Пневматическая подвеска

Разновидности пневмоподвесок

Пневмоподвеску нельзя назвать самостоятельным элементом ходовой части автомобиля, поскольку в большинстве случаев она функционирует одновременно с другими разновидностями демпфирующих устройств (подвеска типа McPherson, неразрезная балка, так называемая многорычажная подвеска). В общем случае все подобные системы, устанавливаемые штатно, можно условно разделить на две категории:

• простые пневмоподвески, у которых пневмоэлемент монтируется вместо классических пружин;
• адаптивные устройства, у которых амортизаторы умеют изменять жесткость динамически. При этом степень сглаживания колебаний может происходить в зависимости от водительских предпочтений или дорожной обстановки.

Поскольку пневмоподвески – дорогостоящий элемент конструкции ходовой части, они устанавливаются либо на легковые авто премиум класса, либо на коммерческий транспорт, так как здесь их присутствие – жизненная необходимость. В зависимости от метода реализации пневмоподвесок различают следующие их разновидности:

• одноконтурные, у которых наличествует единственная воздушная магистраль, через которую и происходит одновременное изменение положения всех имеющихся подушек (обычно их две, обе монтируются на задней оси);
• двухконтурные используются для обеспечения изменения положения заднеосевых подушек по отдельности);
• четырехконтурные характеризуются наличием отдельных магистралей для всех четырёх колёс.

Одноконтурные системы чаще всего устанавливаются на мощные седельные тягачи или грузовики с повышенной грузоподъёмностью, которые комплектуются одноосевой (передней или задней) пневмоподвеской. Такой тип предназначен для регулирования степени жёсткости всей оси, обычно задней, поскольку именно на неё приходится основная часть нагрузки.

Двухконтурные системы устанавливаются на одну или обе оси. При одноосевой комплектации достигается индивидуальная регулировка левого или правого колеса. Во втором случае есть возможность изменять жёсткость задней/передней оси, что равноценно использованию двух одноконтурных подвесок.

Четырёхконтурные системы достаточно сложны в реализации, но зато они обеспечивают возможность индивидуальной настройки всех четырёх колёс. Это действительно высокоэффективная подвеска, поскольку степень увеличения/уменьшения клиренса определяется бортовым компьютером в зависимости от информации, поступающей с датчиков. Особенно заметно использование четырёхконтурных пневматических подвесок при прохождении поворотов, которые в данном случае практически не ощущаются из-за компенсации кренов.

Как устроена

Пневматическая подвеска работает благодаря воздуху и специальному регулируемому элементу, который располагается сугубо внутри баллона и называется пневморессорой. Отдельно устанавливается датчик, который контролирует уровень давления и количество воздуха внутри каждого упругого элемента. Система управления нужна для обеспечения контроля работы всей системы в целом. Для этого приходится использовать большое количество датчиков, электроники, клапанов и модулей, применяемых для подачи воздуха.

Компрессор запитывается от электросети автомобиля, и именно с его помощью происходит накачивание всех пневматических баллонов. Многие современные системы дополнительно комплектуются рессиверами для облегчения управления, так как он нужен для резервного хранения воздуха. В итоге удается минимизировать нагрузку, которая приходится на компрессор.

Стоит отметить, что пневматический тип подвески любого современного автомобиля включает в себя корпус, штатную направляющую, резиновую манжету и один поршень.

В качестве сырьевого материала для изготовления манжеты применяют эластомер. По сути это усиленная резина, которая обладает высокими техническими характеристиками. Такое решение существенно продлевает эксплуатационный срок конструкции.

Во многих современных типах подвески часто используют электронные датчики и герметичные клапаны давления внутри баллонов. Пневматическая подвеска любого автомобиля не является какой-то особенной системой. В большинстве случаев ее интегрируют в уже привычные всем конструкции подвесок, добавляя необходимые датчики для корректной работы пневмоподвески.

Что такое пневмоподвеска

Наиболее употребительное определение пневматической подвески — это устройство, в котором пространственное положение кузова относительно поверхности дороги регулируется посредством заполненных воздухом баллонов. Таким образом, демпфирование производится с помощью сжатого воздуха. Вы можете спросить, а зачем нужна пневмоподвеска? Ответ будет приблизительно следующий: с помощью этого устройства можно менять клиренс автомобиля. Грубо говоря, ваш седан можно одним нажатием кнопки превратить в паркетник, что автоматически увеличит его проходимость. При движении по автотрассе клиренс можно сделать минимальным, уменьшая коэффициент лобового сопротивления автомобиля. А если вам требуется свернуть в сторону, на грунтовую дорогу, увеличенный клиренс позволит без усилий проезжать проблемные участки со сложным рельефом. Впрочем, пневмоподвеска характеризуется и способностью изменять жесткость, что может пригодиться при проезде автотрасс с неодинаковым профилем. А теперь рассмотрим, как выглядит пневмоподвеска.

Пневматическая подвеска разновидности

Существует три основных типа пневмоподвесок — это: одноконтурная, двухконтурная и четырехконтурная. Теперь более подробно о каждой из них.

Одноконтурная пневмоподвеска. Такой вариант предусматривает установку только на одну ось подвески (переднюю или заднюю). Чаще всего одноконтурная система встречается на грузовиках и седельных тягачах. Одноконтурная пневмоподвеска позволяет выполнять регулировку жесткости задней оси, т. к. именно она подвергается большой нагрузке, в зависимости от того пустой кузов или загружен.

Двухконтурная пневматическая подвеска. Этот тип может быть установлен на одну или две оси. В первом случае происходит независимая регулировка колес. В случае с двухконтурной системой управление производится двумя осями, в итоге получается то же, что и две одноконтурные системы.

Четырехконтурная пневмоподвеска. Данный вариант наиболее сложный среди всех, т. к. предусматривает установку четырех отдельных контуров на каждое колесо. Четырехконтурная система является не только самой сложной, но и к тому же самой производительной и эффективной. Регулировку каждого пневмоэлемента осуществляет электронный блок, который оценивает дорожную ситуацию по данным полученным с датчиков.

Конструкция пневматической подвески включает в себя:

• Воздушный ресивер;
• Компрессор;
• Воздушные магистрали;
• Пневмоэлементы (устанавливаются на колеса);
• Датчики;
• Электронный блок управления пневмоподвеской.

Воздушный ресивер. Этот компонент необходим для регулировки дорожного просвета в малом диапазоне без необходимости использования компрессора. Кроме того, именно ресивер обеспечивает быструю и эффективную работу адаптивной подвески.

Компрессор. Здесь все очень просто, поступает сигнал подать воздух и компрессор начинает нагнетать воздух в ресивер, после чего тот поступает во все исполнительные элементы. Несмотря на кажущуюся примитивность и простоту задачи, компрессор играет чуть ли не основную роль в пневматической подвеске, поскольку без сжатого воздуха пневмоподвеска будет обыкновенной подвеской с кучей «цацок».

Воздушные магистрали. Совокупность воздушных шлангов или трубок образуют единую пневмосистему, по которой воздух подается от ресивера или компрессора к пневмоэлементам.

Упругие пневмоэлементы. Играют роль исполнительных механизмов подвески, благодаря им происходит регулировка клиренса. Увеличение клиренса происходит посредством нагнетания воздуха в специальные камеры, причем сама регулировка может быть, как ручная, так и автоматическая. Пневмоэлементы могут быть различной конфигурации в зависимости от производителя и типа самой «пневмы». Это может быть отдельный узел или комбинированный вариант типа амортизационная стойка + пневмоэлемент. Второй вариант, как правило, именуется пневматическим амортизатором или «пневмостойкой». Такие пневмостойки можно интегрировать абсолютно на любую подвеску.

Электронные датчики. Они могут выполнять самую разную работу, все в большей степени зависит от конструкции пневматической подвески. Например, датчики могут отслеживать положение кузова по отношению к дорожному покрытию, наклон кузова, загруженность автомобиля, ускорение и т. д.

Блок управления (БУ) пневмоподвеской. БУ является мозгом «пневмы», который анализирует информацию полученную с датчиков, после чего принимает решение и подает команду на ресивер или компрессор. В зависимости от типа подвески, управление может быть полностью автоматическим (преднастройка такая как «спорт», «комфорт», или «бездорожье») или ручным (когда необходимо поднять кузов на ту или иную высоту).

Необходимое оборудование

Что ж, вы загорелись идеей установить на свой ВАЗ подвеску на пневматике. Понять вас можно, поскольку решение действительно неплохое.

Потому предлагаю разобраться в составляющих стандартного комплекта. Я не стану рассказывать о том, что нужен домкрат или набор инструментов. Только компоненты комплекта. Он состоит из:

• компрессора;
• пневматических подушек;
• баллона с воздухом;
• электромагнитных клапанов;
• соединительных трубок;
• манометра;
• блока управления;
• проводов, клемм, шлангов и пр.

Думаю, ничего сложного и необычного я тут не назвал. Стандартный набор для оснащения любого автомобиля, включая ВАЗ, пневматической подвеской.

Все дело в самих комплектующих. Нужно уточнить некоторые моменты, которые касаются качества, количества и производителей определенных наименований.

Скажу сразу, что с использованием озвученных комплектующих общая стоимость набора составит от 30 тысяч рублей. Но скорее придется приблизиться к 40 тысячам.

Теперь коротко про каждый из озвученных компонентов.

• Компрессоры. Используется один агрегат на автомобиль. Выбирать следует долговечные и производительные системы. Достойными вариантами, особенно для ВАЗов, считаются компрессоры от Falcon и Беркут;
• Пневмоподушки. Поскольку подвеску ставят на 2 или все 4 колеса, требуется соответствующее количество подушек. Ориентируйтесь на подушки под конкретную модель. С их поиском проблем не возникнет;
• Баллоны. В них находится сжатый воздух. Объем выбирайте такой, которого хватит на удовлетворение ваших потребностей в плане эффективности пневматики. Экономить тут не рекомендую;
• Клапаны. А конкретнее электромагнитные. Потребуется 4 штуки. Это будут запорные и пропускные элементы. Для качественной работы подвески следует брать клапаны, которые могут работать при давлении до 25 атм;
• Соединительные трубки. Тут можно обойтись трубками, которые применяются в тормозной системе грузовиков. Выполнены из ПВХ;
• Манометры. Всего монтируется 2 манометра в салоне;
• Блок управления. Собирать его своими руками или покупать под заказ, решать вам. Дополнительно понадобится тумблер, который будет управлять работой компрессора.

Все это можно найти, покупая каждый компонент отдельно. Но намного выгоднее и проще приобрести готовый комплект. Такие активно продаются в сети. Нужно лишь указать свои требования и бюджет.

Спасибо всем, кто с нами! Подписывайтесь, задавайте вопросы, оставляйте отзывы и приглашайте к нам своих друзей!

Принцип работы пневматической подвески

Подвеска пневматического типа пришла на замену пружинам в виде пневматических рессор. Они представляют собой емкости из пластика или резины, обладающие определенной степенью жесткости и накачанные до определенных параметров давления и высоты с целью пружинной имитации. Это, пожалуй, и все, что объединяет рессоры с пружиной. При добавлении к рессорам пневматического типа воздушного компрессорного оборудования, датчиков и систем электронного контроля, пневмоподвеска становится гарантом целого ряда преимуществ по отношению к ее аналогу на основе металла. К некоторым из этих преимуществ относится настройка и адаптационные способности к шероховатостям дорожного полотна, а также нагрузочная регулировка.

Главным достоинством пневматической подвески автомобиля является ее способность к повышению или понижению автомобильного кузова по высоте, способствующая увеличению или уменьшению автомобильного клиренса. Пневмоподвеска широко применяется в молодежной среде, эксплуатирующей транспортные средства отечественных производителей. 

Компоненты пневматической подвески

Перечисленное является далеко не исчерпывающим компонентным составом системы. Рассмотрим другие элементы, помогающие в рабочем процессе подвески.

Пневмолинии предназначены для проведения сжатого воздушного потока в недра подушки. Они сравнимы с обычными шлангами и трубками, выдерживающими высокое воздушное давление. Направление линий проходит вдоль автомобильной рамы. Материалом изготовления пневмолиний служит как резина, так и сталь. Последняя отличается высокими прочностными свойствами. 

Клапаны, напоминающие шлюзы, через которые проходит воздушный поток к различным системным частям подвески. Подвесочным клапанам отведена ведущая роль в изоляции и контроле над автомобильным креном. Воздушные массы распределяются неравномерно.

Предыдущие аналоги подвесочной системы были выполнены в виде двусторонних установок, в которых пара подушки слева и справа соединялась посредством единственной линии и имела воздушное давление, являвшееся общим. При вхождении автомобиля в крен один из мешков с воздушным наполнением подвергался сжатию, выталкивая массу воздуха через линию в направлении к другой подушке и способствуя ее расширению. Результатом подобного процесса становился увеличивающийся угол крена. Сегодняшние системы снабжены клапанами, препятствующими возникновению подобной ситуации.

Соленоиды нашли применение в системах, управляемых электронным способом. Они ответственны за наполнение и спуск воздушных мешков. Системная настройка производится с учетом разнообразных условий, поэтому командное поступление происходит на каждый соленоид. В результате рессорные клапаны открываются или закрываются, оставляя определенный воздушный уровень в каждом из них. 

Системы электронного управления с использованием электронного блока основаны на применении очень простого софта, который усложняется постепенно. Программа контролирует параметры давления и просвет дороги в режиме реального времени. Модульные системы принимают информационный поток посредством разнообразных входных источников, включая датчики дорожного просвета, и переводят компрессорную установку в различные рабочие режимы.

Она может быть даже выключена при необходимости. Электронная составляющая рабочей системы подвески является частью, подвергшейся наибольшему количеству инновационных внедрений, которые продолжают появляться с завидной регулярностью. Подобные системы стоят особняком от других компонентов автомобиля и не соотносятся с ними.

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.

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.

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

Важные моменты при самостоятельной установке пневмоподвески

При подборе запчастей пневмоподвески стоит учесть несколько важных моментов, от них зависит, как будет функционировать система, все ли вас устроит в ее работе:

• амортизаторы – они должны быть оптимальной длины, если корпуса будут слишком длинные, машина не сможет опуститься на нужный уровень, к тому же ход штока может быть недостаточным. Проверить, подходит ли длина стоек, очень просто – необходимо снять пружины, допустим, сзади, опустить автомобиль, но не снимать амортизаторы. Если посадка авто по нижнему уровню вас не устроила, нужно покупать новые стойки. Еще у двухтрубных амортизаторов рабочий ход штока больше, чем у однотрубных, что тоже следует учитывать;
• пневмоподушки – бывают разных типов и размеров, есть подушки, которые нужно собирать, и существуют детали, полностью готовые к установке. От конкретной модели пневмоподушки зависит, насколько машина может низко опуститься, какой у подвески будет дроп (подъем кузова над дорогой). Если приобретается подушка, например, типа «бублик», нужно учитывать, что для нее придется вытачивать переходники, устанавливать штуцер подвода воздуха;
• клапана (кнопки регулирования положения подвески) – могут быть механическими и электрическими, в виде блока. Механические клапаны устанавливать нежелательно, так как у них много минусов (хотя они и надежные) – низкая производительность (слишком долгое опускание/ подъем), сложность с размещением этих элементов в салоне;
• трубки – при протягивании трубопровода нельзя допускать заломов, резких перегибов, поэтому желательно подбирать магистраль по возможности меньшего диаметра. Оптимальный вариант – использовать соединительные шланги РВД, но у них есть два минуса – высокая цена, и к ним необходимо приобретать специальные переходники;
• фитинги – не стоит покупать дешевые китайские переходники, соблазняясь низкой стоимостью деталей, если трубка, выходящая из штуцера, будет находиться даже под небольшим углом, возможно травление воздуха. Еще желательно устанавливать все фитинги одного диаметра – слишком тонкие штуцеры снижают пропускную способность воздушной магистрали, также воздух хуже проходит через фитинги типа «уголок»;
• ресивер – должен обязательно иметь отвод для слива конденсата, входной и выходной штуцер, выход для подсоединения манометра. Также в системе обязательно присутствие клапана аварийного давления, если он не будет установлен, давление может превысить норму, и тогда ресивер разорвет, какие будут последствия, говорить не стоит.

Пневмоподвеска – это комфорт и удобство в управлении автомобилем, но прежде чем задумываться о проведении такого тюнинга, следует для начала прикинуть свой бюджет. Даже самостоятельная установка с учетом максимальной экономии обойдется недешево, придется немало потратить времени, но ведь за комфорт приходится платить.

Узлы и механизмы пневматической подвески

• 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

Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов.

После этого в работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых, может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля, что, например, пригодится для более удобной загрузки багажника либо присоединения прицепа. Во-вторых, можно выбрать режим – комфортный или спортивный, в котором будет работать подвеска во время движения. Режим «комфорт» позволяет водителю и пассажирам буквально «парить» над дорогой. Режим «спорт» улучшает устойчивость и безопасность на больших скоростях движения. Вместе с тем индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден самый оптимальный и эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям как с точки зрения безопасности, так и комфортности. Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем задние, а при ускорении — наоборот, но это в обоих случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.

Пневматическая подвеска автоматически приспосабливается к различной загрузке автомобиля и способна выбирать величину дорожного просвета, ориентируясь на дорожные условия.

Номинальный уровень дорожного просвета устанавливается и автоматически поддерживается постоянным при движении со скоростью 80 км/ч и выше, а также во время быстрого разгона до скорости 120 км/ч.

Автоматическое снижение уровня дорожного просвета до номинального (NN) на 25 мм при повышенном уровне HN происходит при скоростях более 120 км/ч. Если уровень был номинальным (NN), снижение уровня дорожного просвета до пониженного (TN) на 15мм ниже номинального происходит через 30 с после превышения скорости 140 км/ч или менее чем через 30 с, если скорость достигнет 180 км/час. Понижение центра тяжести делает автомобиль более устойчивым, а также одновременно улучшает аэродинамические характеристики, что в свою очередь значительно снижает расход топлива

Автоматическое повышение уровня дорожного просвета от пониженного (TN) до номинального (NN) происходит через 60 с после снижения скорости до 100 км/ч или менее чем через 60 с, если скорость станет менее 80 км/час.

Чтобы выбрать уровень дорожного просвета кузова, следует нажать предназначенную для этого клавишу и на дисплей выводится изображение, соответствующее выбранному уровню кузова (повышенный HN или номинальный NN). Номинальный дорожный просвет устанавливается по умолчанию.

Уровень дорожного просвета кузова определяется четырьмя датчика уровня кузова, установленными между подрамниками и нижними рычагами подвески. Результаты измерений сравниваются с заданными величинами, сохраняемыми в памяти блока управления. Заданные величины вводятся в память для каждого автомобиля индивидуально.

Воздух, необходимый для регулирования подвески, обычно подается компрессором под давлением до 16 кгс/см2. Компрессор обеспечивает регулирование уровня кузова при скоростях автомобиля свыше 35 км/ч. При необходимости сжатый воздух подается также в ресивер. При скоростях ниже 35 км/ч регулирование уровня кузова осуществляется за счет подачи воздуха из ресивера.

Если дорожный просвет автомобиля изменяется в результате его загрузки или разгрузки, блок управления включает систему регулирования, возвращающую кузов на первоначально заданный уровень. При этом подача воздуха из упругих элементов производится через соответствующие им электромагнитные клапаны, а выпуск из них осуществляется через выпускной клапан.