4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство пневматической подвески автомобиля ауди

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В современном автомобиле почти не осталось механических или электрических систем в чистом виде. Комплексное использование разных источников энергии и различных вариантов ее поглощения — вот формула автомобиля сегодня. Едва ли не самой показательной в этом плане будет пневматическая подвеска. Здесь переплелось все — пневматика, механика, электроника. Каждый элемент пневматической подвески работает на комфорт и управляемость, а как именно — узнаем прямо сейчас.

Особенности пневмоподвески автомобиля

Пневматическая подвеска в чистом виде существует только в теории. На практике так называют достаточно сложный комплекс механизмов и узлов разных типов. В этой подвеске пневматическим остается только сам упругий элемент, который заменяет классические пружины, рессоры или торсионы. Тем не менее это позволяет пневмоподвеске получить массу преимуществ перед другими конструкциями. Основное — плавность хода и возможность регулировки клиренса автомобиля.

Общий вид пневматической подвески Mercedes ml350

Реализация пневмосистемы невозможна без заимствования элементов подвесок других типов: МакФерсон, многорычажной подвески (Multilink), адаптивной и гидропневматической. Пневмоподвеска имеет достаточно высокую стоимость, поэтому в основном она находит применение на автомобилях премиум-сегмента. Хотя несколько десятилетий назад предпринимались попытки использовать ее на массовых моделях, таких как Ситроен СХ.

Пневморессоры на трехосном тягаче

Пневматические подвески получили широкое распространение в большегрузном транспорте и в автобусах, поскольку грузоподъёмность, габариты и особенности применения такой техники позволяют в полной мере реализовать все преимущества пневматики. Легковые подвески данного типа сложны по конструкции и работают, как правило, с амортизаторами регулируемого типа под управлением электроники. Такие системы называют адаптивной подвеской.

Конструкция классической пневмоподвески

За несколько десятков лет, в течение которых пневматическая подвеска устанавливалась на серийные автомобили, она успела доказать свою выносливость, работоспособность и, главное, практичность. Основные элементы пневматической подвески:

  • пневматические упругие элементы;
  • компрессор;
  • ресивер;
  • датчики положения кузова;
  • система управления.

Пневмоэлементы

Пневмобаллоны, пневматическая рессора, упругий элемент, называть их можно по-разному. Суть от этого не меняется. Задача пневмоэлемента состоит в том, чтобы эффективно воспринимать нагрузки от неровностей дороги и сохранять клиренс автомобиля на заданном уровне. Для этого ему необходимо поддерживать определённое давление воздуха и сохранять его в своём объеме. Конструктивно пневмобаллон может быть либо выполнен вместе с амортизатором, либо устанавливаться отдельно.
Если это комплексное решение, то амортизатор и пневмоподушка будут называться пневмостойкой. Она аналогична МакФерсону, только вместо пружины — резиновая камера, заполненная воздухом. Некоторые виды пневмоподушек имеют ограничительные клапаны давления, а некоторые – пневмоаккумуляторы, чтобы не так зависеть от давления, которое создаёт следующий элемент системы.

Компрессор

Его задача сводится к тому, чтобы обеспечивать все пневморессоры воздухом под заданным давлением. Это не просто компрессор, а цепь элементов, контролирующих подачу воздуха и общее давление в системе; кроме того, в конструкцию компрессора обязательно входит осушитель для предотвращения накапливания влаги в системе.

Ресивер

Ресивером называют резервуар, который служит для накопления сжатого воздуха и дальнейшего поддержания заданного давления в системе. Это необязательный элемент, однако его применение крайне желательно, тк позволяет не заставлять компрессор качать воздух постоянно. После понижения давления в ресивере до определенного предела электроника даст команду компрессору на включение.

Система управления

Электронная система управления следит за давлением в пневмобаллонах и распределяет его по каждому из них. Для этого в систему пневматической подвески интегрированы ограничительные и перепускные клапаны. Датчики контролируют работу пневмосистемы, положение кузова, скорость движения автомобиля, качество дорожного покрытия, угол поворота рулевого колеса и положение педали акселератора. На основе данных показателей система управления регулирует положения кузова автомобиля и степень демпфирования амортизаторов (в случае адаптивной подвески).

Принцип работы

Основная задача пневматической подвески — поддерживать заданный уровень высоты положения кузова над дорогой и эффективно поглощать все неровности. Системой можно управлять как в ручном, так в автоматическом режиме. И тут с каждым годом у производителя появляется все больше и больше возможностей. Данные, полученные от датчиков, передаются в систему управления, а она уже раздает команды исполнительным устройствам: подкачать и повысить давление либо стравить давление из переднего или заднего контура (или обоих сразу) и прижать кузов автомобиля к асфальту на минимально допустимое расстояние на высокой скорости. Каждая пневматическая подвеска имеет свои настройки и свое предназначение, которые зависят, в первую очередь, от типа автомобиля.

Применение пневматической подвески

Самые простые пневматические системы (что,кстати, не значит дешёвые) могут быть установлены только на заднюю ось. Часто такие решения можно встретить на универсалах и больших кроссоверах. Система предполагает периодическую повышенную нагрузку на задний мост, поэтому регулирует клиренс и жёсткость подвески в зависимости от загрузки. В основном такие схемы работают в паре с многорычажкой Multilink, но могут использоваться и со стойками МакФерсон. Причём такая пневмоподвеска позволяет максимально “опустить” автомобиль, что очень упрощает погрузку и выгрузку.

Кнопки управления пневмоподвеской Мерседес

Однако чаще всего пневматика устанавливается на все четыре колеса. Это даёт возможность более гибко управлять клиренсом. Такая схема используется не только на дорогих кроссоверах, но и на спортивных автомобилях, где каждый миллиметр дорожного просвета будет влиять на аэродинамику и, как следствие, на скорость и управляемость.

Читать еще:  Ауди а4 расход топлива

В последние годы конструкция пневматической подвески становится все более надежной, что позволяет устанавливать ее не только на дорогие автомобили премиум-сегмента. Применение пневматической подвески позволяет сделать управление автомобилем более динамичным, повысить плавность хода и уровень комфорта. Это достигается за счет возможности изменения положения кузова и степени демпфирования амортизаторов.

Пневматическая подвеска

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.

Читать еще:  Ауди а6 с5 замена масла в акпп

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

Три технологии, которые сделают пневмоподвески автомобилей «умнее» существующих

Конструкция пневмоподвески обычно не предаётся большой огласке. Но вероятно являются наиболее значимым фактором для получения удовольствия от ежедневного использования автомобиля. Автопроизводители всегда настраивают и дорабатывают подвески своих автомобилей для получения трудноуловимого идеала: комфортной езды в сочетании с отточенной «гоночной» управляемостью.

Три инновации

Достичь этого не всегда удаётся, но последние разработки в этой области вплотную приблизились к согласованию противоречивых требований «комфорт» и «спортивность». Ниже представлены три последние инновации, приближающие нас к «повторному изобретению» подвески от Bose.

Пневмоподвеска General Motors.

«Магнитные» амортизаторы

Если вам нравится амортизаторы с магнитореологической жидкостью на Ferrari FF или Audi R8, вы можете благодарить General Motors за разработку этой технологии. Пропуская электрический ток через неприметную чёрную жидкость внутри амортизаторов Ride Control, можно изменением напряжения мгновенно корректировать их жёсткость. А значит, адаптировать «повадки» автомобиля не только к дорожным условиям, но и к стилю вождения конкретного владельца.

Система «магнитных» амортизаторов лицензирована для многих компаний. Но концерн GM как основоположник технологии остаётся лидером в этой области. Его Magnetic Ride Control третьего поколения имеют переработанную конструкцию (добавлен второй провод в управляющий контур). Теперь при подаче напряжения все магнитные частички внутри жидкости моментально включаются в работу.

Ferrari с адаптивными амортизаторами, заполненными магнитореологической жидкостью.

В то время как на прежних версиях наблюдалась некоторая задержка. Новация приводит к значительному улучшению характеристики подвески. Об этом можно судить по уже выпускаемым автомобилям. К примеру, «топовому» Chevrolet Corvette Stingray – на скорости 100 км/ч автомобиль может подстроиться под каждый сантиметр дороги.

Активный наклон в поворотах

Любой мотоциклист скажет вам, что наклоняться внутрь поворота – дело естественное. Очень плохо, что автомобили так «не умеют». Хотя теперь умеют. Купе Mercedes-Benz S65 AMG использует датчики ускорения, работающие в связке с камерой фронтального обзора. Это позволяет купе S65 «чувствовать» изгибы трассы. А затем передавать управляющий импульс пневмоподвеске, чтобы наклонить кузов автомобиля внутрь поворота.

При этом задачей является не столько увеличение скорости прохождения виража, сколько повышение комфорта – пассажиры испытывают меньшие боковые нагрузки. В принципе если дорога не имеет приятных изгибов, автомобиль может сымитировать их, ещё раз доказывая, как здорово быть владельцем транспорта премиум-класса.

Гидравлическое управление в поворотах

В 2015 году выпустили Audi RS 7 – новейший автомобиль с «поперечной» гидравлической связью в подвеске Audi Dynamic Ride Control. В то время как обычные пружинные подвески нуждаются в стабилизаторах поперечной устойчивости, гидравлическая система способна «перебрасывать» дополнительную жидкость к противоположным радиаторам, компенсируя крены кузова в поворотах.

Audi RS 7 Sportback. Амортизаторы с системой динамического контроля (DRC). Компоненты системы.

В остальных случаях отсутствие механических стабилизаторов означает большую «свободу» подвески, а значит, и плавность хода. Автомобили с хорошими ездовыми качествами используют подобные решения для достижения заветного компромисса между комфортом и «спортивностью». И хотя «гидравлический псевдо-стабилизатор» не является лучшим решением, он наиболее близок к идее активной подвески.

Что слышно о подвеске Bose?

Еще в 2004 году Bose сообщали, что с 1980 годов ведут секретные разработки системы активной подвески. С помощью мощных электромагнитных стоек система Bose может мгновенно выдвинуть или убрать любое из колёс, чтобы удержать неизменным уровень кузова над дорогой. Bose демонстрировали работу своей системы на Lexus LS400 за пределами своей штаб-квартиры в Framingham, штат Массачусетс.

В процессе демонстрации Лексус ускорялся перед различными препятствиями, а его кузов оставался безмятежным. Под конец тяжёлый внедорожник и вовсе «перепрыгивал» через брёвна на своем пути. В тот момент казалось, что наступает новая эра, а Bose обещала подготовить систему к серийному выпуску в течение нескольких лет. Прошло уже более десяти – и где же революционная активная подвеска?

Пока аналогичная система применяется лишь на огромных карьерных машинах, где стойки Bose активно гасят удары, изолируя от вибраций кабину водителя. Но легковые автомобили по-прежнему желанный «приз» для разработчиков. Поэтому мы спрашиваем: можно ли подготовить систему в течение пяти лет для вновь выпускаемых автомобилей?

Представители компании отвечают: «Да, конечно. Предстоит кропотливая работа с автопроизводителями по разработке деталей и «тонкой настройке» подвески. Но технических препятствий нет. И когда появится «правильный» автомобиль, мы будем готовы». Кто же теперь хочет принять участие в «подвесочной революции»?

Пневматическая подвеска принцип работы плюсы и минусы

Пневматическая подвеска представляет собой разновидность подвески, функция которой – регулирование клиренса посредством пневматических упругих элементов. Пневмоподвеска отвечает за уровень просвета между нижней частью кузова и дорожным полотном, оказывает положительное влияние на комфорт и безопасность водителя.

Читать еще:  Замена тормозных колодок ауди 100

Данный компонент нередко встречается в автомобилях бизнес-класса и внедорожниках.

Устройство пневматической подвески

Пневматическая подвеска состоит из нескольких компонентов:

  • Упругих элементов;
  • Ресивера;
  • Модуля для подачи воздуха (компрессора);
  • Регулируемых амортизаторов;
  • Системы управления.

Упругий пневматический элемент представляет собой основной компонент системы подвески, отвечающий за поддерживание кузова автомобиля на определенной высоте. Принцип работы упругих элементов сводится к изменению давления, увеличению, либо уменьшению объема воздуха. Данная составляющая может устанавливаться отдельно или в качестве встроенного амортизатора.

За регулирование клиренса отвечает не менее важный элемент пневматической подвески – ресивер. Примечательно, что регулировка осуществляется без участия компрессора. Функционирование адаптивных подвесок также улучшается благодаря ресиверу. Компрессор является модулем для подачи воздуха в сжатом состоянии.

Воздух подается в ресивер, после чего поставляется в исполнительные механизмы. От компрессора зависит вся система, поскольку без участия воздуха в процессе регулировки высоты получить желаемые показатели было бы невозможно.

Система управления представлена блоком и датчиками подвески. Выходные датчики производят необходимые замеры и посылают электрические сигналы к блоку управления. Благодаря этому автомобиль улучшает характеристики, вне зависимости от скоростного режима и типа поверхности. Вероятность заноса и крены минимизируются, что не может не радовать водителя, пекущегося о безопасности.

Система управления предусматривает другие компоненты:

  • клапаны пневматических упругих элементов;
  • выпускной клапан;
  • реле включения компрессора.

Регулируемые амортизаторы играют роль амортизаторной стойки, и могут устанавливаться на любую подвеску.

Типы пневмоподвесок

Одноконтурные пневматические подвески применяются в конструкции грузовых автомобилей, седельных тягачей. Регулирование жесткости в таких случаях достигается за счет массы груза, находящегося в автомобиле. Как правило, одноконтурная подвеска устанавливается на заднюю ось грузовика, пикапа или минивена.

Двухконтурная пневмоподвеска предусматривает монтаж на одну или две оси автомобиля. При установке на одну ось выполняется независимое реагирование обоих колес, тогда как при установке на две оси система работает в качестве двух одноконтурных подвесок.

Наиболее технически сложной считается четырехконтурная подвеска, за которой закреплена сложная задача – регулировка каждого колеса автомобиля в отдельности. В таком случае транспортное средство оснащается электронным блоком управления, регулирующим давление в пневмо-элементах с помощью датчиков.

Принцип работы

  • автоматическое изменение кузовного уровня соответственно скорости движения;
  • автоматическое поддержание кузова на определенном уровне от дорожного полотна;
  • принудительное изменение уровня кузова по отношению к дороге.

Подержание уровня кузова в автоматическом режиме достигается вне зависимости от загруженности транспортного средства. В данном процессе отыгрывают важную роль датчики, задача которых – измерение расстояния между колесами и кузовом автомобиля. Полученные данные сравниваются с заданной величиной. Если имеет место расхождение показаний, то к работе приступают клапаны упругих элементов и выпускной клапан, регулирующие подъем и опускание кузова авто.

Принудительное изменение высоты автомобильного кузова предусматривает несколько уровней, в числе которых:

Если говорить о номинальном уровне, то он используется в процессе поездки по дорогам, со скоростью не более 100 км/час. Во время движения на высокой скорости применяется пониженный уровень. Повышенный уровень высоты кузова целесообразен при поездках по бездорожью, когда скорость не превышает 40 км/час, при этом рельеф нестабильный.

Водитель лично устанавливает уровень высоты кузова относительно дороги через специальный переключатель. В моделях внедорожников с большими габаритами предусмотрен значительный запас дорожного просвета, что связано с перевозимыми грузами, количеством пассажиров.

Автоматическое изменение уровня кузова в соответствии со скоростным режимом движения обеспечивает автомобилю улучшенную устойчивость на дороге. По мере ускорения транспортного средства, программа управления системой регулирует уровень расположения кузова по отношению к дорожному полотну, повышая при уменьшении или понижая при увеличении скорости.

Преимущества и недостатки пневматической подвески

Преимущества пневматической подвески:

  • Отсутствие шумов во время езды;
  • Плавность хода;
  • Машина остается устойчивой даже на высокой скорости;
  • При торможении авто не «клюет» носом;
  • Автомобиль лучше держит дорогу;
  • Возможна автоматическая регулировка клиренса;
  • Возможно регулирование жесткости подвески в процессе езды;
  • Продолжительный срок эксплуатации при подходящих условиях.

Есть у пневмоподвески и недостатки:

  • Элементы пневматической подвески чаще всего непригодны к ремонту;
  • Продолжительность эксплуатации системы во многом зависит от погодных условий, отрицательных температур;
  • Значительный износ резиновых оболочек-манжет;
  • Высокая стоимость ремонтных работ и комплектующих;
  • Дорожные реагенты оказывают негативное воздействие и снижают срок службы пневмоподвески;
  • При выходе из строя пневматических стоек потребуется их замена.

Принимая во внимание плюсы и минусы пневматической подвески, сделать выбор намного проще. Чаще всего определиться помогают именно положительные качества пневматической подвески.

Устойчивость автомобиля во время движения по дороге, минимальная вероятность заноса и сопутствующих обстоятельств – лишь часть преимуществ пневмосистемы. Достоинства пневматической подвески превосходят недостатки, и для настоящего ценителя комфорта, безопасности выбор очевиден!

Однако если вы не готовы доплачивать за удобство – дважды обдумайте решение приобрести автомобиль с пневматической подвеской. Обращайте внимание на высокую стоимость обслуживания транспортного средства с рассматриваемой системой.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector