Пневматическая подвеска автомобиля – принцип работы, устройство, плюсы и минусы, отзывы владельцев. Комплект пневмоподвески для автомобиля

Превматическая подвеска: описание, устройство, принцип работы

В новых моделях автомобилей электрические или механические системы в чистом виде уже не используются, так как комбинированное применение различных видов энергии и вариаций ее поглощения  является особенностью современных марок автомобилей. Пневмоподвеска яркий тому пример. Тут совмещаются механические, пневматические и электронные элементы. Все детали задействованы для обеспечения легкой управляемости автомобиля и комфортной езды.

Существуют разные виды подвесок. Чаще всего используются механизмы с винтовыми пружинами и гидравлическими телескопическими амортизаторами. В случае с установкой  на одну ось, происходит автономное управление колесами.

Пневмоподвески устанавливаются как на коммерческие авто, так и на машины класса премиум.

Гидропневматическая подвеска обеспечивает поддержание стабильного уровня кузова в зависимости от скорости движения. Электронный принцип регулирования жесткости обеспечивает микропроцессор, на который поступает сигнал от датчиков при движении на поворотах. Он также получает информацию о давлении в тормозной системе, ускорении, скорости машины и положения педали акселератора.

Некоторые автомобилисты проводят замену пневмы на пружины. Это снижает как стоимость обслуживания подвески, так и уровень комфорта автомобиля.

Что такое пневмоподвеска

Пневматическая подвеска это вид подвески авто, необходимый для более удобного управления, так как пневмоподвеска обеспечивает возможность регулировки жесткости задней оси. При помощи специальных баллонов с воздухом регулируется высота кузова по отношению к дороге.

У пневматической подвески автомобиля есть упругие компоненты, которые обеспечивают надежную опору на четыре колеса. Она легко монтируется на разные виды установок (жесткую балку или подвеску на рычагах).

Монтаж пневматической подвески на колеса автомобиля предполагает установку специальных пневматических баллонов из прочной резины, куда попадает воздушный поток и происходит определенный уровень давления. Поддержание жесткости подвески автомобиля гарантирует безопасную езду.

На сегодняшний день список машин с пневматической подвеской велик. Сюда входят легковые и грузовые автомобили mersedes, lexus, audi и многие другие. Используется также на полуприцепах и внедорожниках.

С помощью автоматизированной системы регулируется наклон кузова при определенном ускорении автомобиля, контролируется высота кузова и жесткость подвески с учетом веса груза в кабине.

Главные достоинства применения систем в том, что машина плавно едет, сохраняет устойчивое положение и не наклоняется вперед при резком нажатии на тормоз.

Для эксплуатации некоторых больших авто используют жесткие виды конструкций. В этом случае, улучшается шумоизоляция за счет использования сжатого воздуха.

Еще одно преимущество пневмоподвески — на транспортных средствах со встроенной пневматикой поверхность покрышек стирается равномерно.

К минусам можно отнести высокую цену и существенное изнашивание резиновых деталей в условиях бездорожья.

Конструкция может ломаться под воздействием неблагоприятных погодных условий (больших морозов и высокого уровня влажности). Подвеску сложно ремонтировать, поэтому обычно производится ее замена. Также негативно влияют реагенты, которые высыпаются на шоссе.

Как работает пневмоподвеска

У любой пневмоподвески есть определенные настройки и функциональные особенности. Их конкретные характеристики определяются моделью транспортного средства.

Главное предназначение пневмоподвески – удерживание необходимого положения кузова относительно дорожного полотна, а также способность сглаживать неровности дороги.

Особенностью действия системы в новых марках авто является то, что меняется уровень давления в пневмоподушках при изменении обстоятельств (состояния трассы, положения кузова). Если уровень давления высокий, упругий элемент может стать жестче, а величина клиренса автомобиля увеличивается. Во время снижения давления совершается обратная реакция.

Показатели, которые поступили от датчиков, направляются в систему контроля. Далее подается сигнал исполнительным элементам пневматической конструкции о необходимости повысить давление воздуха, а также направить его из контура, расположенного спереди или сзади и таким образом опустить в автомашине кузов к поверхности дороги на минимально возможную дистанцию в зависимости от скорости движения. Пневмоэлементы являются исполнительными механизмами подвески.

Существует 3 основных режима функционирования систем:

1. Повышенный. Если машина медленно движется по дороге, то увеличивается клиренс. Водитель сам осуществляет переключение, сидя за рулем. Обычно такой режим применяется при передвижении по неровной дороге.
2. Нормальный. Метод эксплуатации пневматических систем применяется во время движения машины на трассах с прочной и ровной поверхностью, когда скорость меньше 100 километров в час.
3. Низкий. Во время передвижения по шоссе с прямым и твердым покрытием, когда скорость составляет выше 100 километров в час, применяется низкий способ. При этом водителем используется ручной режим переключения.

Автоматический режим регулировки осуществляется на поворотах. Происходит закачка в смежные подушки большого объема воздуха с целью снижения боковых кренов. После поворота выпускается часть газа через специальные клапаны.

С каждым годом создаются и выпускаются еще более усовершенствованные конструкции. Гидропневматическая подвеска работает по такому принципу: сглаживание при движении по ямам на дороге осуществляется путем сжатия газа под влиянием жидкости. Это адаптивный вид подвески, который может менять уровень упругости в зависимости от обстоятельств во время движения.

Типы пневмоподвесок

Пневматические подвески транспортных средств определенных марок монтируется производителем на заводе. Бытует два способа управления высотой кузова: автоматическое изменение уровня и ручная регулировка подвески.

Существует 3 основных вида пневматических подвесок:

• четырехконтурная;
• двухконтурная;
• одноконтурная.

Четырехконтурная разновидность – это самый лучший и одновременно тяжелый механизм, который выполняет разные функции. В его состав входят все те же составляющие, что и в одноконтурных и двухконтурных механизмах, однако при установке этого механизма происходит подпора всех четырех колес. Обычно используется электронная система регулировки. Она вместе с датчиками регулирует уровень давления в пневмокомпонентах в автоматическом режиме.

Особенности установки четырехконтурного вида подвески:

• устанавливается на 2 оси автомобиля;
• бывают лишь ресиверные установки;
• пневмоэлемент автономный, регулируется самостоятельно.

Плюсы четырехконтурной системы:

• нажав только 1 кнопку, можно поменять дорожный просвет;
• обеспечивает регулировку давления воздуха, положение кузова в зависимости от ситуации на дороге;
• автомобиль может раскачиваться в случаях, когда правая сторона с левой находятся не на одной высоте;
• когда есть цифровой контроллер, появляются новые возможности.

Контроль над дорожным просветом осуществляется с помощью цифровых индикаторов (контролеров).

Пользуются популярностью механизмы с пневмораспределителями и на пневматических кнопках. Стоимость этой системы намного выше, чем у других моделей, но цена оправдывает ожидания водителей.

Двухконтурный тип можно монтировать и на 2 и на 1 ось. Если устанавливается на одну ось, то основная характеристика следующая — управление колесами осуществляется автономно, когда задействованы две оси, принцип действия напоминает работу двух одноконтурных подвесок. Регулировка осуществляется кнопками или распределителями. Система контролируется встроенными манометрами, которые определяют уровень давления.

К достоинствам относят:

• увеличение грузоподъемности;
• уменьшение вероятности переворачивания транспорта на крутых поворотах;
• более равномерное распределение веса.

Такой тип подвески часто можно встретить на пикапах и грузовиках, перевозящих различный груз.

Также эта система устанавливается во время тюнинга машин марки ВАЗ. При этом можно получить хорошее соотношение стоимости и качества транспортного средства.

Одноконтурная система устанавливается лишь на 1 ось автомашины (сзади или спереди). При этом есть возможность управлять упругостью оси и высотой посадки, расположенной сзади, когда машина загружена. Такие пневматические подвески широко используются в седельных тягачах, пикапах и грузовых машинах. Такая система выполняет вспомогательную функцию и бывает со встроенным ресивером и без него.

Первый вид предполагает поставку воздуха от ресивера до достижения определенного уровня давления со стабильным удержанием величины. При отсутствии ресивера воздух направляется от компрессора непосредственно к пневмоэлементам, при этом уменьшение давления осуществляется с использованием специального клапана.

Основная задача устройства – повысить грузоподъемность. Во время действия механизм воздействует на величину клиренса в зависимости от потребности.

На автобусах для ослабления и уменьшения силы ударов на неровной поверхности трассы применяются рессорно-пневматические подвески. Для этих целей устанавливаются амортизаторы.

Конструкция классической пневмоподвески

Использование этой конструкции дает собственнику автомобиля ряд преимуществ. Устройство пневматической подвески отличается универсальностью, хорошей выдержкой и отличными эксплуатационными показателями.

Существуют отличия в конструкциях подвесок грузовых и легковых автомашин. Состав пневматических подвесок легковых моделей включает электрические двигатели, а у автобусов и грузовых авто – дизельные компрессоры. Принцип работы подушки направлен на уменьшение вибраций от дороги. На грузовиках, как правило, устанавливают двухконтурные и одноконтурные конструкции.

Главные детали пневматических подвесок – это пневмоэлементы, необходимые для регулировки клиренса автомобиля.

Несложные установки монтируются лишь на заднюю ось. Часто их устанавливают на кроссоверах больших размеров и универсалах.

Устройство пневматической подвески

• пневмокомпоненты;
• компрессор;
• ресивер воздушный;
• блок управления;
• датчики размещения кузова.

Пневмоэлементы

Упругие пневмоэлементы представляют собой работающие запчасти подвески, поддерживающие клиренс, осуществляют регулирование. Перемещение кузова вверх и вниз происходит с помощью смены уровня давления воздуха в пневмобаллонах.

Гидропневматическая подвеска– это система, не имеющая обычных жестких деталей(торсионов, пружин). Их заменяют гидропневматические сферы со специальной жидкостью и газом, разделенных пластичной и очень крепкой оболочкой.

Установки бывают выполнены в разных вариациях: устанавливаться отдельно(как автономный узел) или в виде подушки, соединенной с амортизатором. Второй тип конструкции называется пневматической амортизаторной стойкой.

Пневмоэлемент состоит из следующих деталей:

• поршневого штока;
• корпуса;
• манжетов.

Существуют типы пневмоподушек со встроенным клапаном по ограничению уровня давления.

Компрессор

Этот механизм поддерживает оптимальное давление воздуха в пневматической подвеске. Система подстраивает значение клиренса.

Представляет собой совокупность деталей, контролирующих поступление воздуха в пневмобаллоны. Он состоит из таких основных составляющих:

• осушителя, необходимого для предупреждения образования влажной среды в установке;
• электродвигателя, приводящего механизм в действие;
• электромагнитных клапанов, необходимых для направления газа под давлением по конкретному контуру.

Пневматические баллоны накачиваются попарно или отдельно каждый. Это зависит от количества встроенных клапанов.

Ресивер

Это связывающее звено между компрессором и пневматическими элементами. Представляет собой емкость из металла объемом 3-10 л. Она необходима для образования сжатого воздуха с целью формирования оптимального уровня давления в установке. Данный элемент устанавливать не обязательно. Но его использование характеризуется таким достоинством: нет необходимости в постоянной закачке воздуха с помощью компрессора. Когда в резервуаре падает уровень давление газа до конкретной отметки, электронный прибор подаст сигнал для работы компрессора.

Система управления

Блок управления предназначен для контроля над уровнем давления воздуха в пневмобаллонах. С этой целью в механизм встроены разные типы датчиков, которые контролируют функционирование подушки, угол поворота руля, высоту кузова, скоростью машины, размещение педали акселератора, качество дорожного полотна.

В зависимости от этих показателей, электронная система управляет позицией кузова автомашины и степенью демпфирования амортизаторов (в адаптивной конструкции).

Ручной и автоматический режимы эксплуатации пневматической подвески

Рассмотрим, какие бывают способы регулирования пневмоподвески. Существует автоматический и ручной режим управления дорожного просвета машины.

В первом варианте управляет процессом система управления в электронном режиме, а во втором водитель устанавливает клиренс.

Автоматические конструкции предназначены для контроля показателей скорости движения, ускорения, уровня наклона. Происходит передача сигналов от датчиков на исполнительные механизмы. На крутых поворотах управляющая система определяет уровень крена и регулирует жесткость подвески.

На работу подвески влияет скорость машины. Когда она увеличивается, клиренс самостоятельно падает, а если уменьшается, то вырастает.

Особенности ручного управления зависят от типа системы. Например, если есть пневматические стойки, изменяется жесткость и клиренс.

Зимняя эксплуатация

Пневмоэлементы обычно выдерживают температурный режим всех сезонов года на территории России. Но некоторые механизмы плохо работают в условиях больших морозов. Часто у водителей возникают проблемы, связанные с промерзанием конденсата в установке. По этой причине выходят из строя клапаны и разные датчики.

Методы устранения — вовремя убирать лишнюю влагу на деталях конструкции. Лучше не экономить на осушителе. Можно также приобрести раствор, который просушивает запчасти пневмоподвески.

Жителям северных регионов лучше остановить выбор на безресиверных конструкциях с механическими пневматическими клавишами. Ресиверные модели, которые регулируются электромагнитными клапанами, плохо переносят большие морозы.

Принцип работы пневматической подвески и из каких компонентов она состоит

Пневматическая подвеска уже достаточно давно используется на грузовых автомобилях, профессионально занятых в сфере грузоперевозок, и только в последнее десятилетие стала доступна для личных транспортных средств водителей. Мотоциклы, вездеходы, кастом кары, спортивные автомобили и даже повседневные автомобили – на любое из этих транспортных средств может быть установлена пневматическая подвеска.

Об использовании пневмосистем

С развитием технологий пневматические системы были значительно усовершенствованы, стали менее громоздкими, более быстрыми и точными. Теперь элементы пневматической системы отличаются быстротой реакции, повышенной точностью работы и управляются сложной электроникой, контролирующей практически все параметры – от клиренса до давления в пневматических баллонах, что обеспечивает плавный ход и отличную управляемость транспортного средства.

Подвеске автомобиля зачастую уделяется недостаточно внимания. Необходимо понимать, что подвеска напрямую влияет на комфорт, безопасность и управляемость Вашего автомобиля. Амортизаторы и пружины смягчают неровности на дороге, поглощая все колебания, толчки и удары колес автомобиля.

Каждый раз, когда Вы нагружаете или разгружаете транспортное средство, увеличиваете или снижаете скорость, поворачиваете, основная нагрузка ложится именно на подвеску. Стандартные амортизаторы и пружины разрабатываются с учетом только определенных ситуаций на дороге, чего может быть недостаточно для Вашего автомобиля.

При использовании пневматической подвески стандартные пружинные амортизаторы заменяются пневматическими. Пневматические баллоны представляют собой жесткие подушки из резины и пластика, в которые нагнетается определенное давление для обеспечения заданного клиренса.

Назначение пневматической подвески аналогично назначению обычной подвески, однако это их единственное сходство. Современная пневматическая подвеска представляет собой усовершенствованную систему с воздушным компрессором, датчиками и электронным управлением, которая имеет целый ряд преимуществ перед стандартной подвеской. Например, возможность быстрой регулировки клиренса и адаптации к различным дорожным условиям и различной загруженности транспортного средства.

Любая пневматическая система как с ручным, так и с электронным управлением, установленная любителем или специалистом, позволяет уменьшить клиренс автомобиля, придав тем самым ему отличный внешний вид, а также помогает выровнять авто при перевозке тяжелых грузов или просто улучшить комфорт при езде на «Детроитском уличном монстре».

Компоненты пневматической подвески

Первые версии пневматических подвесок были достаточно простыми. Пневматические баллоны устанавливались вместо пружинных амортизаторов. В баллон нагнеталось необходимое для определенного клиренса или условий давление с помощью внешнего компрессора через специальный клапан.

Развитие технологий привело к усложнению системы и внедрению в нее дополнительных компонентов, в том числе системы управления. На сегодняшний день набор компонентов пневматической подвески уже устоялся и слабо отличается между различными производителями. В основном пневматическая подвеска различных производителей отличается системой управления и простотой монтажа устройства на автомобиль.

Пневмобаллоны

Со временем для пневматических баллонов стали использоваться другие материалы. В настоящее время баллоны изготавливаются из резины и полиуретана, обеспечивающих прочность и герметичность конструкции, а также стойких к воздействию химических реагентов и соли и истиранию о дорожный мусор и песок.

Пневматические баллоны бывают трех типов:

• Двойные баллоны (double-convoluted). Пневматический баллон данного типа внешне похож на песочные часы. Данная конструкция имеет большую горизонтальную гибкость в сравнении с другими конструктивными решениями;
• Конические баллоны (tapered sleeve). Баллоны данного типа обладают схожими характеристиками с другими разновидностями баллонов, но разработаны специально для работы в ограниченном пространстве, и имеют меньший диапазон регулировки клиренса транспортного средства;
• Роликовые баллоны (rolling sleeve). Данная разновидность пневматических баллонов также имеет конкретное предназначение. Роликовые баллоны выбираются исходя из конкретных условий для транспортного средства, в частности с учетом заданных параметров клиренса и диапазона регулировки подвески.

Компрессор

Большинство пневматических систем оснащаются встроенным компрессором. Компрессор представляет собой электрический насос для нагнетания воздушного давления в пневматических баллонах через пневмолинии.

Компрессор обычно устанавливается на шасси или в багажнике автомобиля. Подавляющее большинство компрессоров оснащаются осушителями. Компрессор всасывает атмосферный воздух, нагнетает давление и передает сжатый воздух в пневматические баллоны. Атмосферный воздух обычно увлажнен, а влага может повредить замкнутую систему. В осушителе используются обезвоживающие реагенты, поглощающие влагу из поступающего воздуха перед его использованием в системе.

В простых компрессорных системах давление регулируется непосредственно самим компрессором. В более сложных системах для поддержания заданного давления используются специальные накопительные емкости (ресиверы), которые также позволяют избавиться от резких перепадов давления при его изменении.

Запуск компрессора может осуществляться вручную – непосредственно водителем, автоматически – электронной системой управления, а также в комбинированном режиме.

Электромагнитные клапаны и пневматические линии

Пневматическая подвеска состоит не только из пневмобаллонов. Для работы системы необходимы следующие компоненты.

Пневматические линии, по которым осуществляется передача сжатого воздуха в пневматические баллоны. Данные линии представляют собой разновидность воздушного трубопровода высокого давления и прокладываются по шасси транспортного средства. Чаще всего используются резиновые и полиуретановые трубки, однако возможен монтаж металлической линии, обеспечивающей большую надежность и имеющей лучший внешний вид.

Клапаны являются шлюзами для подачи воздуха в различные части системы. Они играют очень важную роль в управлении воздушными потоками в современной пневматической подвеске.

Первые реализации пневматических подвесок имели двухконтурную систему, то есть, пневматические баллоны были напрямую подключены к пневмолиниям, таким образом поток воздуха мог не только поступать из пневмолинии в баллон, но и наоборот, мог передаваться из баллона в пневмолинию.

При заходе транспортного средства в поворот воздух из пневмобаллона выдавливался в другой баллон через пневмолинию, в результате чего в нем нагнеталось давление. В результате транспортное средство раскачивалось, а репутация пневматической подвески была сильно подмочена.

В современных пневматических подвесках используется система клапанов, которые предотвращают перекачку воздуха. В результате управляемость транспортных средств на пневматической подвеске значительно улучшилась.

Электромагнитные клапаны используются в системах с электронным управлением для нагнетания или снижения давления в пневматических баллонах. Электронная система оценивает показания датчиков и открывает или закрывает электромагнитные клапаны для регулирования давления в баллонах в зависимости от текущих условий.

Модуль управления

Сердцем электронных систем являются электронные модули управления. Системы управления могут быть простыми в виде цифрового выключателя либо могут управляться сложным программным обеспечением, отслеживающим в реальном времени показания датчиков давления и клиренса транспортного средства.

Такой электронный модуль обрабатывает данные датчиков давления и клиренса и, при необходимости, включает или выключает компрессор. Как правило, электронная система пневматической подвески устанавливается отдельно от других электронных систем автомобиля.

Эффективность работы пневматической подвески напрямую зависит от модуля управления, поэтому именно ему уделяется особое внимание при усовершенствовании пневмосистемы.

Комплекты

На серийных автомобилях устанавливаются определенные наборы амортизаторов и пружин, их замена требует времени, терпения и опыта, поскольку внесение изменений в конструкцию автомобиля может отрицательно сказаться на его управляемости и ходе. Выбор подходящей подвески может быть очень сложной задачей. Существует огромное множество производителей и компаний, предлагающих широкий выбор компонентов различного качества.

Дополнительную путаницу вносит тот факт, что наборы пневматической подвески заменяют только пружины, а пружины – лишь малая часть сложной системы подвески автомобиля. Учитывая данный факт, многие компании предлагают полные комплекты подвески, заменяющие все детали стандартной подвески – от соединительных тяг до рычагов и амортизаторов, что позволяет добиться максимальной эффективности работы пневмоподвески.

Тем не менее большинство базовых комплектов имеют в своем составе только пневмобаллоны, заменяющие обычные пружины, компрессор и пневматические линии. Многие из данных систем являются двухконтурными, то есть, после их установки наблюдается раскачивание транспортных средств при определенных условиях.

Более дорогие системы имеют в своем составе дополнительные более качественные компоненты, которые проще монтируются и улучшают устойчивость и управляемость транспортного средства.

О покупке комплекта

Приобретение комплекта не должно быть спонтанным. Покупателю необходимо сначала определиться с результатами, которые он хочет получить от системы. Владелец классического выставочного El Camino может захотеть просто занизить автомобиль для улучшения его внешнего вида, и для этого потребуется совсем другая система, чем для пикапа, перевозящего тяжелые грузы и стройматериалы.

Аналогично, требования к подвеске водителя гоночного автомобиля и водителя туристического кара также различны.

Комплекты топ-класса являются четырехконтурными и имеют в своем составе сложный модуль управления. Каждый из пневматических баллонов управляется отдельно, однако их работа как статическая, так и динамическая, синхронизируется электронным модулем. При выборе комплекта необходимо понимать разницу между системами, контролирующими давление, и системами, контролирующими клиренс.

Системы, контролирующие давление, отслеживают показания датчиков давления в пневматических баллонах. Они отлично подходят для простых задач, таких как уменьшение клиренса лоу-райдера на выставке.

Тем не менее, дополнительное использование датчиков клиренса позволяет добиться лучшей производительности системы. Системы, контролирующие клиренс, отслеживают взаимосвязь давления в баллонах с высотой посадки автомобиля. Комбинированные системы используются как в мощных автомобилях, так и для повседневных задач.

Например, для пикапа, перевозящего несколько тонн мульчи, пневматическая подвеска с комбинированной системой просто необходима.

Монтаж пневматической подвески

Компания RideTech, один из лидеров в области производства пневматических подвесок и компонентов, использовала реверсивную психологию в шутливой манере и написала на инструкции по монтажу: «Не открывать». Люди, пытающиеся установить новую систему, никогда не читают инструкций, и это является главной проблемой при монтаже.

Компания учла факт, что если что-нибудь запретить человеку, то он обязательно будет стремиться это сделать, поэтому она и написала на обложке инструкции такой шутливый призыв.

Попытка RideTech привлечь внимание к инструкции по монтажу несет определенную ценность для покупателей. Монтаж сложной системы вполне возможен для обычного человека, но для этого необходимо прочитать инструкцию и строго ей следовать.

Тем не менее, монтажом системы не рекомендуется заниматься людям, слабо знакомым с устройством автомобиля и устройством подвески либо не имеющим специальных инструментов и приспособлений для квалифицированного и безопасного выполнения работ.

По словам RideTech, монтаж системы с помощью специальных болтовых соединений займет от 12 до 15 часов для подвески и до 10 часов для компрессора и вспомогательных систем. К этим значениям необходимо добавить 5-6 часов на монтаж выравнивающей системы.

Тем не менее, правильно выполненный процесс монтажа и проверки позволит сэкономить деньги, поскольку позволит избежать быстрого износа компонентов в результате ошибок при монтаже и их соприкосновения с другими деталями автомобиля.

Пневматическая подвеска должна быть полностью герметична. Большинство проблем связаны с несоблюдением рекомендаций по проверке герметичности системы. По оценке RideTech, 90-95 процентов утечек связаны с неиспользованием подмоточного материала на резьбовых соединениях и с размещением пневмолиний в непосредственной близости с движущимися частями, что приводит к их повреждению.

Компания также рекомендует убедиться в достаточности зазоров между пневматическими баллонами и другими частями автомобиля, особенно имеющими высокую температуру (например, выхлопными трубами), для предотвращения их повреждения. Правильно установленная система легко проработает не один десяток лет.

Другим важным моментом, который необходимо учесть при монтаже, является общая регулировка системы. Большинство компаний рекомендуют менять амортизаторы автомобиля при установке на него пневматической подвески.

Амортизаторы работают в комплексе с пружинами, поэтому установка дорогостоящей пневматической системы (от 4000 долларов) без замены пружин – бесполезная трата денег. Замена является достаточно простой операцией, значительно улучшающей общую эффективность работы системы.

Несмотря на сложность конструкции, пневматическая подвеска значительно улучшает внешний вид и характеристики автомобиля (при соблюдении правил монтажа и настройки).

Что такое пневматическая подвеска автомобиля и зачем её устанавливать

Пневматическая подвеска стала нормой жизни для хот-рода. Мы расскажем Вам все, что нужно знать о пневмоподвеске.

С недавних пор в хот-родах применяется принципиально новый вид подвески: на смену привычным металлическим амортизаторам пришли пневматические системы с автоматической электронной регулировкой уровня кузова автомобиля относительно дорожного полотна и сверхточными воздушными компрессорами.

Пневматическая подвеска в сочетании с огромными колесами и шинами стала нормой в автомобильной индустрии и используется как для улучшения общих показателей автомобиля, его грузоподъемности, реализации возможности динамического изменения клиренса, так и просто для улучшения внешнего вида транспортного средства.

Сотрудники издательства HOT ROD решили досконально разобраться с устройством подвески данного типа, ее плюсами и минусами, и пообщались с такими ведущими специалистами в данной области, как Брет Воэлкель из Air Ride Technologies и Сан Солорзано из Total Cost Involved (TCI). Эти выдающиеся специалисты являются одними из лидеров в области применения пневматической подвески на хот-родах. В данной статье они расскажут читателям, как подобрать и установить свою первую пневматическую подвеску на хот-род.

В настоящее время наиболее часто используются встроенные пневматические амортизаторы с электронным управлением, например, в системе LevelPro от Air Ride Technologies используются датчики клиренса и давления воздуха для быстрой установки высоты кузова автомобиля относительно дорожного полотна в соответствии с пользовательскими установками.

Именно такая система установлена на шасси Корвета 53-62 годов Арта Мориссона, фотографии которого выложены в данной статье в качестве наглядного материала.

Что такое пневматическая подвеска

В пневматической подвеске вместо обычных амортизаторов используются пневматические элементы, аналогичные тем, которые устанавливаются на 18-колесных фурах. Наиболее просто модифицировать стандартную пружинную подвеску – вместо заводских стоек устанавливаются пневматические баллоны, которые крепятся на штатные посадочные места с помощью болтов и кронштейнов, приобретаемых у производителей автозапчастей.

Пневмоподвеска получила достаточно широкое распространение, поэтому пионеры индустрии, такие как Air Ride Technologies, TCI, Air Lift и прочие, выпустили широкий ассортимент крепежных наборов для наиболее распространенных автомобилей и грузовиков. Существуют даже комплекты для установки на транспортные средства с рессорными или торсионными подвесками.

Зачем устанавливать пневматическую подвеску

Пневматическая подвеска обладает пятью основными преимуществами, о которым мы сейчас и поговорим.

Регулируемость

Пневматические подвески легко регулируются в зависимости от загруженности транспортного средства или личных предпочтений водителя. Изменение посадки автомобиля, которое ранее занимало недели кропотливого труда, может осуществляться всего за несколько минут.

Регулировка пружинной подвески для получения оптимальной посадки автомобиля не всегда завершается успехом.

Пневматическая подвеска, в свою очередь, обеспечивает очень точную регулировку, позволяющую добиться максимальной эффективности, при этом не требуется каких-либо сложных манипуляций для ее установки и регулировки.

Управляемость

Большинство пневматических баллонов имеют прогрессивную жесткость – чем сильнее они сжимаются, тем жестче они становятся. Данное свойство в сочетании с возможностью автономного регулирования дает потрясающие результаты. Процесс адаптации подвески к текущим условиям занимает всего несколько минут.

В наиболее сложных системах пневматическая подвеска оснащается противораскачивающей системой и баллонами, которые регулируются не только на сжатие, но и на растяжение.

Получение оптимальных характеристик

У каждого водителя свои требования к управляемости и клиренсу автомобиля. Пневматическая подвеска позволяет удовлетворить практически любые пожелания без внесения каких-либо конструктивных изменений. Возможность регулировки пневматической подвески позволяет добиться необходимого уровня комфорта или управляемости, либо найти золотую середину между этими двумя понятиями.

Вы можете добраться до гоночного трека в комфорте на мягкой подвеске, затем сделать подвеску жесткой для участия в гонках, а после этого снова ее смягчить и вернуться домой, наслаждаясь комфортной ездой.

Внешний вид автомобиля

Пневматическая подвеска позволяет занизить автомобиль, чтобы он выглядел «круто». Крайним случаем являются специально заниженные минигрузовики и лоурайдеры, однако на сегодняшний день они занимают очень малую долю рынка.

Гораздо чаще водители хотят занизить свой автомобиль или грузовик для красоты за разумную цену, но без каких-либо потерь маневренности и надежности транспортного средства. Большинство пневматических подвесок позволяют добиться нормального клиренса во время движения, отличающегося от заводского варианта подвески всего лишь на несколько дюймов.

Неважно, насколько занижен автомобиль на пневмоподвеске, клиренс всегда может быть увеличен для нормального передвижения транспортного средства по трассе, при въезде на АЗС или для заезда на прицеп.

Загрузка транспортного средства

Изначально пневмоподвеска использовалась в коммерческих целях на 18-колесных фурах – данное техническое решение позволило перевозить тяжелые грузы без потери комфорта для водителя. Конечно, совсем не обязательно устанавливать пневмоподвеску, чтобы превратить свой автомобиль в хот-род, однако данная система может оказаться вполне практичной, например, на автоэвакуаторе, чтобы динамически изменять клиренс в зависимости от текущих дорожных условий.

По сути, уже сейчас некоторые внедорожники в определенных комплектациях оснащаются пневмоподвеской.

Пневматическая подвеска может устанавливаться как дополнение к рессорной подвеске, но большинство владельцев хот-родов предпочитают полный переход к более современной пневмосистеме. Для большинства популярных шасси существуют специальные крепежные комплекты, требующие минимальных сварочных работ для крепления кронштейнов.

Конструкция пневматического баллона

На сегодняшний день основным производителем пневматических баллонов является компания Firestone, которая является пионером среди производителей пневмобаллонов для больших грузовиков. Существует 3 основных разновидности пневматических баллонов: двойные (double-convoluted), конические (tapered-sleeve) и роликовые (rolling-sleeve).

Двойные пневматические баллоны выглядят как большой двойной чизбургер (российская адаптация — «бублик»), обладают наилучшими нагрузочными и прогрессивными характеристиками, и имеют короткий ход.

Баллоны данного типа чаще всего используются в передней подвеске, где амортизатор располагается в непосредственной близости к точке нагрузки, и позволяют максимально справиться с повышенными нагрузками в ущерб качеству хода транспортного средства.

Конические и роликовые пневматические баллоны меньше в диаметре, однако имеют больший ход и более линейную характеристику сжатия – они лучше всего подходят для использования в задней подвеске, поскольку именно к ней предъявляются сниженные требования по нагрузкам и повышенные требования к обеспечению комфортной езды.

Компрессоры

Вполне очевидно, что пневматический амортизатор может быть приподнят внешним источником воздуха, например, пневматическим компрессором. Однако такое решение сразу отсекает одно из главных положительных качеств пневмоподвески: возможность ее регулировки в зависимости от условий дорожного полотна, загрузки транспортного средства и прочее.

В таком случае Вам бы пришлось подсоединять компрессор каждый раз, когда Вы нагружали бы транспортное средство дополнительным весом – пассажирами, бензином, грузами.

Поскольку преимущества возможности регулирования подвески очевидны, наиболее правильным решением является использование источника воздуха прямо на транспортном средстве. Пневматические амортизаторы имеют малый объем, вследствие чего их точная регулировка внешним источником воздуха для максимального соответствия текущим условиям практически невозможна.

Встроенная пневмосистема состоит из минимум одного компрессора, накопительной емкости (ресивера) и некой системы управления. Наиболее эффективным с точки зрения себестоимости и в то же время простым решением, позволяющим добиться достойных параметров, является использование одного компрессора с накопительной емкостью объемом 2 галлона.

С другой стороны, если Вы хотите, чтобы автомобиль поднимался или опускался всего за пару секунд, необходимо установить пару компрессоров мощностью 150 psi (фунтов на кв. дюйм) и 2 или более 5-галонных емкостей, огромные промышленные пневмоклапаны и 31/44-дюймовые пневмолинии.

Тем не менее, такая производительная установка может значительно затруднить точную подстройку подвески аналогично случаю с внешним компрессором: в случае быстродействующей системы каждое нажатие кнопки приводит к резкому изменению давления на 20 psi.

Пневмолинии

В большинстве комплектов используются коммерческие, сертифицированные пластиковые пневмолинии, разработанные для больших грузовых автомобилей. Эти пневмолинии позволяют легко соединить компрессоры с пневматическими амортизаторами. Диапазон давлений в системе обычно составляет от 75 до 150 psi – эти значения являются нормальными для эффективной работы данных пневмолиний.

Стойка Макферсона? Не проблема. Компания Air Ride Technologies выпускает для большинства современных популярных автомобилей систему AirStruts, которая полностью заменяет заводские стойки. Данные комплекты имеют щелевые крепежные отверстия и эксцентрики, благодаря которым отпадает необходимость установки специальных пластин, требуемых для регулировки положения колеса при малом клиренсе.

В качестве нестандартного решения Вы можете установить стальную жесткую линию, как в тормозной или топливной системе, используя стандартные конусные гайки и переходники. Для подключения пневматических элементов необходимо использовать гибкие шланги – конструкция пневмолиний в данном случае по сути аналогична конструкции гидравлической линии тормозной системы.

Кроме того, по аналогии с тормозной системой, предпочтительно использовать шланги из нержавеющей стали вместо резиновых трубок.

Передняя подвеска

В пневматической подвеске первого поколения использовалась система смещения амортизатора, поскольку в середине пневматического баллона не предусмотрена полая область для монтажа стокового амортизатора, который обычно размещается по центру пружины.

Комплекты, разработанные для монтажа обычных пневматических баллонов, оснащаются специальными кронштейнами для смещения амортизаторов и, при необходимости, новыми опорами. Это простое и доступное решение. Однако в некоторых случаях могут возникнуть проблемы с установкой колесных дисков, особенно при нынешней моде на огромные колеса на небольших автомобилях.

По мере развития пневмоподвесок, были разработаны более дорогие пневматические системы на основе комплексных систем с регулируемыми амортизаторами. Конструктивно данное решение отличается тем, что вместо регулируемого амортизатора устанавливается воздушный элемент (пневмоэлемент).

Подобные комплекты являются более дорогими, однако проще монтируются, лучше выглядят и позволяют легко регулировать просвет между кузовом и колесами.

С другой стороны, в зависимости от шасси, на которое устанавливается пневмоподвеска, применение сдвоенной пневмосистемы может привести к ухудшению общих характеристик по сравнению с системой, когда пневмобаллон и амортизатор устанавливаются раздельно.

Как правило, для большинства автомобилей применение четырех верхних рычагов предпочтительнее реализации независимой подвески. Конструктивно установка любой подвески на шасси является типичной, будь то пневматический баллон, система ShockWave (баллон со встроенным амортизатором) или обычная металлическая пружина. Пневматическая подвеска легко регулируется в широком диапазоне значений в зависимости от веса транспортного средства – необходимо просто нагнать давление с помощью компрессора или стравить его.

Например, уменьшенный просвет между аркой и колесом может потребовать большей жесткости, чтобы колесо не цеплялось при движении на установленном клиренсе.

Таким образом, если для водителя предпочтительной характеристикой является качество движения, рекомендуется устанавливать раздельную подушку и амортизатор.

Задняя подвеска

Если автомобиль уже оснащен пружинными амортизаторами, установка пневмоподвески не отнимет много сил и времени. Баллоны легко ставятся на стоковые опоры, однако иногда требуется определенная модификация (обычно все необходимые конструктивные элементы идут в комплекте).

Также возможна установка пневмобаллона со встроенным амортизатором, однако такое решение может потребовать значительных изменений в конструкции подвески автомобиля.

Для автомобилей с рессорами существует 2 варианта установки пневмоподвески. Наиболее простым решением является демонтаж нескольких пластин с каждой рессоры и установка пневмобаллона между рессорой и кузовом автомобиля.

Рессоры нельзя полностью демонтировать, поскольку они необходимы для поддержания задней оси, однако основная динамическая нагрузка теперь ложится на пневматические элементы.

На старых автомобилях с изношенными рессорами рекомендуется (если позволяют денежные средства) полностью их демонтировать и установить четырехточечную подвеску. Основные производители предлагают готовые наборы пневмоподвесок для установки на наиболее популярные модели автомобилей с рессорами, которые монтируются на болтовые соединения с минимальными сварочными работами для крепления оси.

Для гоночных автомобилей и нестандартных решений существуют универсальные комплекты, требующие большого объема сварочных работ.

В зависимости от физических ограничений, связанных с конструкцией шасси и требованиями к клиренсу, верхние рычаги четырехточечных систем могут быть треугольными либо быть ориентированы параллельно нижним связям.

В общем случае, параллельные рычаги отлично подходят для установки на грузовые автомобили, а треугольные – для легковых автомобилей. Для некоторых шасси производители выпускают оба вида рычагов. Если у Вас есть возможность выбирать, то для повседневных автомобилей рекомендуется устанавливать треугольные рычаги, а для драг-рейсинга или гоночных автомобилей – параллельные.

Несмотря на то что пневмобаллоны со встроенными амортизаторами дороже, их монтаж требует значительно меньших затрат. Например, существуют комплекты для Chevy II 62-67 годов, которые просто устанавливаются на стандартное место для заводских пружинных амортизаторов. Данный люксовый комплект также оснащается наконечниками Fat Man и реечной рулевой. Обратите внимание, что при поднятой подвеске для нормальной езды пластины пневмоэлемента параллельны кронштейнам амортизаторов. Смещение пружины в сторону шаровой опоры значительно повышает ее жесткость.

Двухконтурная или четырехконтурная пневмосистема

Когда пневматическая подвеска стала впервые применяться в середине 90-х на хот-родах, для нагнетания или спуска давления использовалась двухконтурная система управления. Другими словами, оба пневматических баллона на оси были связаны друг с другом.

Двухконтурная

Данное решение было очень простым и требовало установки только одного клапана на каждую ось, однако имело существенный недостаток – во время поворотов внешний (наиболее загруженный) пневматический баллон перекачивал воздух во внутренний (ненагруженный) баллон, что приводило к увеличению крена автомобиля. Данную проблему можно устранить на легком автомобиле – необходимо установить жесткие стабилизаторы.

Четырехконтурная

В наши дни получила распространение четырехконтурная система с независимым управлением каждым пневматическим элементом. Несмотря на то что для реализации подобной системы необходимо установить на каждый пневматический баллон по клапану, она решает все проблемы с передачей сжатого воздуха.

Кроме того, данная система позволяет точно контролировать клиренс транспортного средства при изменении веса и выравнивать кузов относительно дорожного полотна. Четырехконтурная система – нечто вроде системы компенсации веса на автомобилях для трековых гонок.

Установка пневматической подвески обычно достаточно проста – элементы новой подвески крепятся болтами, а может требовать значительной модификации конструкции шасси. Компания TCI является известным производителем приспособлений для шасси для хот-родов и предлагает модифицированный элемент шасси для Chevy II 62-67 годов. Для установки требуемой монтажной высоты используются специальные прокладки (можно увидеть на фото), поставляемые производителем.

Системы управления

В качестве бюджетного варианта покупателям доступны двухконтурные и четырехконтурные системы с ручным управлением. В подобных системах обычно используются пневматические клапаны с манометром на панели.

Более сложным вариантом, позволяющим получить плавное изменение клиренса, является использование электромагнитных клапанов с электронным управлением. За последние 3-4 года на рынке появилось множество систем электронного контроля клиренса, позволяющих автоматически регулировать высоту посадки транспортного средства во время движения.

Электронная система обычно состоит из компьютера и набора различных датчиков, на основе показаний которых управляются электромагнитные клапаны. В настоящее время распространены два вида электронных систем управления: система управления, измеряющая давление в пневмоподвеске, и система управления, контролирующая клиренс во время движения.

Система управления, измеряющая давление

В данной системе необходимое положение пневматического элемента устанавливается на основе данных о давлении в пневмосистеме, которые сигнализируют (теоретически) о текущем положении пневматического баллона и, соответственно, о клиренсе транспортного средства (тоже теоретически). Очевидно, что в данной цепочке происходит слишком много интерпретаций данных и слишком много допущений.

Несмотря на то что данная система может прекрасно работать на транспортном средстве, которое редко перевозит грузы и прекрасно отбалансировано, для большинства транспортных средств она не годится, поскольку при увеличении веса транспортного средства (например, при перевозке груза или пассажиров), все заложенные параметры, которые интерпретируются в высоту посадки автомобиля, оказываются ошибочными.

Существует множество причин изменения веса транспортного средства: посадка и высадка пассажиров, перевозка грузов, количество топлива в топливном баке, крен автомобиля при парковке на неровной дороге и даже индивидуальные особенности пневмосистемы.

Все вышеперечисленное, в конечном счете, может привести к установке неправильного клиренса транспортного средства, не отвечающего текущим дорожным условиям.

Некоторым автомобилям необходимо увеличить дорожный просвет для установки пневматической системы. Система Strong Arms от Air Ride Technologies обеспечивает соответствующее крепление и позволяет немного увеличить угол продольного наклона оси поворота колеса. В некоторых случаях возможно добавлением верхней тяги для увеличения отрицательного развала колес, предотвращающего ограничение хода шаровой в случае установки более длинного поворотного кулака.

Активные системы управления, измеряющие давление, могут неправильно реагировать в затяжном плавном повороте (например, при проезде через транспортную развязку или при любом динамическом маневре, увеличивающем нагрузку на одну сторону автомобиля в течение длительного времени).

В данных условиях активная система управления, измеряющая давление, пытается стравить давление с внешней (загруженной) стороны и увеличить давление с внутренней (незагруженной) стороны, увеличивая раскачивание кузова, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на управляемости транспортного средства. По сути, происходит та же ситуация, что и в старых двухконтурных системах.

Система управления, контролирующая клиренс

В данной системе используются отдельные датчики, которые измеряют фактическое положение подвески транспортного средства. Такое решение позволяет избавиться от ряда допущений, используемых в системах, измеряющих давление, поскольку система управления получает точные данные о реакции положения кузова на изменение давления в пневматических элементах и может точно определить клиренс.

Тем не менее, в данных системах тоже есть недостаток, известный под названием «перекрестная нагрузка». Данное явление наблюдается в случае, если при обеспечении клиренса в различных пневматических баллонах нагнетается абсолютно разное давление.

В обычных условиях, давление в различных пневмобаллонах должно отличаться не более чем на 20 процентов. Однако бывают ситуации, когда система управления, контролирующая клиренс, ошибочно увеличивает давление в двух диагональных пневмобаллонах и одновременно стравливает его в двух других.

Таким образом, система выравнивает кузов, однако управляемость транспортного средства при этом значительно снижается.

Комбинированные системы

Для устранения вышеперечисленных проблем были разработаны комбинированные системы, объединяющие преимущества рассмотренных ранее систем. При такой реализации каждая из систем используется для проверки показаний друг друга.

Одним из примеров такой системы является новая LevelPro от Air Ride Technologies. Если Вы хотите поэтапно вкладывать деньги в пневмоподвеску, наиболее разумно сначала установить систему управления, измеряющую давление, а потом добавить в нее датчики системы управления, контролирующей клиренс.

Система LevelPro позволяет запрограммировать 3 различные программы: низкая посадка, нормальная посадка (для туризма и гонок) и высокая посадка (для преодоления препятствий, например лежачих полицейских). Просто нажмите кнопку, и автомобиль поднимется или опустится до запрограммированного уровня.

Данные предустановки не мешают регулировать клиренс в зависимости от количества топлива в баке, числа пассажиров или загрузки автомобиля.

Air Ride Technologies предлагает широкий ассортимент комплектов, крепящихся болтами, для различных моделей легковых и грузовых автомобилей. Изображенный комплект (PN ABAR20400) подходит для полноразмерного Ford Galaxie 60-64 годов. Существуют даже передние и задние комплекты для Chrysler.

Модифицированные системы

Существуют готовые комплекты пневматических подвесок для серийных классических мощных автомобилей, мощных заводских хот-родов, грузовиков и внедорожников. Рекомендуется устанавливать именно такие комплекты, а не разрабатывать подвеску с нуля, поскольку они правильно спроектированы и тщательно протестированы.

В данных системах уже решены все вопросы касательно высоты устанавливаемого пневматического баллона, модификации шаровой опоры, углов приводной оси, клиренса относительно дорожного полотна, просвета между аркой и колесом и других параметров, учитываемых при проектировании безопасной и функциональной системы.

Для менее популярных транспортных средств, для которых нет готовых комплектов, особые энтузиасты хот-родов вполне могут самостоятельно спроектировать рабочую пневматическую подвеску. На самом деле проектирование пневмоподвески принципиально не отличается от проектирования обычной подвески, просто традиционные металлические амортизаторы заменяются пневматическими элементами.

Проектировать пневмоподвеску в некоторой степени проще, поскольку пневмобаллоны имеют больший рабочий диапазон и лучшие нагрузочные характеристики по сравнению с обычными амортизаторами.

Принимая во внимание различные конструкции воздушных баллонов и различные конфигурации системы, которые были описаны выше, при разработке необходимо учесть возможный вес транспортного средства и возможный ход подвески.

Очевидно, что пикап, буксирующий 48-футовый трейлер, требует больших пневматических баллонов, чем задняя подвеска Мустанга 69 года. Специалисты по пневмоподвеске могут дать приблизительные рекомендации по заданным характеристикам транспортного средства, необходимой минимальной и максимальной посадке и скорости изменения клиренса.

Одинаковые пневматические элементы и амортизаторы могут дать абсолютно разные результаты, даже если они устанавливаются на транспортные средства с идентичным весом и одинаковыми параметрами клиренса.

Как упоминалось ранее, расположение пружинной опоры в передней подвеске теоретически может значительно увеличить коэффициент сжатия.

Увеличение расстояния между точкой крепления и осью поворота тяги (передвижение точки крепления ближе к шаровой опоре) может привести к увеличению коэффициента сжатия подвески. Кроме того, увеличение угла амортизатора также требует более высокого коэффициента для поддержания заданного клиренса при движении.

Существуют ресиверы (резервуары для воздуха) различной емкости. Основным преимуществом ресиверов большего объема является сокращение времени увеличения клиренса. Большинство владельцев хот-родов используют один ресивер емкостью от 2 до 5 галлонов. Ярые фанаты хот-родов, желающие значительно увеличить скорость увеличения клиренса, могут использовать большие емкости или установить несколько ресиверов и компрессоров, соответствующих установленным пневмолиниям.

После того как Вы выберете пневматические баллоны, их необходимо установить на транспортное средство. Не существует универсальных рекомендаций по выбору оптимального клиренса для достижения максимальной производительности.

Высота подвески (характеристики можно получить у производителя) должна соответствовать предполагаемым требованиям по клиренсу, после чего можно определиться с особенностями ее монтажа. Монтажная точка должна обеспечивать достаточный ход подвески, достаточный просвет между колесом и аркой, клиренс и правильные углы привода.

Слишком маленький просвет между пневматическим элементом и другими конструктивными элементами может привести к их быстрому износу.

Производители комплектов пневматических подвесок предлагают широкий ассортимент универсальных кронштейнов. Такие комплекты, как ShockWaves от Air Ride Technologies монтируются аналогично регулируемым амортизаторам, что значительно упрощает их установку по сравнению с раздельным монтажом пневмобаллона и амортизатора.

Необходимо смоделировать условия езды транспортного средства по шоссе. В данном случае клиренс должен составлять минимум 411/42 дюйма, ход подвески должен быть минимум 3 дюйма на сжатие и 2 дюйма на отбой. Убедитесь, что концевые пластины пневматических амортизаторов выровнены и параллельны при установке нормального клиренса.

Двойные пневматические баллоны Firestone не требуют установки отбойников, предотвращающих их повреждение, однако в Вашей системе могут потребоваться отбойники для безопасного клиренса при максимальном стравливании давления. При использовании конических и роликовых пневмобаллонов необходимо устанавливать отбойники и ограничители, предотвращающие возникновение экстремальных режимов работы.

На последнем этапе необходимо установить клиренс, соответствующий нормальному движению автомобиля, учитывая, что его изменение в сторону увеличения или уменьшения должно осуществляться плавно.

Блок электромагнитных клапанов BigRed от Air Ride Technologies значительно упрощает монтаж компрессорной установки и пневматических линий. Данный блок разработан специально для применения в системах пневматической подвески – его герметичные электромагнитные клапаны обеспечивают надежность и производительность системы. Клапаны имеют большую емкость и разработаны специально для быстродействующих пневматических систем.

Регулировка подвески

Амортизаторы и стабилизаторы подвески имеют важное значение не только для стандартной подвески, но и для пневматической. Независимо от конструкции главной задачей подвески является поддержание веса транспортного средства на определенной высоте. Амортизаторы отвечают за раскачивание подвески. Стабилизаторы подвески используются для предотвращения крена кузова при изменении параметров подвески и поворотах.

Эксперты по пневматической подвеске рекомендуют использовать максимально мягкие пружины, уделяя особое внимание правильности выбора амортизаторов и стабилизаторов для контроля крена и раскачивания кузова. Такая реализация позволяет добиться максимально комфортной езды (ради чего и устанавливается пневмоподвеска) без ухудшения управляемости при поворотах.

Регулировка стандартной подвески в соответствии с загрузкой транспортного средства, дорожных условий, стиля вождения и предпочтений водителя занимает длительное время. Установив пневматическую подвеску, Вы сразу оцените ее преимущества – настройка подвески выполняется всего лишь нажатием кнопки и поворотом ручки управления.

Износостойкость

Качество пневматических баллонов подтверждено миллионами милей пробега коммерческого транспорта, занятого перевозкой грузов, в течение долгих 70 лет. Компания Firestone тестирует свои комплекты десятками миллионов циклов, что соответствует сроку службы 40-50 лет. Если пневмобаллон не трется о другие конструктивные элементы автомобиля и расположен на расстоянии не менее 2 дюймов от горячих элементов, он переживет автомобиль, на котором он установлен.

Пульт управления (дополнительная опция) позволяет контролировать работу системы LevelPro от компании Air Ride Technologies.

Наиболее распространенной проблемой являются утечки воздуха, которые обычно являются следствием неправильного монтажа системы. Вот что сказал Воэкель про утечки: «Элементарное использование герметика на резьбовых соединениях позволяет предотвратить 97 процентов всех утечек.

Единственной причиной утечки может быть воздушный клапан, если в него попадает мусор при монтаже, а также попадание подмоточной ленты (ленты ФУМ) в канал. Теоретически, пневматика ShockWave может иметь утечки, однако за 10 лет мне не встретилось ни одного протекающего баллона».

Несмотря на это, любое механическое устройство, будь то пневмобаллон или обычный амортизатор, может получить механические повреждения. При разработке собственной системы пневмоподвески необходимо обеспечить достаточный клиренс и просвет между аркой и колесом на случай, если давление будет полностью стравлено – таким образом, Вы сможете, по крайней мере, припарковаться на обочине, не повредив колесо или арку.

Правильно спроектированный и сконструированный баллон имеет для подвески такое же значение, как система электронного впрыска топлива и повышающая передача для привода.

Да, необходимы значительные технические знания; да, сложные современные системы стоят больших денег – однако это настоящий шаг к построению автомобиля, на котором Вы сможете в воскресенье поучаствовать в гонках, а затем поехать в понедельник на работу, наслаждаясь комфортом.

Плюсы и минусы пневматической подвески: устройство, особенности

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:

1. Одно.
2. Двух.
3. Четырёхконтурный вариант.

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:

1. В ручном режиме.
2. Автоматически.

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:

1. Скорость.
2. Наклон.
3. Ускорение и другое.

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.

Многокамерная пневмоподвеска: шаг в будущее или ненужное баловство автопроизводителей?

Пневматическая подвеска в легковом автомобиле давно уже не экзотика, и уж тем более не редкость на грузовом транспорте — ее применяют уже более 50 лет. Но тем не менее еще не все вершины покорены. Новые технологии дают возможность применить в автомобилях идеи, которые ждали внедрения с 70-х годов прошлого века.

В самом начале XX столетия американец Уильям У. Хамфрис запатентовал одну из первых весьма примитивных реализаций пневматической подвески для телег и машин.

 

Пневматические подвески получили некоторое распространение в межвоенный период на крупном дорожном и железнодорожном транспорте, но для легковых машин оставались слишком сложными и тяжелыми.

Как это часто бывало в истории техники, Вторая мировая война сильно повлияла на развитие технологии. Пневматические пружины массово использовали в тяжелой авиации для шасси и пытались применить для тяжелых гусеничных машин. Наработки этого периода дали плоды сразу после окончания войны. Уже в 1946 году Уильям Башнелл представил свой прототип новой версии минивэна Stout Scarab с пневмоподвеской и пластиковым кузовом.

Первый легковой прототип на пневмоподвеске — минивэн Stout Scarab 1946 года

А уже в 1955-му гидропневматическая подвеска применялась на серийном Citroen DS. Очень важно отметить тот факт, что конструкция гидропневматики обеспечивала раздельное регулирование жесткости и уровня подвески, а также подтверждала высочайшую комфортность пневматических пружин для легкового автомобиля.

Первый серийный легковой автомобиль с пневмоподвеской — Citroen DS 1955 года

В 1957 году пневмоподвеска «в чистом виде» была применена корпорацией GM на Cadillac Eldorado Brougham, а как опция стала доступна и для других машин этой марки. В Европе пневмоподвеска классической конструкции на серийной машине впервые появилась у забытой нынче, но популярной в прошлом премиальной марки Borgward, на модели P100, в 1960 году. А в 1962-м эстафету подхватил Mercedes на машинах в кузове W112. Дальше перечислять бесполезно, но пневматика нашла свое место и в грузовом автотранспорте, и в автобусах, где пригодилась ее адаптивность по нагрузке. В легковых автомобилях она чаще всего применяется на автомобилях премиум-класса и внедорожниках — для повышения комфорта и управления клиренсом.

 

Обширная практическая база и теория к этому моменту позволяли однозначно утверждать, что пневматические пружины обеспечивают намного более высокий уровень комфорта, чем любые варианты обычных неактивных подвесок. За счет работы дросселирующей системы пневмобаллон гасит часть колебаний, выступая, таким образом, амортизатором. К тому же типичная упругая характеристика пневмопружины сильно отличается от простой механической системы: так, на частотных характеристиках подвески с пневматикой почти не сказывается рост неподресоренных масс, а высокочастотные вибрации через пневматику не передаются вовсе. К тому же возможна обратная связь и жесткий контроль уровня кузова, что улучшает работу подвески и возможность изменения клиренса. Более сложные системы с несколькими пневмопружинами переменной упругости и системы с регулируемым диаметром дросселя между пневмосистемой и баллоном в машинах применить не удавалось, но на железнодорожном транспорте их испытывали и применяли.

Новый этап в истории «пневматики» начался с внедрением в автомобили электронных систем контроля шасси. Появление электрорегулируемых стоек TEMS совместно с пневмопружинами на Toyota в 1986-м и ECAS — полноценной системы автоматической регулировки пневматики шасси — на Range Rover в 1993 году продемонстрировало дополнительные возможности таких систем.

Неудивительно, что в 1998-м на флагманском Mercedes W220 эти возможности регулировки объединили, и на серийной машине впервые появилась полностью адаптивная подвеска AIRMATIC, регулирующая как работу амортизаторов, так и уровень кузова, и жесткость каждого пневмобаллона индивидуально, в зависимости от дорожной обстановки.

 

Следующим шагом на пути улучшения характеристик пневматической подвески стала возможность «развязать» ранее связанные параметры упругости и высоты подвески. Для этого потребовалось внедрить двух- и трехкамерные пневмобаллоны, имеющие один объем, для изменения высоты подвески, и еще несколько — для изменения упругости и частотных характеристик. В 2016 году первые серийные машины с этой системой под названием Air Body Control представил Mercedes, но сейчас применением подобных систем могут похвастаться уже машины почти всех премиальных европейских марок.

В чем преимущество такой подвески? Опыт применения многоуровневой амортизации на железнодорожном транспорте и грузовых автомобилях убедительно доказал, что это позволяет сохранить комфорт подвески при ограничении ее хода, улучшить виброакустические характеристики и уменьшить металлоемкость.

 

В легковом автомобиле невозможно внедрить громоздкий направляющий аппарат для многоуровневого рессорного подвешивания. Реализованные на гоночных машинах составные пружины и пружины с большим переменным шагом имеют лучшие характеристики, но требуемых параметров по комфорту с ними достичь невозможно.

Многокамерный пневмобаллон и амортизатор с изменяемыми характеристиками вполне успешно решают эту задачу, используя сравнительно простой направляющий аппарат обычной подвески.

 

Для автомобиля возможность раздельно регулировать жесткость и высоту подвески позволяет сохранять сцепление колес с дорогой на еще более высоком уровне при любом типе покрытия, безболезненно управлять высотой подвески на ходу, не ухудшая при этом комфорта и не увеличивая нагрузку на амортизаторы.

 

Электронно-управляемый амортизатор сам по себе уже позволяет сильно менять характеристики подвески, а в сочетании с возможностями упругого элемента  возможности системы  многократно возрастают. Линейная характеристика такой подвески настраивается в очень широком диапазоне.

 

Более тонкая подстройка частотных характеристик подвески расширяет возможности настройки управляемости и комфорта. А достигается это всего лишь небольшим усложнением конструкции. Лишняя камера и ее арматура внедряются почти безболезненно, заметно усложняется блок управления (он же — блок клапанов), а число каналов регулирования системы увеличивается соразмерно числу камер. Зато кратно возрастает сложность настройки системы. Впрочем, настолько же в теории увеличиваются и возможности. Неудивительно, что если «простая» пневмоподвеска уже применяется на машинах от D-класса включительно и вовсю устанавливается энтузиастами вообще на любые транспортные средства, то многокамерные подвески пока принадлежность топовых исполнений самых дорогих авто.

Каков итог?

К сожалению, большие возможности не всегда означают высокие характеристики. Повышение возможностей настройки подвески у многокамерных пневмостоек на практике сдерживается не самыми удачными настройками систем для обычного ежедневного применения. И пусть такие машины лучше проходят трассу «Нюрбургринг», многие уважаемые автомобильные издания отмечают, что с обычными пружинными подвесками или с обычной пневматикой машины имеют более цельный характер и лучше настроены, при этом не всегда отличаются худшим комфортом. Возможно, именно по этой причине как минимум компания BMW отказывается от применения новейшей технологии и заявляет, что многокамерные пневмостойки ей не нужны, а на новой 5 Series производитель полностью отказался от применения пневмоподвески. Впрочем, со временем все может измениться.

что это такое и для чего она нужна

Современные автомобили оснащаются различными типами подвесок, однако в подавляющем большинстве случаев используются те их разновидности, которые в качестве основных демпфирующих элементов включают в себя телескопические гидравлические амортизаторы и винтовые пружины. Пневматические же конструкции применяются пока не столь широко, а если и устанавливаются, то преимущественно на автомобилях премиального класса и коммерческих транспортных средствах. Во многом поэтому у многих не очень искушенных в тонкостях и особенностях конструкции техники автомобилистов возникает вопрос: что такое пневмоподвеска и зачем ее используют? 

Что такое пневмоподвеска

Пневматической принято называть такую подвеску автомобиля, в которой для достижения определенного положения его кузова относительно поверхности дорожного полотна используются специальные баллоны, наполненные воздухом и при этом являющиеся одними из основных элементов конструкции.

Что касается легкового автомобильного транспорта, то пневмоподвески чаще всего используются в конструкции представительских авто, а также дорогих внедорожников. Гораздо шире пневматические подвески используются в грузовых автомобилях, причем не только тех, что имеют относительно небольшую грузоподъемность, но и в магистральных и седельных тягачах.

Что входит в конструкцию пневмоподвески

Конструкция пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из таких основных конструктивных частей, как:

• Упругие элементы или пневмоподушки;
• Компрессор;
• Ресивер;
• Система управления.

Каждый из этих компонентов пневмоподвески играет определенную роль.

Упругие элементы. В качестве упругих элементов в пневмоподвесках используются пневматические баллоны. Они устанавливаются по одному на каждое колесо, а основная их функция состоит в том, чтобы удерживать кузов машины на определенной высоте относительно дорожного покрытия. Пневмобаллоны изготавливаются из плотной многослойной резины, заполняются сжатым воздухом. Чаще всего они имеют форму «таблеток», разделенных на несколько секций. Встречаются также и пневмобаллоны, монтируемые непосредственно на стойках амортизаторов, и в таких случаях они являются заменой витым пружинам.

Компрессоры. Поскольку подвеска является пневматической, то для выполнения ею своих функций она требует наличия источника сжатого воздуха. Таковым является компрессор, с помощью которых он закачивается в упругие элементы. Конструктивно он состоит из таких частей, как осушитель воздуха и электрический двигатель, а также нескольких электромагнитных клапанов, обеспечивающих следование сжатого газа по определенному контуру. В зависимости от того, какое именно количество этих клапанов имеется в системе, упругие элементы могут накачиваться или по отдельности, индивидуально, или же попарно.

Ресивер. Из компрессора сжатый воздух попадает в упругие элементы не напрямую, а через так называемый ресивер. Он представляет собой металлический баллон, имеющий емкость от 3 до 10 литров. Именно в него закачивается воздух, который далее через магнитные клапаны следует в упругие элементы. Ресивер позволяет осуществлять корректировку характеристик подвески без включения компрессора, за счет имеющегося в нем запаса сжатого воздуха.

Система управления. Любая современная пневмоподвеска в обязательном порядке оснащается собственной системой управления, включающей в себя датчики:

• Текущего уровня кузова машины над дорожным покрытием;
• Ускорения транспортного средства;
• Давления в системе;
• Температуры компрессора.

Информация от них поступает в электронный блок управления, который ее обрабатывает в режиме реального времени и формирует сигналы, передающиеся на исполнительные устройства. Практически всегда блок управления пневматической подвеской находится в тесном взаимодействии с системой курсовой устойчивости и электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя. Что касается исполнительных устройств, то таковыми являются клапаны создания, поддержания и сброса давления, а также реле включения компрессора. 

Как работает пневмоподвеска?

Кнопки управления пневмоподвеской

Функционирование пневматической подвески современного автомобиля основано на том, что в зависимости от дорожной ситуации и положения кузова авто относительно дороги в пневматических подушках изменяется давление. При его увеличении упругие элементы становятся жестче, а клиренс машины возрастает. Если давление падает, то происходит обратный процесс.

Обычно предусмотрено три режима работы пневмомподвесок:

• Нормальный;
• Повышенный;
• Пониженный.

В нормальном режиме пневматические подвески функционируют тогда, когда транспортные средства следуют по ровным дорогам с твердым покрытием на скоростях, не превышающих 100 км/ч. Если передвижение происходит на низких скоростях, то клиренс повышается, причем это делается водителем вручную, с помощью установленного в кабине переключателя. Чаще всего этот режим используется при движении по бездорожью. При езде по дорогам с ровным твердым покрытием со скоростями, превышающими 100 км/ч, используется пониженный режим. Переключение в него также осуществляется водителем вручную.

Автоматическая корректировка осуществляется тогда, когда автомобиль проходит повороты. Производится она путем закачивания в соседние подушки большего количества воздуха для того, чтобы снизить боковые крены. После того, как поворот пройден, «лишний» воздух стравливается через клапаны. 

Разновидности пневмоподвесок

Разновидности пневмоподвесок

В современных автомобилях используется три вида пневматических подвесок:

• Одноконтурная;
• Двухконтурная;
• Четырехконтурная.

Одноконтурная пневматическая подвеска является, по сути дела, вспомогательной и устанавливается пикапы и небольшие грузовики совместно с основной. Она монтируется только на одну ось, причем чаще всего на заднюю для того, чтобы обеспечить возможность регулирования ее жесткости в зависимости от степени загруженности авто.

Двухконтурные пневматические подвески могут устанавливаться как на две оси автомобиля одновременно, так и на одну ось. Во втором случае автомобилист получает возможность регулировать положение колес самостоятельно.

Что касается четырехконтурных пневмоподвесок, то они являются наиболее сложными и включают в себя все те элементы, которые описаны выше. 

Читайте также: Что такое ШРУС в автомобиле.

Плюсы и минусы пневмоподвески

Главным плюсом пневмоподвески является очень высокая степень адаптивности. Она позволяет быстро, просто и точно настраивать такие параметры, как клиренс и жесткость.

Автомобили, на которых установлены пневматические подвески, обладают лучшей управляемостью. Особенно хорошо это проявляется при прохождении поворотов. Кроме того, пневмоподвеска обеспечивают водителю и пассажирам больший комфорт при поездках, поскольку они лучше, чем подвески традиционные, демпфируют горизонтальные колебания кузовов автомобилей, особенно при движении по дорогам с покрытием низкого качества и бездорожью.

Есть у пневматических подвесок и минусы. Основными из них являются сложность конструкции и высокая стоимость обслуживания. Кроме того, пневмоподвески достаточно чувствительны к воздействию низких температур, что особенно актуально в российских климатических условиях.

Похожие статьи

Пневматическая подвеска — 27 Ноября 2014 — АвтоБлог

История создания пневматической подвески

   Уже в середине прошлого века делались отдельные попытки использовать пневматические упругие элементы. В 1847 г., т.е. за 41 год до того, как фирмой Данлоп была спроектирована первая пневматическая подвеска для автомобиля, был пущен в эксплуатацию вагон конной железной дороги, оборудованный пневматическими упругими элементами.

   В 1896-1900 гг. на ряде легковых и грузовых автомобилях в комбинации с листовой рессорой в первые применен пневматический амортизатор-буфер одностороннего действия (на рисунке).

   Меняя давление внутри резино-кордовой оболочки 1 в соответствии с необходимой грузоподъемностью буфера, которая в различных моделях колебалась от 300 до 800 кг, можно было компенсировать значительные колебания нагрузки. В дальнейшем листовые рессоры были полностью заменены пневматическими упругими элементами. Первые конструкции таких подвесок были запатентованы в 1906 г. В 1909 г. на автомобильной выставке в г.Олимпии демонстрировался автомобиль Коуэй (рис. 1.), оборудованный только пневматическими рессорами.

Рис. 1. Первый автомобиль, который оборудован пневматическими рессорами

   Однако глубокие исследования пневматической подвески были начаты только в конце 20-х годов ХХ в. В 1925 г. французская фирма Мессье на автомобиле «Сан рессор» применила подвеску, которая явилась прототипом современной пневматической подвески с гидравлической компенсацией.

   Уже на первом этапе развития пневматической подвески возникла необходимость создания износостойкого уплотнения между подвижными частями упругого элемента. В результате были созданы новые типы пневматических рессор, в которых используется в качестве упругого элемента газонаполненная резино-кордовая оболочка.

   Долговечность применявшихся на этом этапе резино-кордовых оболочек уступала долговечности стальных рессор из-за недостаточной выносливости, а также масло- и влагостойкости хлопчатобумажного корда. Поэтому пневматическая подвеска в то время не получила широкого распространения на автомобилях.

   Применение синтетических волокон решило проблему долговечности пневматических упругих элементов. Вследствие неуклонного роста требований к подвески началось широкое применение этих элементов в подвеске автомобилей и в первую очередь в подвеске автобусов.

   Дальнейшее развитие резино-кордовых оболочек привело к созданию упругих элементов диафрагменного типа, что облегчило установку пневматической подвески на легковых автомобилях. С начала 1958 г. пневматическая подвеска устанавливается за дополнительную плату на всех основных моделях легковых автомобилей компаний Дженерал Моторс, Форд Моторс и Америкен Моторс. Легковые автомобили с пневматической подвеской в 1958 г. составляли 2-5 % от общего количества выпускаемых дешевых моделей и 12% — дорогих.

  Говоря об истории создания пневмоподвесок, хочется отметить, что первым автомобилем с такой подвеской был легендарный француз «Ситроен ДС-19» (рис 2). Серийное производство этого авто началось еще в 1955 году. Его уникальность на тот момент заключалась в том, что на всех колесах были установлены поршневые регулируемые пневморессоры. Примечательно, что и в настоящее время автомобили «Ситроен» успешно выпускаются с подобными пневморессорами.

Рис. 2. «Ситроен ДС-19»

   Пневматическая подвеска автомобиля – это разновидность подвески, при помощи которой имеется возможность регулировки клиренса (высоты кузова относительно дорожного полотна). В настоящее время пневматическая подвеска довольно широко применяется на грузовиках и полуприцепах. Легковые автомобили также оборудуются пневмоподвеской, однако это касается в большей степени машин бизнес-класса. Стоит отметить, что пневматическая подвеска не относиться к какому – то отдельному виду автомобильной подвески. Она может быть создана уже из имеющихся конструкций. Основным предназначением пневмоподвески является обеспечение более высокого уровня безопасности и комфорта при вождении.

Рис. 3. Задняя и передняя стойки подвески

   Автомобиль в России в первую очередь средство передвижения, как по дорогам, так и по бездорожью. Причем зачастую сложно понять, где начинаются первые и заканчиваются вторые. Отсюда и повышенный интерес к такой характеристике как клиренс автомобиля. Клиренс — это ничто иное, как просвет между дорожным покрытием, и самой нижней частью автомобиля. 

   Общих стандартов не существует, но есть усредненные величины, для легковых, семейных автомобилей, и для внедорожников, которые отображают величину клиренса (расстояния от переднего бампера до асфальта):

• у внедорожников от 18 до 35 см;
• у легковых авто от 13 до 20 см.

 

Разновидности пневматических подвесок

   Можно выделить три основных типа пневмоподвески: одно-, двух- и четырехконтурная. Также следует отметить, что пневмоподвеска может входить в комплектацию автомобиля, а может устанавливаться и самостоятельно. При самостоятельной установке наиболее часто пневмоподвеска позволяет лишь изменять высоту кузова в ручном режиме. 

   ● Одноконтурная система устанавливается только на одну ось автомобиля. Это может быть как передняя, так и задняя ось. В штатном исполнении одноконтурной системой наиболее часто комплектуются грузовые автомобили и седельные тягачи. В данном случае имеется возможность регулировки жесткости задней оси в зависимости от загрузки автомобиля.                     

   ● Двухконтурная система пневмоподвески может быть установлена как на одну ось, так и на две. В случае с установкой на одну ось, осуществляется независимое регулирование колес. Если двухконтурная система осуществляет управление двумя осями, то это аналогично двум одноконтурным системам.

   ● Четырехконтурная система является наиболее сложной, но и наиболее функциональной. В такой системе осуществляется регулировка пневмоподпора каждого колеса. В четырехконтурных система, как правило, применяется электронный блок управления, который в совокупности с датчиками осуществляет автоматическую регулировку давления в пневмоэлементах.

Устройство пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из:

• передних и задних пневматических амортизационных стоек
• компрессора
• ресивера
• блока управления и датчиков, информирующих блок управления о скорости движения, нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса.

Рис. 4. Устройство пневматической подвески:

1-блок управления подвеской; 2-блок управления двигателем; 3,6-задняя стойка с пневмоэлементом; 4-правый задний датчик положения кузова; 5-компрессор пневмоподвески; 7-датчик ускорения кузова; 8,13-датчик ускорения колеса; 9-левый задний датчик положения кузова; 10-ресивер; 11-левый передний датчик положения кузова; 12,16-передняя стойка с пневмоэлементом; 14-правый передний датчик положения кузова; 15-блок управления АБС.

 

Из основных элементов подвески можно выделить:

• упругие пневматические элементы (по одному элементу на колесо)

   Это главный элемент пневмоподвески, который поддерживает кузов автомобиля на определенном уровне (высоте). Достигается это благодаря изменениям давления, а также увеличению или снижению объема воздуха внутри упругого элемента.

• компрессор для подачи сжатого воздуха

   Также играет немаловажную роль в работе пневматической подвески. Он питает все упругие элементы воздухом. За счет работы компрессора можно регулировать высоту кузова и жесткость подвески.

• блок и датчики управления подвеской

   Это еще одни важные элементы пневматической подвески, которые управляют ее работой. Принцип управления заключается в том, что выходные датчики посылают электрические сигналы на блок управления. В тоже время сигнал поступает и от систем курсовой устойчивости. За счет этого автомобиль ведет себя на дороге спокойно, с меньшим креном на поворотах и уменьшением вероятности заноса.

   Сама же система управления имеет еще несколько исполнительных устройств, таких как клапаны для создания давления, выпускной клапан, клапан переключения (для поддержания давления в ресивере) и реле, которое включает сам компрессор. Все перечисленные клапаны расположены в специальном блоке, который предназначен для обработки сигналов датчиков и осуществления автоматической или ручной регулировки подвески.

• воздушные магистрали

   Являются соединяющими элементами всей системы пневматической подвески. То есть каждая магистраль соединяет определенную часть элементов, что в результате приводит к соединению всех рабочих узлов в единую пневмосистему.

• ресивер (воздушный)

   Элемент пневмоподвески регулирующий клиренс. Причем регулировка возможна и без участия компрессора, но только в малых пределах.

            Рис. 5. Схема основных элементов подвески.

Принцип работы пневмоподвески

Пневмоподвеска позволяет регулировать высоту кузова в ручном и автоматическом режиме. В ручном режиме водитель имеет возможность самостоятельно увеличивать или уменьшать дорожный просвет автомобиля. А если в конструкции подвески имеются пневматические амортизаторные стойки, то в этом случае также имеется возможность регулировки жесткости подвески.

В пневматической подвеске реализовано, как правило, три алгоритма управления:

• автоматическое поддержание уровня кузова;
• принудительное изменение уровня кузова;
• автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения.

   Автоматическое поддержание определенного уровня кузова в пневматической подвеске осуществляется независимо от степени загруженности автомобиля. Датчики уровня кузова постоянно измеряют расстояние от колес до кузова. Результаты измерений сравниваются с заданной величиной. При расхождении показаний электронный блок управления задействует необходимые исполнительные устройства: клапаны упругих элементов для подъема, выпускной клапан для опускания подвески.

   Принудительное изменение высоты кузова обычно предусматривает три уровня: номинальный, повышенный и пониженный. Номинальный уровень используется для передвижения по обычным дорогам со скоростью до 100 км/ч. Пониженный уровень применяется для высокоскоростного движения. Повышенный уровень нужен для передвижения вне дорог и реализуется на скорости до 40 км/ч. Уровни кузова устанавливаются водителем с помощью переключателя. В конструкции пневмоподвески больших внедорожников предусмотрен дополнительный уровень для посадки пассажиров и погрузки багажа, который реализуется на неподвижном автомобиле.

   Автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости обеспечивает устойчивость автомобиля в движении. При увеличении скорости программа управления подвеской переводит уровень кузова последовательно от повышенного к номинальному и далее, с ростом скорости, к пониженному. При снижении скорости система переводит положение кузова из пониженного в номинальное.

   Применение амортизаторов с регулируемой степенью демпфирования значительно расширяет характеристики пневматической подвески, позволяя помимо высоты кузова изменять жесткость подвески в зависимости от условий движения.

 

Пневмоподвеска: плюсы и минусы

   Как и любая другая система, пневмоподвеска имеет свои достоинства и недостатки. Основным достоинством пневматической подвески является высокая плавность хода автомобиля и отсутствие каких-либо шумов, так как в качестве упругого элемента используется сжатый воздух. Однако в зависимости от предназначения автомобиля, пневмоподвеска может быть и, напротив, – жесткой.

   К достоинствам также можно отнести автоматическое регулирование клиренса и жесткости отдельных стоек в движении. Однако это относится лишь к заводским исполнениям адаптивных подвесок. Самостоятельная установка четырехконтурной пневмоподвески с автоматическим управлением очень сложна и затратна, поэтому такая практика не применяется.

   К недостаткам можно отнести очень плохую ремонтопригодность элементов пневмоподвески. Так, например, пневматические стойки абсолютно неремонтопригодны и при выходе из строя подлежат только замене. Также стоит отметить, что на ресурс пневмоподвески весьма негативно влияют отрицательные температуры и дорожные реагенты.

Список источников:

1. Г.О. Равкин  «Пневматическая подвеска автомобиля» 1962 г.
2. http://arnott-moscow.ru/Stati/2-Istorija-sozdanija-i-primenenija-pnevmopodveski.html
3. http://autoustroistvo.ru/hodovaya-chast/pnevmaticheskaya-podveska/
4. http://avto-gurman.ru/ustroystvo-avtomobilya/195-pnevmaticheskaya-podveska-avtomobilya.html#title2
5. http://carakoom.com/blog11622.html
6. http://systemsauto.ru/pendant/air_suspension.html
7. http://ustroistvo-avtomobilya.ru/podveska/pnevmaticheskaya-podveska/