когда перевозятся тяжелые грузы. Даже заправка топливом до полного объема бензобака изменяет контроль клиренса автомобиля. По этой причине автоматика будет неправильно выставлять дорожный просвет.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Также большая погрешность этой разновидности активной системы управления зависит от маневров, которые выполняет транспортное средство. Например, когда авто преодолевает затяжной поворот, одна сторона подвески нагружается сильнее. Электроника определяет это изменение, как подъем одной стороны автомобиля. Естественно, срабатывает алгоритм стабилизации кузова.

В этом случае загруженная часть магистрали начинает спускаться, а в разгруженную закачиваться большее количества воздуха. Из-за этого крен машины увеличивается, и на поворотах она будет раскачиваться. Похожий недостаток имеет двухконтурная система.

Система управления, контролирующая клиренс

Более эффективной в отношении большого количества переменных в нагрузке на отдельные баллоны является та, которая фиксирует реальное расстояние от нижней части кузова до дорожного покрытия. В ней исключаются все погрешности, характерные для предыдущего варианта. Благодаря наличию датчиков, определяющих реакцию подвески на увеличение давления в конкретных контурах, электроника точнее выставляет клиренс в зависимости от ситуации на дороге.

Несмотря на это достоинство, у подобной системы управления тоже имеется недостаток. Для адекватной управляемости транспортного средства важно, чтобы жесткость подвески была приблизительно одинаковая. Разница в давлении разных пневмобаллонов не должна превышать 20 процентов.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Но когда электроника старается максимально выровнять машину, в некоторых ситуациях эта разница превышает данный параметр. Как результат – одна часть подвески максимально жесткая, а другая – очень мягкая. Это отрицательно сказывается на управляемости машины.

Комбинированные системы

Чтобы устранить погрешности и недостатки обеих систем управления, были созданы комбинированные СУ. Они объединяют достоинства как той, которая контролирует давление в контурах, так и определяющей величину клиренса. Благодаря такому сочетанию помимо контроля положения самого автомобиля эти системы также нивелируют работу друг друга.

Подобная система управления была разработана компанией Air Ride Tec. Модификация называется Level Pro. Электронный блок управления в этом случае программируется на три режима. Максимальная, средняя и самая низкая посадка авто. Каждый из этих режимов позволяет использовать машину в разных условиях эксплуатации, начиная от трековых заездов, и заканчивая бездорожьем.

Комплект пневмобаллонов и электромагнитных клапанов работает как от автоматики, так и в ручном режиме. Когда машина подъезжает к лежачему полицейскому, она самостоятельно не поднимется для преодоления этого препятствия. Для этого электроника должна иметь большее количество сенсоров, сканирующих дорожное покрытие заранее. Такие системы очень дорогие.

Модифицированные системы

Перечисленные выше системы адаптированы для обычных дорожных легковых автомобилей. Для грузовиков и профессиональных спорткаров существуют модифицированные системы управления, которые обеспечивают быструю и точную автоматическую настройку транспортного средства.

С практической стороны на внедорожник, пикап или мощный хот-род лучше установить специально разработанный готовый комплект, чем пытаться самостоятельно создать адаптивную подвеску. Помимо того, что подобная разработка займет уйму времени, есть большая вероятность, что механик может неправильно выполнить расчеты, и подвеска не справится с нагрузками.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

Выбирая готовый комплект, автовладельцу достаточно посмотреть в список, предоставленный производителем: подходит ли эта продукция к данной модели авто или нет. В нем учтены расстояние между колесами и подкрылками, размеры шаровых опор, величина улов изменяемой оси и другие параметры, на основании которых автоматика определяет, насколько большой объем воздуха необходимо закачать в баллоны.

Особенности эксплуатации

Как уже было сказано, ключевой особенностью пневматической подвески, независимо от ее конструкции, является ее дороговизна. Хотя современные системы достаточно надежны и эффективны, когда они выходят из строя, их ремонт превращается в настоящую головную боль и «черную дыру» в кошельке.

Если машина оснащена открытыми пневмоподушками, рекомендуется чаще во время мойки авто использовать подъемник, чтобы хорошо вымыть грязь и песок под манжетами. Внимание также необходимо уделять шлангам воздушной магистрали – следить, чтобы они не перетирались. Если появилась утечка воздуха, ее необходимо как можно быстрее устранять, потому что частые включения снижают рабочий ресурс компрессора.

Некоторые считают, что частоту изменений клиренса или жесткости подвески нужно максимально минимизировать. Для таких автомобилистов пневмоподвеска не нужна, и им достаточно стандартной подвески. Любая система имеет свой ресурс, как бы ни старались продлить срок ее службы. Наличие пневматической подвески делает машину универсальной, выгодной на бездорожье и более маневренной на больших скоростях.

Преимущества и недостатки пневматической подвески

У любой модернизации заводских узлов автомобиля есть как положительная, так и отрицательная сторона медали. Вначале о достоинствах пневматики:

  1. В результате переделки подвески машины не страдает ни трансмиссия, ни смазка всех агрегатов авто. В некоторых случаях незначительно меняется геометрия самой подвески.
  2. Пневматическая подвеска способна сохранять высоту машины, независимо от ее загрузки. Если груз будет неравномерно распределен по кузову, система будет поддерживать автомобиль максимально ровным относительно дороги.
  3. При необходимости машину можно приподнять для преодоления препятствий на дороге. А для визуального изменения на ровном покрытии авто можно максимально занизить (при этом минимальная высота может привести к ускоренному износу подушек).
  4. Благодаря качественной стабилизации кузова на поворотах машина не раскачивается, что добавляет комфорта во время поездки.
  5. Пневматическая система имеет тихую работу.
  6. При установке пневмобаллонов совместно с заводской подвеской штатные детали служат гораздо дольше. Благодаря этому регламент ремонтных работ значительно увеличивается. В некоторых случаях такая подвеска способна отходить до 1 млн. км.
  7. По сравнению с аналогичным автомобилем с классической подвеской транспорт, оснащенный пневматикой, обладает большой грузоподъемностью.
Устройство и принцип работы пневмоподвески

Прежде чем принимать решение модернизировать подвеску своего автомобиля при помощи установки пневматической системы, нужно учесть все недостатки такой модернизации. А эти минусы существенные:

  1. Чтобы установить пневматику на свое авто, нужно потратить приличную сумму на покупку всех необходимых элементов. Помимо этого следует выделить средства на оплату работы профессионала, который сможет грамотно подключить все узлы. Если планируется в будущем продать машину, то на вторичном рынке дешевая модель, модернизированная подобным образом, будет стоить намного дороже, чем ценовой сегмент, в котором она находится. В основном такие системы практично использовать на грузовом транспорте или на моделях класса «Бизнес».
  2. Такая система очень требовательна к условиям эксплуатации. Она боится грязи, воды, пыли и песка. Чтобы содержать ее в чистоте, нужно будет приложить много усилий, особенно если учесть состояние современных дорог.
  3. Сама пневмоподушка не ремонтируется. Если из-за неправильной эксплуатации (например, частая езда с минимальным клиренсом) она износится, ее нужно будет заменить на новую.
  4. Эффективность пневматических амортизаторов снижается с наступлением морозов.
  5. Также зимой пневматические элементы подвержены агрессивному воздействию реагентов, которыми посыпаются дороги.

Если автомобилист готов мириться с этими недостатками, то можно с уверенностью сказать, что по сравнению с классическими пружинами и амортизаторами пневматический аналог (особенно последних разработок) будет более эффективным. Однако, к сожалению, такая разработка доступна только состоятельным автомобилистам и жителям южных широт.

Дополнительно посмотрите видеообзор об эволюции и особенностях пневматической подвески:

ЧТО ТАКОЕ ПНЕВМОПОДВЕСКА В АВТОМОБИЛЕ И КАК ОНА УСТРОЕНА

Видео на тему

Вот небольшое видео о работе пневмоподвески:

Как работает пневмоподвеска? Все плюсы пневмоподвески. Пневмоподвески Фольксваген Туарег.

Вопросы и ответы:

Чем плоха пневмоподвеска? Сложная конструкция и плохая ремонтопригодность узлов делает ее очень дорогой в ремонте и обслуживании. На ее ресурс очень влияют погодные условия, дорожная химия и отрицательные температуры.

Как работает компрессор пневмоподвески? Поршень выполняет возвратно-поступательные движения в гильзе. Попеременно открываются всасывающий и нагнетающий клапаны. Воздух идет через осушитель в рабочий резервуар.

Как работает пневмоподвеска на грузовике? Сначала воздухом наполняется тормозная система. Затем он закачивается в пневморессоры, а потом нагнетается в ресивер. Для изменения жесткости демпфирования используется воздух из ресивера.

Главная » Статьи » Устройство автомобиля » Устройство и принцип работы пневмоподвески

Добавить комментарий