Пневмо подвеска рессоры
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Пневмо подвеска рессоры

Плюсы и минусы пневматической подвески

Хотите знать, как правильно выбрать пневматическую подвеску? Тогда вы на правильном пути. Из этого материала можно узнать, что входит в конструкцию, как работает система. Выясним, что означает хорошая пневматика, рассмотрим её достоинства и недостатки. Начнём знакомство с определения, что такое пневма на машине.

Что такое пневматика

Многие задают вопрос, зачем ставить пневматическую подвеску? Ответим так: для комфорта и возможности регулировки клиренса автомобиля. Пневматическая подвеска транспортного средства (далее ППТС) – это одна из разновидностей подвески авто. Она стационарно устанавливается:

  1. На грузовом транспорте.
  2. На автомобильных полуприцепах.
  3. На легковых машинах. В основном, джипах и технике бизнес-класса.

Упругими элементами конструкции выступают пневматические упоры, которые монтируются на каждом колесе машины и не зависят друг от друга. ППТС можно ставить на уже имеющиеся заводские конструкции подвесок, в том числе, на стойки типа МакФерсон, что позволяет повысить безопасность и комфортное вождение. Их крепят на балках и других элементах автомобиля. Адаптивные конструкции делятся на несколько типов. К наиболее распространённым можно отнести:

Установить пневмоподвеску можно своими силами не прибегая к помощи мастеров сервисных центров.

В отличие от заводских подушек пневмы при самостоятельной установке элемента можно изменять высоту кузова относительно дороге в ручном режиме.

Сегодня хорошей пневматической подвеской считается та, при помощи которой нагнетание воздуха, контроль и изменение клиренса выполняется, не выходя из машины. То есть, в автоматическом режиме.

Что входит в конструкцию

Система пневмоподвески включает в себя:

  1. Упругие пневматические элементы на каждое колесо.
  2. Для нагнетания сжатого воздуха необходим компрессор.
  3. Воздушный ресивер, через который воздушная масса перемещается в исполнительные механизмы.
  4. Воздушные магистрали, по которым проходит сжатый воздух.
  5. Для регулировки в автоматическом режиме – БУ (блок управления) и датчики.

Пневмоподушки имеют основные плюсы и минусы, о которых мы обязательно расскажем. А пока выясним, как работает система.

Как работает

На автомобилях пневма регулирует высоту кузова транспортного средства относительно дорожного полотна. Важно понимать, что изменения клиренса и настройки жёсткости выполняются:

Можно добавить, что регулировка в положении «Автомат», может разниться. Автоматическая настройка возможна на адаптированных конструкциях. В данном случае, пневматическая подвеска, поддерживает выбранный клиренс, контролирует жёсткость амортизаторов в зависимости от качества дорожного полотна. Алгоритм работы включает в себя следующие параметры:

Контролируя вышеперечисленные параметры, система ППТС выбирает и настраивает наиболее приемлемые значения клиренса. Цель: выбор лучшей аэродинамической позиции автомобиля. При скоростном вхождении в поворот система оценивает крен транспортного средства. За счёт подачи сжатого воздуха можно увеличить показатели жёсткости нагружаемых амортизаторных стоек. ППТС снижает по максимуму центр тяжести машины, тем самым, улучшая управляемость и динамику авто.

История создания

Мы не будем глубоко копать. Отметим лишь, что установка ППТС на массово выпускаемый автомобиль была выполнена французами в 1655 году. Этой чести удостоилась машина «Ситроен ДС-19».

Каждое колесо было оснащено независимыми поршневыми рессорами пневматического принципа действия с возможностью регулировки. Интересно, что модель, о которой идёт речь, и сегодня сходит с заводского конвейера с первоначальным вариантом рессор.

В Штатах, пневматические рессоры, начали устанавливать с 1957 года: речь идёт о массовом производстве легковых авто. Первооткрывателем стал автомобиль «Кадилак Эльдорадо».

В последующем, немцы, заинтересовавшись новинкой. Использовали конструкции, начиная с автомобиля «Мерседес-Бенс» 300 СЕ. Это произошло уже в 1961 году. Дальнейшие попытки усовершенствования не принесли желаемых результатов и постепенно РКО диафрагменного типа стали историей.

В СССР также изучали этот вопрос и пытались применить конструкцию, так сказать, на практике. Это в 50-х годах коснулось грузового транспорта и автобусов. Проводились масштабные совещания, где демонстрировались новинки. Со временем было принято решение внедрить пневматические рессоры на основе РКО в массовое производство.

На дорогах постсоветского пространства появились автобусы с новой конструкцией. Это техника (автобусы) ЛАЗ (Львовского автомобильного завода) и троллейбусы ЗиУ (завод имени Урицкого). В конце 50-х, начале 60-х годов Ижевский автомобильный завод выпустил первый «Москвич» с пневматической подвесной системой.

Дальше этого дело не пошло. Огонь энтузиастов постепенно угасал. И только спустя много лет возгорелся вновь. Новшество коснулось теперь легковых машин, где устанавливали РКО рукавного типа. Он агрегировал с ЭСУ.

Сегодня регулируемыми системами никого не удивишь. На заводах идёт массовое исполнение этих конструкций. За дело взялись автомобильные гиганты США, Японии Европы и ряда других стран.

Достоинства и недостатки

Теперь, давайте рассмотрим положительные стороны и найдём изъяны в установке регулируемой конструкции.

О преимуществах, в первую очередь.

Что отличает машину на пневмо. Это, в первую очередь, увеличенная энергоёмкость. Она не даёт машине выполнять рискованные крены при вхождении в поворот. Даже на высоких скоростях. Существенно снижается амплитуда колебаний. В результате, затрачивается меньше энергии на поглощение амортизаторами.

К плюсам установленной пневматической подвески можно отнести регулировку жёсткости в широком диапазоне. Это позволяет сделать езду более контролируемой. Речь идёт о выборе наиболее оптимального варианта жёсткости при передвижении по дороге с разным качеством дорожного полотна.

Ещё один положительный аспект, на котором хочется заострить внимание – это положение кузова автомобиля. О чём собственно речь? Стабильность позволяет в ночное время работать фарам в стационарном режиме. Исключены прыжки, раскачивание кузова авто. Следовательно, водитель не напрягается, а спокойно контролирует освещённую трассу.

Создаются дополнительные меры безопасного передвижения, как для владельца транспортного средства, так и для других участников ночного дорожного движения. Разница при установке и использовании пневматической подвески в этом очевидна.

Помимо этого, отличия пневматической подвески от обычного варианта, заключаются в следующем:

  1. Появляется возможность увеличить грузоподъёмность транспортного средства.
  2. Распределить нагрузку.
  3. Регулировать тормозное усилие.
  4. Повышается комфорт передвижения.
  5. Ход авто становится более плавным.
  6. Снижаются показатели уровня шума.
  7. Появляется возможность регулировки и контроля клиренса.
  8. Аэродинамика становится лучше.

Наряду с этим, существуют минусы подвески, о которых необходимо говорить вслух для полного понимания ситуации.

Минусы

В копилку негатива можно положить:

  1. Дорогое обслуживание.
  2. Постоянный контроль системы и регулярную очистку от грязи.
  3. Передвижение зимой на пневме. При высоких минусовых температурах резина дубеет. Подушки могут порваться, потрескаться и пропускать воздух.
  4. Сложно установить, а тем более, настроить самостоятельно.
  5. Ресивер и аппаратура могут занять большой объём багажного отсека.

Промежуточный вывод

Рассмотрев плюсы и минусы пневмоподвески можно сказать, что приверженцев комфорта и регулировки жёсткости становится всё больше. Сегодня в тренде ППТС на 4 контура. Пневматическая опора каждого колеса не зависит друг от друга. Настраивается и работает индивидуально.

В заключение

Рассмотрев данный вопрос, и выяснив положительные и отрицательные стороны установки дополнительного оборудования, принятие решения остаётся за вами, уважаемые автолюбители.

Устройство пневмоподвески автобусов

Дата публикации — 18.07.2018

Подвеска автобуса – комплекс устройств, установка которого обеспечивает гибкую связь между несущей системой и колесами. На автобусах обычно устанавливается пневматическая подвеска, поскольку она способна обеспечить поддержание высоты пола на стабильном уровне, вне зависимости от количества людей и грузов, находящихся в салоне.

Особенности пневматических подвесок

На большинстве моделей автобусов ЛиАЗ устанавливают пневморессорные зависимые подвески. Их отличие от других видов подвесок – присутствие упругого элемента, с помощью которого усилие, направленное на колеса, перераспределяется на кузов. Пневмоэлементы подвески в комплексе с гидроамортизаторами обеспечивают:

  • плавный ход машины;
  • снижение вибраций кузова;
  • устойчивость.

Устройство рессорно-пневматической подвески ЛиАЗ:

  • упругие элементы – пневмобаллоны (пневморессоры), в которые компрессором закачивается воздух;
  • регуляторы левых и правых пневмобаллонов – расположены на раме, связь с кронштейнами осуществляется посредством рычагов.

При повышении числа пассажиров в салоне регуляторы направляют воздушный поток в баллоны до тех пор, пока уровень пола не достигнет требуемой величины. При снижении усилия на пол часть воздуха выпускают в окружающее пространство. Благодаря такому регулированию, жесткость подвесок изменяется в широком диапазоне.

В составе передней пневмоподвески ЛиАЗ – две пневморессоры. Нижний фланец пневмобаллона закреплен к опоре, верхний – к дополнительному баллону. В составе задней подвески – 4 пневморессоры, верхний фланец которых соединяется с кронштейном. Внутреннее пространство кронштейна служит дополнительным баллоном. Внутри пневмобаллона имеется резиновый буфер, который является ограничителем хода сжатия.

Пневмоподвески с электронным управлением реализованы в автобусах ЛиАЗ 429260 и моделях MAN. В модели ЛиАЗ 529260 на обоих мостах установлены зависимые пневмоподвески с телескопическими амортизаторами. Спереди имеются две пневморессоры с электронными регуляторами положения кузова, сзади – 4 упругих элемента с двумя регуляторами механического типа.

Пневмобаллоны: конструкция и основные характеристики

Пневмобаллоны (пневморессоры) выполняют функции не только упругих элементов, но и гасителей колебаний. В конструкцию пневмобаллонов передней подвески входят:

  • резиново-кордовая оболочка с бандажным кольцом;
  • резиновой буфер – размещается во внутреннем пространстве баллона, зафиксирован на кронштейне, его функция – ограничивать сжимающего хода подвески.

Внизу пневморессора стыкуется с кронштейном балки моста, вверху – с фланцем дополнительного воздушного резервуара посредством демпфирующего устройства, в состав которого входят:

  • корпус;
  • опора;
  • шайбы и клапаны, стянутые резьбовым крепежом.

Принцип действия демпфирующего устройства

  • Во время сжатия воздух открывает клапан и попадает через специальные калиброванные отверстия из пневмобаллона в дополнительный резервуар.
  • Сила сопротивления воздушному потоку при его перемещении через калиброванные отверстия уменьшает нагрузку на автобусный кузов.
  • При отдаче воздушный поток через отверстия переходит обратно из дополнительного резервуара в баллон. При этом происходит гашение колебаний кузова.

Устройство и принцип действия пневморессор и демпфирующих элементов задней подвески аналогичны передней подвеске. Отличие – в передней подвеске имеется один регулятор, в задней – два.

Регуляторы расположения кузова: характеристики и принцип действия

Регулятор – устройство, сконструированное для поддержания определенного уровня в пневмобаллонах. Благодаря этому, уровень пола салона автобуса остается на определенном уровне над дорожным полотном.

В состав регулятора входят:

  • корпус;
  • вал с эксцентриком, расположенный во втулке в боковой части корпуса;
  • рычаг, размещенный на внешнем конце вала, соединяется тягой с передней или задней балкой моста;
  • пробка с сетчатым фильтром – располагается внизу корпуса, посредством сетчатого фильтра внутренняя полость корпуса сообщается с внешним пространством.

Эксцентриковый палец вала входит в шток, имеющий в центре сквозное отверстие. Полость регулятора соединяется трубами с пневмобаллонном.

При нормальном уровне автобуса:

  • шток располагается в среднем положении;
  • клапаны закрыты;
  • пневматические баллоны отключены от атмосферы и пневматики автобуса.

При росте нагрузки на пол салона:

  • пневморессора сжимается;
  • рычаг поворачивает вал с эксцентриком;
  • шток перемещается вверх;
  • открывается клапан I ступени;
  • воздух из пневмосистемы машины перемещается в полость корпуса регулятора, а затем к пневмобаллону;
  • пол кузова устанавливается на заданном уровне;
  • рычаг принимает исходное положение;
  • воздушный поток из пневмосистемы машины перекрывается.

При резком возрастании статической нагрузки или при очень высокой нагрузке:

  • эксцентрик поднимает шток очень быстро и на такой уровень, что после открытия клапана I ступени открывается клапан II ступени;
  • воздух в пневмобаллон поступает очень интенсивно;
  • требуемая высота пола восстанавливается очень быстро.
Читать еще:  Подвеска автомобиля это

Такое регулирование обеспечивает плавный ход машины и стабильный уровень пола над дорожным полотном, независимо от числа людей в салоне.

Конструктивные особенности пневматических подвесок ПАЗ-320412

В состав передней подвески этой модели входят: продольные полуэллиптические рессоры и гидроамортизаторы. В задней подвеске, кроме этих элементов, присутствуют пневматические баллоны, которые фиксируются верхними опорами к кузову, а нижними – к картеру заднего моста. В состав пневмобаллона входит резинокордная оболочка, которая напрессовывается на нижнюю и верхнюю опоры пневморессоры.

Схема передней подвески

1 – верхняя опора чашки рессоры;

2, 4 – кронштейн амортизатора;

3 – основной буфер;

6 – палец амортизатора;

9 – крышка кронштейна;

10 – нижняя опора;

11 – стремянка рессорная;

12 – балка передней оси;

Схема задней пневмоподвески

1 – опора рессоры;

3 – регулятор уровня пола;

5 – штуцер, посредством которого подводится воздух;

7 – стабилизатор, обеспечивающий поперечную устойчивость;

А – высота пневматического баллона;

Б – установочный размер рычага привода регулятора.

Пневморессора: основа пневматической подвески

Во многих современных транспортных средствах применяется пневматическая подвеска с регулируемыми параметрами. Основу подвески составляет пневморессора — все об этих элементах, их типах, конструктивных особенностях и функционировании, а также о верном выборе и замене данных деталей читайте в статье.

Что такое пневморессора?

Пневморессора (пневматическая рессора, пневмоподушка, пневмобаллон) — упругий элемент пневматической подвески транспортных средств; пневматический баллон с возможностью изменения объема и жесткости, располагающийся между колесной осью и рамой/кузовом автомобиля.

Подвеска колесных транспортных средств построена на элементах трех основных типов — упругих, направляющих и демпфирующих. В различных типах подвесок в качестве упругого элемента могут выступать пружины и рессоры, в качестве направляющего — разного рода рычаги (а в рессорной подвеске — те же рессоры), в качестве демпфирующего — амортизаторы. В современных пневматических подвесках грузовых и легковых автомобилей также присутствуют эти детали, однако роль упругих элементов в них выполняют специальные воздушные баллоны — пневморессоры.

На пневморессору возлагается несколько функций:

  • Передача моментов от дорожного покрытия на раму/кузов автомобиля;
  • Изменение жесткости подвески в соответствии с нагрузкой и текущими дорожными условиями;
  • Распределение и выравнивание нагрузки на колесные оси и отдельные колеса автомобиля при неравномерной загрузке;
  • Обеспечение устойчивости транспортного средства при движении по уклонам, неровностям дороги и выполнении поворотов;
  • Повышение комфортабельности транспортного средства при движении по дорогам с различным покрытием.

То есть, пневморессора играет в системе подвешивания колес ту же роль, что и обычная рессора или пружина, но при этом позволяет изменять жесткость подвески и регулировать ее характеристики в зависимости от дорожных условий, загрузки и т.д. От состояния и качества работы данного узла зависит функционирование всей подвески, неисправный пневмобаллон должен как можно скорее подвергаться замене. Но прежде, чем приобретать новую пневматическую рессору, следует разобраться в существующих типах этих деталей, их конструкции и принципе работы.

Типы, конструкция и принцип работы пневморессор

В настоящее время используется три типа пневматических рессор:

  • Баллонные;
  • Диафрагменные;
  • Смешанного типа (комбинированные).

Пневморессоры различных типов имеют свои конструктивные особенности и отличаются принципом работы.

Баллонные пневматические рессоры

Это наиболее простые по конструкции устройства, которые находят самое широкое применение на различных транспортных средствах. Конструктивно такая пневморессора состоит из резинового баллона (многослойной резинокордной оболочки, по конструкции аналогичной резиновым шлангам, покрышкам и т.д.), зажатого между верхней и нижней стальными опорами. В одной опоре (как правило — в верхней) располагаются патрубки для подачи и стравливания воздуха.

По конструкции баллона данные устройства делятся на несколько типов:

В бочкообразных пневморессорах баллон выполнен в виде цилиндра с прямыми или закругленными (в виде половины тора) стенками, это самый простой вариант. В сильфонных устройствах баллон разделен на две, три или большее число секций, между которыми располагаются опоясывающие кольца. В гофрированных рессорах баллон имеет гофрирование по всей длине иди только на ее части, на нем также могут присутствовать опоясывающие кольца и вспомогательные элементы.

Работает пневморессора баллонного типа просто: при подаче сжатого воздуха в баллоне повышается давление, и он несколько вытягивается в длину, что обеспечивает подъем транспортного средства или, при высокой загрузке, удерживание уровня рамы/кузова на заданном уровне. Одновременно с этим повышается и жесткость подвески. При стравливании воздуха из баллона давление снижается, под воздействием нагрузки баллон сжимается — это приводит к снижению уровня рамы/кузова и понижению жесткости подвески.

Часто пневматические рессоры такого типа называются просто пневмобаллонами. Эти детали могут использоваться как в виде самостоятельных упругих деталей подвески, так и в составе с дополнительными элементами — пружинами (витые пружины большого диаметра располагаются снаружи баллона), гидравлическими амортизаторами (такие стойки применяются на легковых автомобилях, внедорожниках и прочей относительно легкой технике), и т.д.

Диафрагменные пневматические рессоры


Пнеморессора рукавного (диафрагменного) типа


Разрез диафрагменной пневморессоры рукавного типа

Сегодня существует две основных разновидности этого типа пневморессор:

  • Диафрагменные;
  • Диафрагменные рукавного типа.

Диафрагменная пневматическая рессора состоит из нижнего корпуса-основания и верхней опоры, между которыми располагается резинокордная диафрагма. Размеры деталей подобраны таким образом, что часть верхней опоры с диафрагмой может входить внутрь корпуса-основания, на чем и основана работа данного типа пневморессор. При подаче сжатого воздуха в корпус верхняя опора выдавливается и приподнимает всю раму/кузов транспортного средства. При этом жесткость подвески возрастает, а при движении по неровностям дорожного покрытия верхняя опора совершает колебания в вертикальной плоскости, частично демпфируя удары и вибрацию.

Диафрагменная пневморессора рукавного типа имеет аналогичную конструкцию, однако в ней диафрагма заменена резиновым рукавом увеличенной длины и диаметра, внутри которого располагается корпус-основание. Такая конструкция может значительно изменять свою длину, что позволяет в широких пределах менять высоту и жесткость подвески. Пневморессоры данной конструкции нашли самое широкое применение в подвесках грузовых автомобилей, обычно они используются в качестве самостоятельных деталей без дополнительных элементов.

Комбинированные пневматические рессоры

В таких деталях объединены компоненты диафрагменных и баллонных пневморессор. Обычно баллон располагается в нижней части, диафрагма — в верхней, такое решение обеспечивает хорошее демпфирование и позволяет в широких пределах регулировать характеристики подвески. Пневморессоры данного типа находят ограниченное применение на автомобилях, чаще их можно встретить на железнодорожном транспорте и в различных специальных машинах.

Место пневматических рессор в подвеске транспортного средства

Пневматическая подвеска строится на основе пневморессор, располагающихся на каждой оси со стороны колес — там же, где устанавливаются обычные продольные рессоры и стойки. При этом в зависимости от типа транспортного средства и действующих нагрузок на одной оси может располагаться различное количество пневматических рессор того или иного вида.

В легковых автомобилях редко используются отдельные пневморессоры — чаще всего это стойки, в которых объединены гидравлические амортизаторы с обычными, сильфонными или гофрированными пневмобаллонами. На одной оси располагается по две таких стойки, они заменяют собой обычные стойки с пружинами.

В грузовых автомобилях чаще применяются одиночные пневморессоры рукавного и сильфонного типов. При этом на одной оси может устанавливаться две или четыре пневматических рессоры. В последнем случае в качестве основных упругих элементов используются рукавные рессоры, обеспечивающие изменение высоты и жесткости подвески, а в качестве вспомогательных — сильфонные, которые выполняют роль демпферов и служат для изменения жесткости подвески в определенных пределах.

Пневматические рессоры входят в состав общей пневмоподвески. Сжатый воздух в данные детали подается по трубопроводам от ресиверов (воздушных баллонов) через краны и клапаны, управление пневморессорами и всей подвеской осуществляется из кабины/салона автомобиля с помощью специальных кнопок и переключателей.

Как правильно выбрать, заменить и обслуживать пневморессоры

Пневматические рессоры всех типов в процессе эксплуатации транспортного средства подвергаются значительным нагрузкам, что приводит к их интенсивному износу и зачастую оборачивается поломками. Наиболее часто приходится сталкиваться с повреждениями резинокордных оболочек, в результате которых баллон теряет герметичность. Поломки пневморесор проявляются креном транспортного средства при стоянке с выключенным двигателем и невозможностью в полной мере регулировать жесткость подвески. Неисправную деталь необходимо проверить и заменить.

На замену используется рессора того же типа, что была установлена ранее — новая и старая детали должны иметь одинаковые установочные размеры и рабочие характеристики. В большинстве автомобилей придется покупать сразу две пневморессоры, так как рекомендуется менять обе детали на одной оси, даже если вторая вполне исправна. Замена выполняется в соответствии с инструкцией к транспортному средству, обычно эта работа не требует значительного вмешательства в подвеску и может быть проведена довольно быстро. При последующей эксплуатации автомобиля пневморессоры необходимо регулярно осматривать, промывать и проверять их герметичность. При выполнении необходимого технического обслуживания пневморессоры будут надежно работать, обеспечивая качественное функционирование всей подвески.

Воздух против стали

Пневматические рессоры используются на транспортных средствах давно, очень давно: эксплуатация вагона-конки с пневматическими упругими элементами началась в 1847 г.

Первые упоминания о пневматических подвесках в патентных архивах США относятся к 1880 г. В 1888 г. Данлоп не только изготовил первую пневматическую шину, но и предложил первую пневматическую подвеску для автомобиля. Однако лишь в 1909 г. появился автомобиль Коуей с пневматической подвеской, да и то только на выставке.

На рубеже 20-30-х годов прошлого века французские, итальянские и чешские автомобильные компании выпустили ряд моделей с пневматической подвеской, как правило, телескопического типа — то есть без применения резинокордовой оболочки. Пневмопружины телескопического типа, несмотря на свою дороговизну, отличались плохой герметичностью, а применение пневморезиновых элементов сдерживалось их небольшой долговечностью вследствие несовершенства технологии изготовления.

Подвеска подкатной тележки Doll, использующейся в скандинавских сцепках

За океаном североамериканская компания Firestone Tire & Rubber начала свои эксперименты с пневматическими двухгофровыми пневмобаллонами в начале 30-х годов. Через несколько лет экспериментальные работы дошли до полевых испытаний. В 1935-1939 гг. несколько опытных автомобилей Бьюик и Плимут были оснащены пневматическими рессорами.

Резинокордовый пневмобаллон, по существу, представляет собой бескамерную шину. Камерная и бескамерная шины должны существенно отличаться между собой. Дело в том, что воздух проходит через резину. Конечно, автомобильные камеры стараются делать из более воздухонепроницаемой резины, но воздух все равно проходит. В камерной покрышке воздух, прошедший через резину камеры, просто выходит наружу. Шина постепенно спускает, и только. В бескамерной шине воздух может накапливаться в стенках, приводя к расслоению резины и корда. Поэтому баллон пневмоподвески был для резинотехнической промышленности 30-х годов большим достижением.

Передняя независимая подвеска Volvo с двойными поперечными рычагами для тяжелых грузовиков обеспечивает отличное сцепление колеса с дорогой и управляемость на ухабах и ямах

Читать еще:  Производство радиаторов охлаждения двигателя

За период до 1938 г. в США было выпущено около 50 различных типов пневматических подвесок. Однако резинокордные элементы с хлопчатобумажным кордом не могли обеспечить высокий ресурс пневмоподвеске.

В 1938 г. компании Firestone удалось заинтересовать крупнейшего в США производителя автобусов — концерн Дженерал Моторс — в установке пневматической подвески на разрабатываемые модели. Мировая война задержала внедрение нового типа подвески. Первый автобус с пневматической подвеской был протестирован только в 1944 г. В ходе этих испытаний были задокументированы неоспоримые преимущества пневмоподвески — в плавности хода прежде всего.

Наиболее часто используемый круглый пневмобаллон

Потребовалось еще несколько лет интенсивных исследований и испытаний, прежде чем в 1953 г. на конвейер были поставлены первые автобусы GM с пневматическими пружинами. В условиях реальной эксплуатации пневмоподвеска продемонстрировала высокие эксплуатационные качества и надежность. Даже после пробега в 1 млн миль пневматические элементы не требовали замены. Вслед за автобусами пневматические подвески стали появляться на грузовиках. Средняя наработка на отказ пневмобалона составляла 1 млн км, в то время как стальные рессоры выходили из строя примерно после 200 тыс. км. Секрет успеха резинокордовых оболочек заключался в применении нейлонового корда — синтетического полиамидного волокна, изобретенного американской компанией DuPont.

Схема круглого баллона

В Европе в 1955 г. немецкие фирмы Континенталь и Метцлер на выставке в Германии показали первые образцы пневмоподвесок. В конце 1957 г. в Германии был запущен в производство автобус MAN 760 UO1 с пневматическими пружинами. Немцы знали толк в полиамидных волокнах. Еще в 1943 г. в Германии было создано промышленное производство поликапролактама, из которого делали корд для авиационных шин, парашютный шелк, буксировочные тросы для планеров. Наличия одного только синтетического корда для создания высокопрочной оболочки пневмобаллона — мало. Нужна еще технология, увеличивающая сцепление каучука с кордом.

Экспериментальная ось BPW ECO Vision на карбоновой основе

В США в 1957 г. были представлены несколько моделей тяжелых грузовиков, имевших в стандартном исполнении пневматическую подвеску передней и задних осей. В декабре 1958 г. на выставке в Чикаго GMC показала тягач модели DLR 8000 с кабиной над двигателем, передняя подвеска которого была не только пневматической, но и независимой. До этого тяжелые грузовики с независимой подвеской производила (и производит) в Европе лишь компания TATRA.

ЗИС-164 на пневмоходу

В Советском Союзе работы по пневматическим подвескам велись лишь после внедрения таких систем на Западе. Круглые двойные пневматические баллоны размером 250×200 отечественного производства (НИИШП) установили в заднюю ось автобуса ЗИЛ-158. Благодаря применению пневматики удалось получить плавность хода, соизмеримую с увеличением листовой рессоры более чем в 1,5 раза. Правда, такая замена привела бы к тому, что кузов автобуса без нагрузки поднялся бы на 20 см. При стендовых испытаниях пневморессора НИИШП, созданная совместно с НАМИ, выдержала 6 млн циклов без выхода из строя. Для каркаса пневмобаллонов использовали капроновый корд 14К, имеющий прочность 14-15 кг.

Комбинированная — рессора-пневмобаллон — подвеска сохраняет геометрическую жесткость, но обеспечивает лучшую плавность хода

Пневматические подвески конструкции НАМИ устанавливались на автомобили ЗИЛ-164, представляющие собой ходовую лабораторию. Пневмобаллоны устанавливались также в задней подвеске автобуса ЛАЗ-695, получившего обозначение ЛАЗ-695Э.

Испытания, проведенные совместно с автозаводом им. Лихачева, показали, что экспериментальный ЗИЛ-164 может быстрее передвигаться по плохой дороге, чем ГАЗ-51 и новый грузовик ЗИЛ-130. Автобус ЛАЗ-695Э прошел по булыжной дороге плохого качества 25 тыс. км.

НАМИ-ЛиАЗ-158М тоже был на пневмоходу

В первых пневматических подвесках применялись круглые пневмобаллоны, состоящие из одного, двух, или нескольких расположенных друг над другом элементов торообразной формы. Использовались удлиненные пневмобаллоны с закругленными торцами, также состоящие из двух-трех «этажей», и диафрагменные пневматические упругие элементы в различных вариантах. Пневмобаллоны с резинокордовыми оболочками круглой формы используются по сегодняшний день. Они обладают большой долговечностью и грузоподъемностью, компактны и удобны для массового производства.

ЛиАЗ-677 01 на пневмоходу стал родоначальником самых массовых городских автобусов в СССР, прозванных в народе «скотовозами». Но для своего времени это была прогрессивная машина

Однако пневматические рессоры баллонного типа имеют ряд недостатков. Динамическая и статическая жесткости круглого пневмобаллона значительно отличаются. Пневмобаллоны круглой формы не обеспечивают собственные колебания с частотой ниже 1,3-1,5 Гц даже при использовании значительных дополнительных объемов воздуха.

Дело в том, что грузоподъемность пневматической рессоры определяется произведением давления на эффективную площадь. У круглого баллона эффективная площадь значительно зависит от радиуса закругления оболочки — она растет с увеличением деформации. Также с увеличением деформации растет давление в баллоне. Увеличение сразу двух множителей при сжатии не позволяет получить малые частоты колебаний и поэтому приходится применять дополнительный объем.

Для дополнительного объема воздуха первоначально использовали пространство внутри полой оси. В силу технологической сложности и недостаточной надежности от этого решения вскоре отказались. Совсем недавно к забытому решению вернулась компания BPW, предложившая оси Eco Vision.

Удлиненные пневмобаллоны уже не используются. Их преимуществом была небольшая ширина, которая позволяла устанавливать пневматическую подвеску вместо обычных многолистовых рессор. Баллоны длиной 1,7 м позволяли по технологиям того времени обеспечить нагрузку до 10 т. Но при равных площадях круглого и удлиненного баллонов грузоподъемность круглого будет в 1,5 раза выше. Удлиненные баллоны сложны в производстве, им тоже требуются дополнительные объемы воздуха.

Схема гофрированного двухэтажногобаллона

В настоящее время широкое распространение получили диафрагменные элементы трубчатого типа — «рукава». В таких пневматических рессорах изменение объема, а значит, и пропорциональное увеличение давления, изменяется аналогично тому, как это происходит в 2-3-секционных круглых баллонах, а изменение эффективной площади происходит по-другому — увеличивается только в крайних положениях. Поэтому пневматические подвески этого типа имеют малые собственные частоты и не нуждаются в применении больших дополнительных объемов. Однако пневморессоры диафрагменого типа предъявляют повышенные требования к резино-кордовой оболочке, так как она подвергается большему изгибу. Конструктивные особенности таких рессор не позволяют снизить минимальное давление меньше 3 бар, так как при низком давлении оболочка не будет нормально облегать основание.

Пневмобаллоны также служат для подъема или опускания осей автомобиля или прицепа. Амортизирующей роли при этом они никакой не несут

Первые отечественные опытные диафрагменные упругие элементы были созданы на кафедре Колесные машины МВТУ им. Баумана и в ОКБ Ленинградского шинного завода. Они получили обозначение Д 330-90 и были установлены в задней подвеске автомобиля ГАЗ-63. Пневморессора обеспечивала ход 200-250 мм и полную статическую нагрузку в 1,5-2 т. Такая грузоподъемность была избыточной для ГАЗ-63. При минимальной статической нагрузке давление в упругом элементе было меньше 2 бар.

Тандемная пневмоподвеска широко применяется на американских грузовиках

Велись в СССР опытные работы по независимым подвескам тяжелых грузовиков. Так, в 1957 г. начались работы по проектированию независимой передней торсионной подвески для 10-тонного грузовика ЯАЗ-210Е. Работа велась для повышения плавности хода и проходимости тяжелых автомобилей ЯАЗ. Грузовик прошел испытания пробегом 15 тыс. км. Был выявлен ряд конструкционных недостатков подвески и установлена необходимость проектирования специального рулевого управления. Также требовалось принять меры по предотвращению скручивания лонжеронов рамы.

В 1960 г. пневмоподвеска была установлена на автобус ЛАЗ-698 «Карпаты», созданный в единственном экземпляре Львовским автобусным заводом совместно с НАМИ. Автобус к тому же имел переднюю независимую подвеску.

Вариант пневмоподвески Hendrickson PRIMAAX с продольными рычагами

В том же 1960 г. Ликинским автобусным заводом был создан экспериментальный образец ЛиАЗ-Э676 (НАМИ-ЛиАЗ-158М), также спроектированным при участии НАМИ. Автобус представлял собой модернизированный ЗИЛ-158, отличавшийся сдвоенными дверьми спереди и сзади, накопительной площадкой сзади. Кузов был сделан несущим с замкнутыми лонжеронами. Изменения в конструкции кузова предусматривали установку пневматической подвески. В последующие 3 года завод подготовит последовательно 3 опытных образца городского автобуса большой вместимости ЛиАЗ-Э677. Запуск автобуса в производство займет еще несколько лет.

В ленивцах грузовиков используется, как правило, 3-4 пневмобаллона, несущие разную функциональную нагрузку

Интерес зарубежных производителей грузовиков к пневматическим подвескам подогревался, в первую очередь, улучшением технико-эксплуатационных характеристик грузовика. Поскольку применение регулируемой пневматической подвески позволяло уменьшить высоту шасси за счет уменьшения статического прогиба рессор, то это при ограничении габарита по высоте позволяло увеличить объем полуприцепа примерно на 3 м³. Также применение пневморессор позволяет увеличить грузоподъемность где-то на 0,5 т. Такие преимущества оправдывали увеличение начальной стоимости грузовика из-за установки пневмоподвески, особенно дорогой в начальный период освоения таких систем.

Пневмо подвеска рессоры

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.

Читать еще:  Максимальная скорость бугатти вейрон супер спорт

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

Плюсы и минусы пневматической подвески

Хотите знать, как правильно выбрать пневматическую подвеску? Тогда вы на правильном пути. Из этого материала можно узнать, что входит в конструкцию, как работает система. Выясним, что означает хорошая пневматика, рассмотрим её достоинства и недостатки. Начнём знакомство с определения, что такое пневма на машине.

Что такое пневматика

Многие задают вопрос, зачем ставить пневматическую подвеску? Ответим так: для комфорта и возможности регулировки клиренса автомобиля. Пневматическая подвеска транспортного средства (далее ППТС) – это одна из разновидностей подвески авто. Она стационарно устанавливается:

  1. На грузовом транспорте.
  2. На автомобильных полуприцепах.
  3. На легковых машинах. В основном, джипах и технике бизнес-класса.

Упругими элементами конструкции выступают пневматические упоры, которые монтируются на каждом колесе машины и не зависят друг от друга. ППТС можно ставить на уже имеющиеся заводские конструкции подвесок, в том числе, на стойки типа МакФерсон, что позволяет повысить безопасность и комфортное вождение. Их крепят на балках и других элементах автомобиля. Адаптивные конструкции делятся на несколько типов. К наиболее распространённым можно отнести:

Установить пневмоподвеску можно своими силами не прибегая к помощи мастеров сервисных центров.

В отличие от заводских подушек пневмы при самостоятельной установке элемента можно изменять высоту кузова относительно дороге в ручном режиме.

Сегодня хорошей пневматической подвеской считается та, при помощи которой нагнетание воздуха, контроль и изменение клиренса выполняется, не выходя из машины. То есть, в автоматическом режиме.

Что входит в конструкцию

Система пневмоподвески включает в себя:

  1. Упругие пневматические элементы на каждое колесо.
  2. Для нагнетания сжатого воздуха необходим компрессор.
  3. Воздушный ресивер, через который воздушная масса перемещается в исполнительные механизмы.
  4. Воздушные магистрали, по которым проходит сжатый воздух.
  5. Для регулировки в автоматическом режиме – БУ (блок управления) и датчики.

Пневмоподушки имеют основные плюсы и минусы, о которых мы обязательно расскажем. А пока выясним, как работает система.

Как работает

На автомобилях пневма регулирует высоту кузова транспортного средства относительно дорожного полотна. Важно понимать, что изменения клиренса и настройки жёсткости выполняются:

Можно добавить, что регулировка в положении «Автомат», может разниться. Автоматическая настройка возможна на адаптированных конструкциях. В данном случае, пневматическая подвеска, поддерживает выбранный клиренс, контролирует жёсткость амортизаторов в зависимости от качества дорожного полотна. Алгоритм работы включает в себя следующие параметры:

Контролируя вышеперечисленные параметры, система ППТС выбирает и настраивает наиболее приемлемые значения клиренса. Цель: выбор лучшей аэродинамической позиции автомобиля. При скоростном вхождении в поворот система оценивает крен транспортного средства. За счёт подачи сжатого воздуха можно увеличить показатели жёсткости нагружаемых амортизаторных стоек. ППТС снижает по максимуму центр тяжести машины, тем самым, улучшая управляемость и динамику авто.

История создания

Мы не будем глубоко копать. Отметим лишь, что установка ППТС на массово выпускаемый автомобиль была выполнена французами в 1655 году. Этой чести удостоилась машина «Ситроен ДС-19».

Каждое колесо было оснащено независимыми поршневыми рессорами пневматического принципа действия с возможностью регулировки. Интересно, что модель, о которой идёт речь, и сегодня сходит с заводского конвейера с первоначальным вариантом рессор.

В Штатах, пневматические рессоры, начали устанавливать с 1957 года: речь идёт о массовом производстве легковых авто. Первооткрывателем стал автомобиль «Кадилак Эльдорадо».

В последующем, немцы, заинтересовавшись новинкой. Использовали конструкции, начиная с автомобиля «Мерседес-Бенс» 300 СЕ. Это произошло уже в 1961 году. Дальнейшие попытки усовершенствования не принесли желаемых результатов и постепенно РКО диафрагменного типа стали историей.

В СССР также изучали этот вопрос и пытались применить конструкцию, так сказать, на практике. Это в 50-х годах коснулось грузового транспорта и автобусов. Проводились масштабные совещания, где демонстрировались новинки. Со временем было принято решение внедрить пневматические рессоры на основе РКО в массовое производство.

На дорогах постсоветского пространства появились автобусы с новой конструкцией. Это техника (автобусы) ЛАЗ (Львовского автомобильного завода) и троллейбусы ЗиУ (завод имени Урицкого). В конце 50-х, начале 60-х годов Ижевский автомобильный завод выпустил первый «Москвич» с пневматической подвесной системой.

Дальше этого дело не пошло. Огонь энтузиастов постепенно угасал. И только спустя много лет возгорелся вновь. Новшество коснулось теперь легковых машин, где устанавливали РКО рукавного типа. Он агрегировал с ЭСУ.

Сегодня регулируемыми системами никого не удивишь. На заводах идёт массовое исполнение этих конструкций. За дело взялись автомобильные гиганты США, Японии Европы и ряда других стран.

Достоинства и недостатки

Теперь, давайте рассмотрим положительные стороны и найдём изъяны в установке регулируемой конструкции.

О преимуществах, в первую очередь.

Что отличает машину на пневмо. Это, в первую очередь, увеличенная энергоёмкость. Она не даёт машине выполнять рискованные крены при вхождении в поворот. Даже на высоких скоростях. Существенно снижается амплитуда колебаний. В результате, затрачивается меньше энергии на поглощение амортизаторами.

К плюсам установленной пневматической подвески можно отнести регулировку жёсткости в широком диапазоне. Это позволяет сделать езду более контролируемой. Речь идёт о выборе наиболее оптимального варианта жёсткости при передвижении по дороге с разным качеством дорожного полотна.

Ещё один положительный аспект, на котором хочется заострить внимание – это положение кузова автомобиля. О чём собственно речь? Стабильность позволяет в ночное время работать фарам в стационарном режиме. Исключены прыжки, раскачивание кузова авто. Следовательно, водитель не напрягается, а спокойно контролирует освещённую трассу.

Создаются дополнительные меры безопасного передвижения, как для владельца транспортного средства, так и для других участников ночного дорожного движения. Разница при установке и использовании пневматической подвески в этом очевидна.

Помимо этого, отличия пневматической подвески от обычного варианта, заключаются в следующем:

  1. Появляется возможность увеличить грузоподъёмность транспортного средства.
  2. Распределить нагрузку.
  3. Регулировать тормозное усилие.
  4. Повышается комфорт передвижения.
  5. Ход авто становится более плавным.
  6. Снижаются показатели уровня шума.
  7. Появляется возможность регулировки и контроля клиренса.
  8. Аэродинамика становится лучше.

Наряду с этим, существуют минусы подвески, о которых необходимо говорить вслух для полного понимания ситуации.

Минусы

В копилку негатива можно положить:

  1. Дорогое обслуживание.
  2. Постоянный контроль системы и регулярную очистку от грязи.
  3. Передвижение зимой на пневме. При высоких минусовых температурах резина дубеет. Подушки могут порваться, потрескаться и пропускать воздух.
  4. Сложно установить, а тем более, настроить самостоятельно.
  5. Ресивер и аппаратура могут занять большой объём багажного отсека.

Промежуточный вывод

Рассмотрев плюсы и минусы пневмоподвески можно сказать, что приверженцев комфорта и регулировки жёсткости становится всё больше. Сегодня в тренде ППТС на 4 контура. Пневматическая опора каждого колеса не зависит друг от друга. Настраивается и работает индивидуально.

В заключение

Рассмотрев данный вопрос, и выяснив положительные и отрицательные стороны установки дополнительного оборудования, принятие решения остаётся за вами, уважаемые автолюбители.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector