Пневматическая подвеска – устройство, принцип работы

Пневматическая подвеска (обиходное название – пневмоподвеска) – вид подвески, обеспечивающий регулирование уровня кузова относительно дороги за счет применения пневматических упругих элементов. В настоящее время пневматическая подвеска устанавливается в качестве опции на некоторых моделях автомобилей бизнес-класса и больших внедорожниках (например, Volkswagen Touareg, Audi Q7).

По своей сути пневмоподвеска не является отдельным видом подвески автомобиля, т.к. реализована со многими конструкциями подвесок (МакФерсон, многорычажная подвеска и др.). В настоящее время пневмоподвеску используют на своих автомобилях многие автопроизводители: Audi, Bentley, BMW, Lexus, GM, Ford, Land Rover, Mercedes-Benz, SsangYong, Subaru, Volkswagen. Некоторые конструкции подвесок имеют собственные названия, например, Airmatic Dual Control от Mercedes-Benz.

Основными преимуществами пневматической подвески являются комфортабельность, геометрическая проходимость и безопасность автомобиля.

Пневмоподвеска, как правило, применяется в комбинации с автоматически регулируемыми амортизаторами. Такая конструкция называется адаптивная пневмоподвеска.

Пневматическая подвеска включает пневматические упругие элементы на каждое колесо, модуль подачи воздуха, ресивер и систему управления.

Пневматический упругий элемент выполняет основную функцию подвески – поддержание определенного уровня кузова автомобиля. Это достигается путем изменения давления и соответствующего ему объема воздуха в упругих элементах.

Пневматический упругий элемент состоит из корпуса с направляющей, манжеты и поршня. Конструктивно пневматический упругий элемент может изготавливаться со встроенным амортизатором или устанавливаться отдельно. Упругий элемент, объединенный с амортизатором, имеет название пневматическая стойка (по аналогии с амортизаторной стойкой подвески МакФерсон).

Манжета пневматического упругого элемента изготавливается из прочного многослойного эластомера.

В некоторых конструкциях упругих элементов применяется дополнительные пневмоаккумуляторы. Для поддержания давления при утечке воздуха в упругом элементе может устанавливаться клапан остаточного давления.

Модуль подачи воздуха служит для питания упругих элементов воздухом. Он включает электродвигатель, компрессор и осушитель воздуха. Конструктивно в модуль включен блок электромагнитных клапанов системы управления подвеской.

Ресивер представляет собой резервуар для воздуха и обеспечивает регулирование дорожного просвета при движении на небольшой скорости без включения компрессора, а также корректировку положения кузова на стоянке.

Конструкция и работа элементов адаптивной подвески рассмотрена в отдельной статье.

Модуль подачи воздуха и пневматические стойки образуют пневматическую систему подвески. Система может быть открытой или закрытой (замкнутой). Предпочтительной является замкнутая пневматическая система, обеспечивающая минимальные потери воздуха, а значит экономию энергии на его создание.

Создание и регулирование давления в пневматической системе подвески осуществляется с помощью электронной системы управления, которая включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства.

К входным устройствам относятся датчики уровня кузова, ускорения кузова, температуры компрессора, давления в системе, а также переключатель режимов работы.

С помощью переключателя на панели приборов осуществляется ручное регулирование уровня кузова. Датчики отслеживают параметры работы системы и преобразуют их в электрические сигналы.

Блок управления преобразует электрические сигналы входных датчиков в управляющие воздействия на исполнительные устройства. В своей работе блок управления взаимодействует с блоками системы управления двигателем, системы курсовой устойчивости.

В системе управления пневматической подвески используются следующие исполнительные устройства: клапаны пневматических упругих элементов (для создания давления), выпускной клапан (для сброса давления), переключающий клапан (для поддержания давления в ресивере), реле включения компрессора. Конструктивно все клапаны сосредоточены в блоке электромагнитных клапанов, расположенном в модуле подачи воздуха.

Принцип работы пневматической подвески

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

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

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

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

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

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

 

 

Пневматическая подвеска

Пневматическая подвеска – это разновидность подвески, которая позволяет регулировать клиренс (то есть высоту кузова относительно дорожного полотна) за счет пневматических упругих элементов.

Несмотря на то, что патенты на пневматические подвески появились еще в начале XX века, первые попытки создать удачную конструкцию успехом не увенчались

Применяется на грузовиках, полуприцепах, а также на внедорожниках и многих моделях бизнес-класса.

История и особенности конструкции пневмоподвески

Первым по-настоящему массовым автомобилем с пневматической подвеской стал знаменитый Citroen DS-19, появившийся на рынке в 1955 году. Несмотря на то, что патенты на пневматические подвески появились еще в начале XX века, первые попытки создать удачную конструкцию и массово внедрить ее в производство успехом не увенчались. Что же до автомобиля Citroen, то на всех его колесах были установлены регулируемые поршневые пневморессоры.

В 1957 году в США появилась новая модель Cadillac Eldorado, также оснащенная пневморессорами, но уже на основе резиново-кордных оболочек (в отличие от Citroen, применявшего телескопические поршневые рессоры).

Подвеска такого же типа, как у Cadillac, была установлена и на Mercedes-Benz 300 CE, продажи которого начались в 1961 году. И именно эта модель  оказалась последней из легковых автомобилей, на которые устанавливалась пневмоподвеска данного типа. Интерес к резиново-карданным оболочкам в конструкции подвесок легковых автомобилей возродился относительно недавно, когда появились возможности для сочетания ее с электронными системами управления.

Устройство пневмоподвески

В качестве основного ресурса, необходимого для работы такого типа подвески, используется воздух, находящийся внутри регулируемого элемента – пневморессоры (или пневматического упругого элемента, как ее еще называют). Упругость этой конструкции достигается за счет изменения уровня давления и количества воздуха внутри нее. Нужный уровень контролируется с помощью системы управления, специальной электроники, датчиков, системы клапанов и модуля подачи воздуха – компрессора, который за счет электросети автомобиля нагнетает воздух внутрь упругих элементов «пневмы».

Кроме того, помимо модуля подачи воздуха, на пневмоподвеску часто устанавливают ресивер – специальный резервуар для хранения запасов воздуха, который используется на небольшой скорости, чтобы не приходилось лишний раз гонять воздух с помощью компрессора.

Все современные пневмоподвески можно разделить на три основных типа: одно-, двух- и четырехконтурные

Пневморессора состоит из корпуса с направляющей, манжеты и поршня. Пневматический упругий элемент может изготавливаться как со встроенным амортизатором, так и устанавливаться отдельно. Манжета изготавливается из прочного многослойного эластомера, или, проще говоря, из усиленной резины. Иногда на дорогих автомобилях для поддержания давления в случае утечки воздуха в упругом элементе монтируют клапаны остаточного давления. По сути, пневмоподвеска не является отдельным видом подвески автомобиля. Связано это с тем, что она чаще всего интегрирована в уже имеющуюся стандартную конструкцию, будь то подвеска МакФерсон, «многорычажка» или рессорная конструкция.

Разновидности пневматических подвесок

Все современные пневмоподвески можно разделить на три основных типа: одно-, двух- и четырехконтурные.

Одноконтурная пневматическая подвеска – это удел, в первую очередь, грузовиков и седельных тягачей. Она устанавливается на одну ось (чаще – заднюю) и регулирует ее жесткость в зависимости от массы груза на авто.

Двухконтурная может устанавливаться как на одну ось, так и на две. Если она установлена на одной оси, она отвечает за независимое регулирование обоих колес, если же на двух, то действует как две одноконтурные системы.

Четырехконтурная (самая сложная) разновидность пневматической подвески осуществляет регулировку каждого колеса по отдельности. Чаще всего в четырехконтурных системах присутствует электронный блок управления, который с помощью датчиков регулирует давление в пневмоэлементах.

Современные пневматические подвески

Как правило, современные системы управления одновременно реализуют три алгоритма работы «пневмы». Во-первых, принудительное изменение уровня кузова: в этом случае клиренс и жесткость подвески автомобиля регулируется водителем вручную с помощью специальных регулирующих устройств. На «лоурайдеры» (автомобили с низкой посадкой) устанавливается подвеска как раз с таким типом алгоритма, который, зачастую, исключает все остальные указанные ниже варианты ее работы.

В США есть целая автомобильная культура, сконцентрированная на использовании пневматических и гидравлических подвесок при доработке автомобилей и превращении их в так называемые «лоурайдеры»

Во-вторых, автоматическое поддержание уровня кузова. В данном случае речь идет о полностью автоматической регулировке клиренса или жесткости подвески автомобиля с помощью электроники, поддерживающей заданный уровень кузова автомобиля независимо от его загруженности.

Наконец, в-третьих, автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости автомобиля, что обеспечивает устойчивость авто в движении. При наборе скорости, программа управления автоматически уменьшает клиренс. При торможении, кузов автомобиля возвращается в исходное заданное положение.

Сегодня управляемые пневматические подвески применяют многие ведущие автопроизводители из  США, Европы и Японии, среди них такие известные марки, как Audi, BMW, Volkswagen, Mercedes-Benz, Ford, GM, Land Rover, Lexus, Subaru и SsangYong. Помимо прочего, в США существует целая автомобильная культура, сконцентрированная на использовании пневматических и гидравлических подвесок при доработке автомобилей и превращении их в так называемые «лоурайдеры» — «танцующие» автомобили или буквально лежащие «на брюхе».

Плюсы и минусы пневматической подвески

Основное преимущество использования пневмоподвески заключается в том, что автомобиль сохраняет великолепную плавность хода, при этом не «клюет» носом при торможении, не кренится в крутых поворотах, на большой скорости становится устойчивее и лучше держит дорогу.

Из недостатков можно выделить лишь сильный износ резиновых оболочек-манжет (особенно при эксплуатации в России) и их высокую стоимость. Кроме того, пневматическая подвеска очень чувствительна к условиям эксплуатации: ее ресурс могут резко сократить низкие температуры или чересчур «едкие» дорожные реагенты.

Что такое пневмоподвеска?

Системы подвески, использующие баллоны под давлением вместо металлических пружин, позволяют водителям легко регулировать высоту и жесткость подвески.

Джордан Голсон, 20 апреля 2022 г. Но в реальном мире выбоин и лежачих полицейских автомобили должны быть оснащены гибкой системой подвески, чтобы поглощать неровности. Пневматическая подвеска заменяет (или дополняет) пружины автомобиля наполненными воздухом камерами, которые могут регулировать высоту дорожного просвета и жесткость в зависимости от условий движения.

Каковы преимущества пневматической подвески?

Пневматическая подвеска позволяет быстро поднять автомобиль для увеличения дорожного просвета, что полезно при преодолении камней и других препятствий. При использовании для снижения высоты дорожного просвета пневматическая подвеска может быть благом для входа и выхода из высокого автомобиля. Jeep Wagoneer 2022 года предлагает пятиуровневую систему пневматической подвески Quadra-Lift, которая может поднять дорожный просвет на 2 дюйма по сравнению с обычным для бездорожья или опустить большой внедорожник на 1,6 дюйма при парковке. Он также имеет режим Aero, который опускает кузов, чтобы максимизировать экономию топлива на скоростях шоссе.

Пневматические рессоры могут быть сконструированы таким образом, чтобы подвеска становилась более жесткой или более мягкой при изменении дорожного просвета. В некоторых роскошных автомобилях используется пневматическая подвеска для повышения комфорта езды, сглаживания неровностей и проглатывания выбоин, чтобы пассажиры не беспокоились. В Model S и Model X от Tesla используется пневматическая подвеска, которая может автоматически регулировать высоту дорожного просвета автомобиля в зависимости от местоположения. Если вам нужно немного больше дорожного просвета, чтобы въехать на подъездную дорожку, автомобиль может научиться делать это автоматически.

Функция выравнивания нагрузки позволяет независимо регулировать передние и задние пневматические рессоры, чтобы удерживать автомобиль в горизонтальном положении при увеличении или уменьшении веса. Эта функция особенно полезна для предотвращения приседания пикапов и внедорожников над задними колесами при перевозке или буксировке тяжелых грузов.

Какие автомобили оснащены пневматической подвеской?

Системы пневматической подвески доступны в качестве обновлений для более дорогих автомобилей и внедорожников, хотя вам не нужно покупать Rolls-Royce, чтобы получить их. Например, внедорожник Volvo XC60 2022 года предлагает дополнительную систему 4-Corner Air Suspension за 1800 долларов, а Audi Q5 2022 года включает адаптивную пневматическую подвеску как часть пакета Sport Plus за 2800 долларов.

Многие автомобили таких брендов, как BMW, Mercedes-Benz, Porsche и Lexus, предлагают пневматическую подвеску в качестве стандартного или дополнительного оборудования, и эти системы становятся все более распространенными. Их также можно найти в некоторых очень тяжелых электрических внедорожниках, таких как GMC Hummer EV и Rivian R1T.

Как работает пневматическая подвеска?

Вместо физической пружины, обычно сделанной из стали, на каждом колесе в пневматической подвеске используются баллоны, которые можно надувать или сдувать с помощью бортового воздушного компрессора. Когда компрессор изменяет объем воздуха в каждой камере, автомобиль поднимается или опускается. Эти корректировки также изменяют то, как наполненный воздухом мешок оборачивает насест, на котором он сидит. Форма этого насеста определяет, как жесткость пружины изменяется в зависимости от высоты дорожного просвета, или, другими словами, насколько жестким или мягким будет ход.

Могу ли я установить комплект пневматической подвески на свой автомобиль?

Комплекты пневматической подвески доступны для многих автомобилей в качестве дополнительных принадлежностей. Независимо от того, водите ли вы новый Jeep Wrangler или классический Chevy Impala, вполне вероятно, что вы найдете комплект пневматической подвески, который будет работать. Они недешевы, часто стоят тысячи долларов, и для их установки требуются значительные механические навыки и оборудование. Но комплекты полезны на автомобилях, которые регулярно выезжают на бездорожье или перевозят тяжелые грузы.

TAGSпневматическая подвескакак работает пневматическая подвескапреимущества пневматической подвескиавтомобили с пневматической подвеской

Этот сайт предназначен только для образовательных целей. Перечисленные третьи стороны не связаны с Capital One и несут единоличную ответственность за свое мнение, продукты и услуги. Capital One не предоставляет, не поддерживает и не гарантирует какие-либо сторонние продукты, услуги, информацию или рекомендации, перечисленные выше. Информация, представленная в этой статье, считается точной на момент публикации, но может быть изменена. Показанные изображения предназначены только для иллюстрации и могут не соответствовать продукту. Материалы, представленные на этом сайте, не предназначены для предоставления юридических, инвестиционных или финансовых рекомендаций или указания на доступность или пригодность какого-либо продукта или услуги Capital One для ваших уникальных обстоятельств. Для получения конкретных советов о ваших уникальных обстоятельствах вы можете проконсультироваться с квалифицированным специалистом.

Джордан Голсон

Джордан Голсон — транспортный репортер, освещающий автомобили, поезда, самолеты, города будущего, мобильность и многое другое — в основном, если он движется и не летает в космос, он на нем. Его особенно интересует пересечение транспорта и технологий, а это значит, что он углубляется в электромобили, технологии автономных транспортных средств, датчики, безопасность, связь и тому подобные темы.

Что такое пневматическая подвеска? | AccuAir Suspension

Пневматическая подвеска является распространенной модификацией в автомобильной промышленности послепродажного обслуживания. Эти системы заменяют заводские амортизаторы, стойки, пружины и листовые рессоры на пневматические стойки, что позволяет в любое время регулировать высоту дорожного просвета. Некоторые люди покупают эти системы пневматической подвески, чтобы получить идеальную высоту дорожного просвета на своем автомобиле, в то время как другие предпочитают использовать их, чтобы заставить свои автомобили укладывать раму на тротуар. Существуют даже комплекты, которые можно использовать для буксировки, чтобы помочь выровнять ваш грузовик при нагрузке. Сегодня мы собираемся ответить на вопрос, что такое пневматическая подвеска, в чем ее преимущества и из каких компонентов состоят системы пневматической подвески.

Каковы преимущества пневматической подвески?

Комплекты пневматической подвески предлагают несколько различных преимуществ по сравнению с заводской системой подвески. Хотя они будут стоить больше, чем ваша обычная система подвески, они того стоят для тех, кто хочет полностью настроить свои поездки.

Индивидуальная настройка — Одна из наиболее очевидных причин, по которой большинство людей устанавливают систему пневматической подвески, — это желание добиться нужного дорожного просвета своего автомобиля. Пневматическая подвеска позволяет вам настроить свой автомобиль в отличие от любой другой системы подвески на рынке.

Больше комфорта — Пневматическая подвеска обеспечит вам более комфортную езду по сравнению с традиционными амортизаторами и пружинами. Пневматические амортизаторы помогают поглощать больше вибраций, обеспечивая более плавную езду при проветривании.

Меньший износ подвески — Поскольку пневматическая подвеска поглощает большую часть вибраций от дороги, ваша подвеска будет меньше изнашиваться. Это может помочь некоторым из ваших обычных изнашиваемых элементов прослужить дольше по сравнению с обычной настройкой подвески.

Какие компоненты составляют систему пневматической подвески?

Система пневматической подвески состоит из множества различных компонентов. Хотя на первый взгляд это может показаться сложным, на самом деле это довольно просто, если вы понимаете основные компоненты и то, как они работают вместе, чтобы предоставить вам регулируемую подвеску.

Воздушные компрессоры

Воздушный компрессор в системе пневматической подвески подобен легким вашей системы, поскольку он нагнетает воздух в воздушный резервуар, который распределяется по пневматическим пружинам. Большинство комплектов будут оснащены одним или двумя компрессорами, в зависимости от вашей конкретной установки (и от того, насколько быстро вы хотите, чтобы ваш бак заполнялся), и их необходимо будет подключить к источнику питания и заземлению. Когда ваша воздушная система включена, ваши компрессоры включаются, чтобы заполнить ваш бак. Как только давление в вашем баке упадет до указанного значения, они вернутся обратно, чтобы наполнить ваш бак.

Воздушный бак

В системе пневматической подвески воздушный резервуар является компонентом, который удерживает и хранит сжатый воздух, используемый для подъема автомобиля. Воздушный компрессор или компрессоры закачивают воздух в воздушный резервуар, где он хранится до тех пор, пока вы не нагнетаете воздух. Эти воздушные резервуары можно найти во многих формах и размерах, большинство из которых имеют размер 3 галлона или 5 галлонов. Эти баки обычно оснащены монтажными кронштейнами и клапанами, чтобы легко подключить воздушные линии системы пневматической подвески.

Воздушные линии

Для подачи воздуха из вакуумного коллектора в пневматическую стойку будут использоваться воздушные линии. Воздушные магистрали — это резиновые магистрали, которые входят и выходят из вашего автомобиля к каждой пневматической стойке. Эти воздухопроводы изготовлены из материала, одобренного DOT, и сконструированы таким образом, чтобы выдерживать суровые дорожные условия и неэкстремальный климат.

Вакуумный коллектор

Клапанный коллектор для пневматической подвески является сердцем любой системы пневматической подвески. Клапанный блок с помощью электроники регулирует подачу воздуха в вашу систему. Обычно он состоит из алюминиевого блока с электронными соленоидами, клапанами и фитингами ¼ дюйма, что упрощает установку. Самое главное, на что нужно обратить внимание, это то, нужен ли вам блок с 2 или 4 углами, качество коллектора, поскольку он может подвергаться воздействию элементов, и способ его подключения к вашей системе.

Система управления

С любой системой пневматической подвески с электронным управлением вам понадобится хорошая система управления. AccuAir является отраслевым лидером в предоставлении решений по управлению воздухом с помощью наших систем e-Level и e+Connect. Управление пневматической подвеской будет включать в себя все необходимое для управления пневматической подвеской либо с телефона, либо с помощью проводного или беспроводного контроллера. Это позволяет легко контролировать подвеску в автомобиле и вне его.

Пневматические стойки/пневматические амортизаторы

Пневматические амортизаторы/стойки очень похожи на ваши заводские амортизаторы и стойки, только вместо цилиндрической пружины они будут оснащены пневматической камерой, которая надувается и сдувается для подъема и опускания автомобиля. Эти воздушные амортизаторы / стойки крепятся болтами точно так же, как ваши заводские компоненты, практически без необходимости модификации. Эти амортизаторы/стойки оснащены выпускным клапаном, позволяющим выпускать воздух при опускании автомобиля.

Водосборники/фильтры

В системе пневматической подвески у вас будет 1 или 2 воздушных компрессора, которые генерируют воздух, который будет доставляться через ваши компоненты. Как и в любом воздушном компрессоре, в воздушных линиях может образовываться влага, из-за чего по ним могут попасть капли воды. Это не то, что вы хотите в любой воздушной системе, поэтому следует установить влагоуловитель / фильтр.