Передняя независимая подвеска автобуса Mercedes-Benz 0404
В. Мамедов
В позапрошлом номере мы начали разговор о подвесках, использующихся на коммерческом транспорте. В нем речь шла о наиболее распространенных типах подвесок с металлическим упругим элементом. Сегодня продолжаем тему рассказом о пневмоподвесках.
Характеристика подвески влияет на множество эксплуатационных качеств автомобиля: плавность хода, комфортабельность, устойчивость движения, долговечность, как самой машины, так и целого ряда ее узлов и деталей. В тяжелых дорожных условиях именно возможности подвески, а вовсе не мощность двигателя, определяют средние и максимальные скорости движения.
Опыт эксплуатации грузовых автомобилей показывает, что на неровных дорогах средняя скорость движения падает на 35 – 40%, расход топлива увеличивается на 50 – 70%, межремонтный пробег уменьшается на 35 – 40%. При этом производительность автотранспорта снижается на 32 – 36%, а стоимость перевозок возрастает на 50 – 60%. К этому следует добавить потери, обусловленные перерасходом металла, топлива, резины и добавочными затратами рабочей силы. Для уменьшения этих потерь можно или улучшать дороги, что дорого, или совершенствовать подвески автомобиля, что еще дороже, но в пересчете на тысячи автомобилей оказывается дешевле.
Все же и дороги с ровной поверхностью предъявляют к подвеске очень жесткие требования. Ведь скорости постоянно растут, а требования к управляемости и устойчивости автомобилей и автопоездов ужесточаются.
Анализ конструкций автомобилей показывает, что весовой коэффициент использования автомобиля, определяемый отношением полезной нагрузки к собственному весу, непрерывно увеличивается. Стремление к минимальному собственному весу, увеличению весового коэффициента использования автомобиля и максимальной комфортности приводит к тому, что подвески со стальными рессорами уже не всегда способны вписываться в предъявляемые к ним требования. Во многих случаях подвеска должна обеспечивать:
При линейных характеристиках традиционных упругих элементов не удается добиться приемлемой частоты собственных колебаний, равной 90 – 120 мин-1, что вынуждает конструкторов обращаться к упругим элементам с нелинейной, прогрессивной характеристикой: пневматическим или гидропневматическим, обладающим целым рядом достоинств.
Независимая передняя подвеска среднетоннажного грузовика фирмы Commer с пневмоэлементами: 1 – поперечный рычаг; 2 – продольный рычаг; 3 – кронштейн – нижняя опора пневмоэлемента; 4 – двухсекционный пневмоэлемент
Во-первых, эти упругие элементы имеют большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, а значит, обеспечивают снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции.
Второе достоинство – легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода и улучшить другие эксплуатационные качества. При одинаковых размерах упругого элемента подвеска позволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс. Это третье достоинство. В-четвертых, пневмоэлементы имеют чрезвычайно высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов. Например, баллоны автобусов GMC выхаживают до 1 млн. км.
Постоянное положение кузова облегчает обеспечение правильной кинематики подвески и рулевого привода, снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость. При любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время. Это – пять. В-шестых, для улучшения устойчивости автомобиля при торможении на пневмоподвеску часто возлагается еще одна функция: точно регулировать тормозные усилия на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них. Практически пневмоподвеска делает это более точно, чем механические системы регулирования тормозного давления и не обладает недостатком электронных систем, допускающих сбои в работе в условиях повышенной влажности. И, наконец, благодаря ей увеличивается срок службы автомобиля в целом.
Итог получается достаточно простым: учитывая, что стоимость изготовления пневмоподвесок почти сравнялась со стоимостью рессорных подвесок, применение первых позволяет получить большой технико-экономический эффект.
Различают два типа пневматических упругих элементов:
Наибольшее распространение получили резино-кордные двойные пневмобаллоны. Такой баллон устанавливается между опорными фланцами (пластинами) подвески и крепится к ним с помощью винтов, при этом буртики оболочки зажимаются между фланцами, герметизируя внутреннюю полость. Кольцо ограничивает радиальное расширение, обеспечивает правильное складывание оболочек при сжатии, способствует повышению несущей способности и износостойкости баллона.
Собственная частота колебаний при увеличении статической нагрузки несколько уменьшается, тем медленнее, чем выше давление газа, а потому плавность хода пустого и наполненного людьми автобуса не может быть одинаковой.
Долговечность баллонов определяется не только их собственной конструкцией и качеством полиамидных материалов и резины, но также и конструкцией направляющего аппарата подвески. Его кинематика должна быть такой, чтобы баллоны работали только на сжатие. Число слоев корда (обычно это нейлон и капрон) равно двум – четырем. Внутренний слой резины должен быть не только воздухонепроницаемым, но и маслостойким. Внешний слой должен сопротивляться воздействию лучей солнца, озона, бензина – для него применяют неопрен. Таким образом пневмобаллон состоит из нескольких слоев прорезиненной кордной ткани (каркас) с внутренним герметизирующим и внешним защитным слоями.
Пневматический упругий элемент целесообразно применять в двух случаях: когда подрессоренная масса при загрузке автомобиля меняется в широких пределах (задние подвески грузовых автомобилей, в том числе седельных магистральных тягачей, автобусов, прицепов), или когда к плавности хода предъявляются особые требования, для выполнения которых необходимо регулирование характеристики подвесок. В этом случае параллельно пневмобаллонам часто устанавливают дополнительные пневморезервуары, обеспечивающие более пологую характеристику упругого элемента.
На графике приведены характеристики различных пневмоэлементов. По мере сжатия простого баллона растет не только давление воздуха в нем, но и его эффективная площадь, поэтому жесткость подвески увеличивается (кривая 1) При дополнительных резервуарах подвеска на двухсекционных баллонах обеспечивает частоту колебаний подрессоренных масс не более 80 мин-1(кривая 2). Трехсекционные баллоны позволяют снизить эту частоту еще на 10 – 15%.
Стремление уменьшить габариты упругого элемента, собственную частоту колебаний и емкость дополнительных резервуаров привело к развитию конструкций с пневмоэлементами рукавного и диафрагменного типа (кривая 3).
Рукавные упругие элементы, подобно баллонам, устанавливают между опорными фланцами (пластинами) и крепят к ним болтами. Характеристика рукавных элементов по сравнению с характеристиками баллонов, особенно в районе больших деформаций, более пологая. Однако с увеличением деформации из-за малого исходного объема жесткость элемента интенсивно возрастает. Для снижения жесткости рукавные элементы можно также снабжать дополнительными резервуарами.
Малая разница между площадью поперечного сечения оболочки и эффективной площадью позволят создавать рукавные пневмоэлементы большой грузоподъемности с относительно малыми по сравнению с баллонами поперечными размерами. По массе рукавные элементы также меньше баллонов. Основным их недостатком является меньшая долговечность, что обусловлено изгибом и перекатыванием резино-кордной оболочки при деформации, а также их высокая чувствительность к смещениям в поперечной плоскости и перекосам поршня.
Общим недостатком пневматических упругих элементов баллонного и рукавного типов является необходимость включения в конструкцию подвески специальных, как правило, громоздких, ограничителей хода сжатия и отбоя, а также устройства, гасящего вертикальные колебания.
В последнее время пневмоподвеска в комбинации с системой электронного контроля за уровнем пола грузовой платформы (ELC) помогает водителю и грузчикам при погрузо-разгрузочных работах. Она позволяет приподнять передок трехосного грузовика на 220 или опустить на 80 мм. Пневмобаллоны задней оси способны поднять кузов над обычным уровнем относительно дороги на 134 мм и опустить его на 100. Подобное «горизонтирование» автомобиля, управляемое с выносного пульта, решает проблему стыковки высот полов грузовой платформы и склада, позволяя тележкам, автокарам и погрузчикам беспрепятственно въезжать прямо в кузов грузовика.
Пневмоподвески также «прижились» на задних осях седельных магистральных тягачей. Обеспечивая подъем и опускание задней части рамы со сцепным устройством, они облегчают процессы сцепки-расцепки.
Пневмоподвески широко применяются на городских и междугородных автобусах, причем спереди пневмоэлементы являются составной частью как зависимых, так и независимых по кинематике подвесок.
Жаль, что в нашей стране наметилось отставание в создании современных конструкций пневмоподвесок, и это еще более обидно в связи с тем, что в 50-х годах советские исследователи были в лидерах изучения особенностей работы пневмоэлементов, а первый городской автобус с ними, ЛиАЗ-677, получил «путевку в жизнь» еще 40 лет назад.
В конструкции автомобиля имеется множество систем и механизмов. Одна из таких – это ходовая часть. Она может быть зависимой и независимой, на продольных и поперечных рычагах, с пружинами либо рессорами. В сегодняшней статье мы поговорим об устройстве пневматической подвески, ее принципе работы и других особенностях.
Она является одной из разновидностей ходовых частей автомобиля. Главная задача ее, как и любой другой подвески, это гашение колебаний, которые возникают при езде по неровным дорогам. Но в отличие от пружинной и рессорной, такая ходовая часть может регулировать клиренс за счет применения пневмобаллонов.
Данная система состоит из нескольких основных элементов:
Ресивер – это элемент, в который накачивается воздух от компрессора. Обычно имеет объем в 5-7 литров. По команде от блока управления с ресивера подается воздух на пневмобаллоны. Последние представляют собой исполнительный механизм, который участвует в поддержании и установке дорожного просвета. Компрессор – один из основных элементов в системе пневмоподвески. Его назначение – подача сжатого воздуха в ресивер.
В зависимости от типа конструкции, пневмоподушки могут быть индивидуальным либо совмещены со стойкой амортизатора. В последнем случае, помимо плотного кожуха и манжет, имеется амортизирующий шток с поршнем.
Движение воздуха по системе невозможно без воздушных магистралей. Они также оснащены электромагнитными клапанами. Количество их определяет тип системы, но об этом немного позже.
Дополнительно система может оснащаться датчиками, которые будут контролировать:
Итак, мы рассмотрели устройство пневмоподвески. Принцип работы ее опишем далее.
Алгоритм действия данной системы очень простой. Он основан на регулировании количества воздуха в подушках. После получения сигналов от датчиков, информация обрабатывается в электронном блоке. Дальше блок подает команду на исполнительные механизмы. Это электромагнитные клапаны, которые установлены на выходе из ресивера. По команде блока они открываются, и воздух под давлением поступает в подушки. Далее клапан закрывается, а объем кислорода в ресивере компенсируется компрессором. Если нужно уменьшить клиренс, блок подает команду на стравление воздуха. Открывается соответствующий клапан. Однако воздух идет не обратно в ресивер (так как для этого нужно очень большое сопротивление), а на улицу. Новая порция кислорода поступает в систему опять же благодаря компрессору. Этот принцип работы пневматической подвески цикличен и повторяется много раз.
Также отметим, что система может автоматически регулировать давление. В данном случае водителю требуется нажать на кнопку «Авто» блока управления. В любой момент регулировку можно изменить вручную. Для этого есть кнопки «вверх-вниз», позволяющие уменьшить или увеличить высоту клиренса автомобиля.
В основном такая система монтируется на грузовые автомобили. Это седельные тягачи, прицепы и прочая большегрузная техника. Нужно это для того, чтобы обеспечить оптимальное положение кузова при подъезде на рампу. Машины с такой подвеской более виброустойчивы, а значит, груз при транспортировке не разобьется. Плюс ко всему при загрузке автомобиль не проседает, как это случалось ранее с рессорами. В любой момент водитель может откорректировать положение одной и второй оси.
Но также пневмоподвеска встречается и на легковых автомобилях. Ее производитель предлагает в качестве опции. Обычно такая подвеска встречается на машинах премиум-класса «Мерседес», «Лексус», «Роллс-Ройс» и прочих. Возможна также установка вне завода. Так, любители БПАНа устанавливают пневмоподвеску на ВАЗы. Посадка автомобиля становится очень низкой. При этом величину клиренса можно вернуть к заводской в любой момент. Кроме этого, такая подвеска является неотъемлемым атрибутом «стенсовых» автомобилей. Это не только красивый вид, но и просто необходимость. Ведь из-за отрицательного развала колес обеспечить нормальный ход подвески в движении очень сложно. Благодаря воздушным баллонам, есть возможность настроить положение колес к аркам так, как это нужно.
Рассматривая устройство пневмоподвески, стоит отметить, что она классифицируется по разному количеству контуров. Так, существуют:
Особенности каждой из них рассмотрим далее.
Устройство пневмоподвески данного типа отличается своей простотой. Так, система устанавливается только на одну ось. Подушки на левом и правом колесе накачиваются равномерно и одновременно. Обычно устанавливается на авто, где ранее использовалась рессорная подвеска. Это пикапы, мало- и среднетоннажные грузовики. В последнее время очень часто одноконтурные системы стали монтировать на «ГАЗели» и «ГАЗоны» серии «Некст». Они самые дешевые из всех. Цена установки составляет порядка 20-40 тысяч рублей с учетом стоимости всех комплектующих.
Система может быть ресиверной и безресиверной. Какой имеет такая пневматическая подвеска принцип работы? В первом случае кислород подается компрессором в «приемник», где содержится под давлением до 10-15 Бар. По команде водителя, в определенный момент воздух направляется в подушки. На безресиверной системе этот процесс происходит намного дольше, поскольку компрессору нужно время для накачки обоих баллонов.
Это самый популярный вариант. Может устанавливаться на обе либо на одну ось. Система объединяет в себя два контура с воздушными магистралями и клапанами. Ресивер и компрессор здесь общие. Так, один контур отвечает за регулировку передней оси, а второй – задней. В случае установки системы на одну ось настраиваются отдельно левые и правые пневмобаллоны. Устанавливается как на грузовые авто, так и на легковушки. Стоимость ее примерно на 20-30 процентов выше одноконтурной. Контроль за текущим давлением обеспечивается благодаря манометрам, которые при установке выводятся в салон.
Что такое пневмоподвеска четырехконтурная? Это самый дорогой вид ходовой части. Особенности устройства пневмоподвески данного типа в том, что водитель может регулировать клиренс каждого колеса по отдельности. Все они подключены к разным контурам, которые оснащены своими клапанами и не зависят друг от друга. Система обязательно подключается к ресиверу.
Рассматривая устройство пневмоподвески, отметим преимущества данной системы в целом:
Устройство пневмоподвески таково, что система может полностью адаптироваться к дорожным условиям и осевым нагрузкам автомобиля.
Основной минус – это ремонтопригодность. Если баллон начал «травить», он подлежит только замене. В случае с амортизационной стойкой цена ремонта может быть весьма существенной. Также система сильно боится морозов. Поскольку баллоны сделаны из резины, они начинают «дубеть».
Вне зависимости, сколько контуров у пневматической подвески, принцип работы ее одинаковый. Также одинаковыми остаются и баллоны. Как мы уже сказали ранее, они могут травить воздух. Происходит это из-за их загрязнения. Со временем на их стенки попадает грязь и реагенты, которые начинают работать как абразив. Чтобы этого не допустить, периодически мойте баллоны в максимально поднятом состоянии под мощной струей воды. Дополнительно обрабатывайте стенки силиконовым спреем. Только так можно обеспечить баллонам длительную и надежную работу.
Итак, мы выяснили, что такое пневмоподвеска и какие она имеет особенности.
Пневматическая подвеска позволяет регулировать дорожный просвет полуавтоматично или полностью без применения физических усилий. Речь идёт о замене рессор, пружин и торсионов на пневмобаллоны, в которых нагнетаемый из системы сжатый воздух выступает в роли упругого элемента. Несмотря на все достоинства данного элемента, пневмоподвеска своими руками может создаваться только при наличии базовых навыков по ремонту авто. Процесс сопряжён с определёнными сложностями и новичок с этим явно не справится.
Конструкция каждой пневматической подвески представлена ресивером, управляющим блоком, системой распределения воздуха и компрессором. Для повышения комфорта водителя подвески могут быть с автоматическим или ручным управлением.
Существует три модификации пневматических подвесок:
Благодаря положительным свойствам пневматической подвески наблюдается тенденция по её установке как на прицепные и грузовые транспортные средства, так и на легковые автомобили. Преимущества тюнинга авто пневмоподвеской представлены следующими возможностями:
Преимущества существенные и их немало, однако, стоит знать и о недостатках:
Поскольку пневматическое устройство своими руками является только подвидом, установка возможна уже на существующую подвеску авто. Суть установки заключается в замене упругих элементов пневматическими баллонами, следовательно, провернуть такую схему модернизации можно на любой машине. Остаётся узнать, как сделать пневмоподвеску своими руками и как её установить.
Дополнительно рекомендуем прочитать статью нашего специалиста, в которой рассказывается о том, как устанавливать пневмобаллоны в пружины.Оборудование в данном случае стандартное и каждый водитель им располагает, если периодически сталкивается с необходимостью ремонта:
Пневмоподвеска своими руками стоит из следующих комплектующих:
Стоит отдельно рассмотреть технологию установки задней и передней подвески, поскольку в случае с последней схема более сложная.
Поэтапная процедура сборки задней подвески выглядит следующим образом:
Перед тем, как установить пневмоподвеску своими руками, удалите стойки с автомобиля. Навыков новичка в данном случае будет достаточно – просто поднимите авто с помощью домкрата и следуйте поэтапному процессу.
Обязательно проверьте работоспособность системы. После нагнетания давления до 8 атмосфер проверьте наличие утечек в системе на слух, шипение должно отсутствовать. Далее установите давление в системе до 6 атмосфер для задних подвесок и до 8 для передних. Не спешите, когда будете нагнетать воздух, в противном случае существует вероятность перекачки системы компрессором. На завершающем этапе отрегулируйте развал-схождение.
Блок управления с 8 кнопками отвечает за управление пневмоподвеской. Каждая кнопка отвечает за конкретную стойку или за амортизаторы в комплексе. Для получения данных с каждой подушки обязательно установите контроллер в салон машины. Ориентируясь на дорожную ситуацию, вы сможете сокращать или увеличивать давление воздуха в подушке для уменьшения или, соответственно, увеличения клиренса.
Соответствующая кнопка на контроллере позволит отключить пневмпоподвеску при необходимости. Показатели высоты просвета станут сразу же средними и подушки активируют работу стандартных пружинных амортизаторов.
Пневмоподвеска своими руками достаточно практична и стойки в условиях ежедневного использования при разных дорожных условиях. Ход машины будет мягким и плавным независимо от качества и типа дорожного покрытия. Что касается установки, новичок вряд ли сможет сам справиться со всеми этапами предварительного изготовления пневмоподвески. Даже если у вас есть соответствующие знания и опыт, лучше заручиться поддержкой напарника и отдавать предпочтение только надёжным комплектующим.
Пожалуйста, оцените этот материал!
(3 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!
Цель: решить вопрос пробоя задней оси.Всем известна проблема пробоя в наших машинах задней подвески. Особенно ярко она выражается при транспортировки всего семейства с полным максимальным загрузом багажника и заднего сидения на дальние расстояния. Кто то решает эту проблему путем установки усиленных пружин с последующим подбором соответствующих амортизаторов. Кто то вставляет пневмобалоны в существующие пружины. Я же пошел иным путем и решил установить пневматическую подвеску на задний мост. В качестве компрессора был приобретен компрессор Viair 480 за 400$, в качестве ресиверов было смонтировано под ниши водителя и пассажира два огнетушителя ОП-9 общим объемом около 20 литров, было приобретено 4 электромагнитных клапана (два на впуск, два на выпуск), трубка пластиковая внутренним диаметром 6 мм, осушитель воздуха, предохранительные клапана, реле давления (от которого ведется управление включение компрессора), две пневмоподушки (заранее просчитанной грузоподъемности с учетом 50% запаса) общей стоимостью 140$ и куча быстросъемных соединений ведущей фирмы Camozzi. Вся установка была произведена собственными силами за два вечера с перерывами на употребление пива. В итоге были демонтированы пружины, отбойники и установлены пневморессоры рукавного типа. Эффект был просто ошеломляющим. Конструкция работает уже третий год без единого замечания. Получена регулируемая жесткость задней подвески, в зависимости от нагруженности, плюсом к этому регулируемое положение кузова относительно рамы (увы дорожный просвет остался преждним) в движении автомобиля. При ровной дороге давление в пневмоподушках спускается и появляется мягкость хода подвески автомобиля (эффект сравнимый с движением корабля на море) при ухабистой дороге давление повышается путем нажатия двух кнопочек
Максимальное положение кузова
минимальное положение кузова
рабочее положение кузова
приборы контроля давления в пневмоподушках и ресиверах
и автомобиль становится скованным и всякие ямы проходятся не сбавляя скорости. Поставленная цель достигнута на все 100%. Обратно на пружины возвращаться нету никакого желания.
Цена вопроса: $600 Пробег: 120000 км
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453