Пневматический амортизатор для автомобиля

Что такое пневмоподвеска и для чего она нужна

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

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

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

Что входит в конструкцию пневмоподвески
Конструкция пневмоподвески

Пневматическая подвеска состоит из таких основных конструктивных частей, как:

Упругие элементы или пневмоподушки;
Компрессор;
Ресивер;
Система управления.
Что такое пневмоподвеска и для чего она нужна, изображение №10
Каждый из этих компонентов пневмоподвески играет определенную роль.

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

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

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

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

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

Как работает пневмоподвеска?
Кнопки управления пневмоподвеской

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

Обычно предусмотрено три режима работы пневмомподвесок:

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

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

Разновидности пневмоподвесок
Разновидности пневмоподвесок

В современных автомобилях используется три вида пневматических подвесок:

Одноконтурная;
Двухконтурная;
Четырехконтурная.
Что такое пневмоподвеска и для чего она нужна, изображение №11
Одноконтурная пневматическая подвеска является, по сути дела, вспомогательной и устанавливается пикапы и небольшие грузовики совместно с основной. Она монтируется только на одну ось, причем чаще всего на заднюю для того, чтобы обеспечить возможность регулирования ее жесткости в зависимости от степени загруженности авто.

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

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

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

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

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

Источник

Особенности кастом пневмы или что нужно знать, чтобы построить пневму самому

Внимание, статейка получилась на 16.5тыс знаков!😮

Начал интересоваться этой темой ещё в 2012 году, когда обзавёлся первой машиной (Ситроен С4 купе). Пневмоподвеска в России тогда была не так распространена, а уж тем более информация по её устройству. Единственным (русскоязычным) источником информации был (и есть) форум пневмоподвеска-клуб, где, к сожалению, уймы полезной информации утонули в тоннах флуда и споров, кто круче строит пневму. В результате раскуривания форума, получил какое-то мутное общее представление и решил, что придётся постигать оставшиеся ньюансы по ходу дела. По наводке админа купил всяких рукавов от грузовиков (кстати так и лежат), блок клапанов ГБО четырёхконтурный и гору фитингов с трубкой Камоцци (ещё производства Италия). В моём представлении оставалось докупить какой-нибудь ресивер от камаза, беркут р20 (тогда он ещё стоил 4900 новый), и можно ставить, и ох как сильно я ошибался.

Самым большим моим заблуждением тогда была мысль, что построить пневму можно тыс за 30. По этой же причине часто встречаю объявления о продаже компонентов, схожего содержания: «Собирал для себя … всё новое … так и не поставил«. По началу кажется, что ничего сложного, а как погружаешься в тему становится уныло. Даже скажу, что готовый комплект, снятый с какого-нибудь проекта выйдет удобнее, быстрее и дешевле, чем собирать всё с нуля. Но мне интереснее сам процесс поисков и постройки, чем эксплуатация.

Этой статьёй хочется внести ясность для таких как я тогда. Базовые понятия, например, что такое слива/бублик и т.д. опустим, об этом написано очень много и абсолютно везде. Тут постараюсь выделить из тонн лишней информации, особенности, связанные с каждым из компонентов с которыми (столкнулся при постройке я) придётся считаться.

Данную информацию я по тихоньку где-то вычитывал и распрашивал в течение этого времени, сейчас даже не скажу где именно, поэтому инфа может быть и не 100%, ну и на звание профессора не претендую, выслушаю замечания. И да, описанное ниже актуально для случая установки пневмы для занижения.

Как бы этого не хотелось, а сток не подойдёт. Во первых: стойки слишком длинные для занижения, штоки придётся укорачивать, во вторых: мало кто берёт во внимание проблему фиксации штока в штатной опоре.

Допустим, проблему с укорачиванием стоек мы решили: укоротили штатные или купили укороченые стойки, какие-нибудь koni, KYB, bilstein и подобное, что уже не бюджетно.

А что с опорами? Подушка герметизируется верхним брекетом по штоку, а нижним по корпусу стойки.

Следовательно, при повороте руля стойка должна вращаться целиком, включая шток амортизатора, и сюрприз, когда узнаёшь, что в большинстве иномарок шток фиксирован в опоре и при повороте руля — неподвижен.

К примеру: на ВАЗ шток крепится к кузову через подшипник (и соответственно, без проблем вращается вместе со стойкой), но такая система менее тихая и комфортная, поэтому в иномарках шток крепится к кузову через упругий элемент и при повороте руля стоит на месте, а подшипник, в таком случае, ставится в место крепления верхней чашки пружины, и именно пружина вращается со стойкой при повороте. Что в таком случае будет, если заменить пружину пневмоподушкой? Верхний брекет подушки будет вращаться вокруг зафиксированного в опоре штока, в итоге быстро выйдут из строя его резиновые уплотнительные колечки и давление начнёт травить по штоку (как минимум).

Ещё одна особенность: при подъёме/опускании и амплитуде, какую позволяет пневма, в стоковых опорах шток стойки рано или поздно согнёт или сломает в месте фиксации к кузову. Если говорить очень грубо, ширина колеи меняется при изменении высоты, а стоковые опоры к такому не готовы. На эту тему советую к прочтению пост от одного из ветеранов пневмостроения.

Пример: у меня в ездовом положении колёса торчат из арок на

2см больше, чем в самом нижнем, то есть при занижении колёса уезжают в арки.

Как решить эти проблемы? Самый простой способ — опоры на ШС. В таком случае, шток при повороте руля без проблем вращается, а при подъёме/опускании свободно изменяет свой угол вместе со стойкой, и не перегибается в точке фиксации к кузову.

Но такое решение подойдёт не всем, т.к. опоры на ШС очень жёсткие и про комфорт в таком случае можно забыть.

Купить рукава от скании может каждый, а теперь нужно их одеть на стойку, чтобы ездило и ничего не травило. Опять же, нам нужно чтобы верхний брекет герметизировался по штоку (заркальной части), а нижний по корпусу стойки. Попробуй найди подушки, чтобы идеально подходили под твои стойки, а если не нашёл — добро пожаловать в кастом.

Вариант 1: Брать подушки приблизительно подходящие по размерам к стойке и немного подточить верхний/нижний брекеты, т.е. подогнать подушку к стойке.
Вариант 2: Брать подушки с размерами больше, чем размеры стойки, и сделать проставочные переходники между подушкой и стойкой, т.е. подогнать стойку к подушке.
Вариант 3: Сделать с нуля кастомные брекеты с нужными размерами под нашу стойку, т.е. по сути, изобрести подушку под свои стойки.

1 и 2 варианты пользуются успехом, к примеру, у тазоводов, но в таком случае опять возникает особенность: подвеска получает неадекватную зависимость жёсткости от высоты, т.к. рукава от скании предназначены всё-таки для кабины грузовика и имеют соответствующую для этой функции форму поршня (нижнего брекета), углубляться в это не буду, т.к. в этой теме я мимопроходил.

Если выбираем 2 или 3 варианты, то для всего этого нужен, для начала, чертёж деталей. Тут либо плати деньги тому, кто умеет, либо учись и делай сам. И не важно, где возьмёшь чертёж, может на том же форуме, но если нет знакомого токаря или самому им не являться, то цены на работы повергнут в шок, порядки цен — десятки тысяч рублей только за детали. А ещё надо заплатить за подушки доноры для переделки и где-то, как-то, чем-то их обжать.

Если выбирать вариант 3, можно подобрать подушки с подходящим диаметром под шток амортизатора, и переделать только нижний брекет.

Наиболее простым выходом из этой ситуации является всё-таки постройка подвески на бубликах: рубены, аирлифт, баабл и подобное. Детали всё-таки придётся заказывать, но их чертежи уже есть в интернете, они не настолько сложные в исполнении, на них нужно меньше материала, как следствие они будут дешевле в производстве, а то и вовсе их можно будет купить где-нибудь готовые.

Но опять противоречие: строя пневму на бубликах, можно забыть о комфорте. Зато на них легче выставляться по маноментрам, об этом ниже.

Я вообще не учитывал этот пункт когда строил планы по пневме, думал обойдусь каким-нибудь блоком управления стеклоподъёмников от ВАЗ.

А оказалось, это одна из главных частей пневмосистемы, после пневмостоек. Начнём с того, что в каком-нибудь америкосовском блоке клапанов (идущем в комплекте с управлением) могут быть впресованы фитинги под дюймовую трубку (которую у нас хрен найдёшь), и тогда фитинги в подушках и ресивере должны быть соответствующие (привет accuair, airlift). Второй момент: выставляться кнопками — это гемор и мазохизм. Про механические клапана вообще молчу.

Пример: вроде только что был нормальный асфальт, но вдруг колея и начинаешь шкрести брюхом
Вариант 1. Отвлекаться от управления, искать эти кнопки, чтобы сделать машину по выше, а после того, как выехал на ровную дорогу, останавливаться и собирать этот сраный тетрис обратно, чтобы ехать комфортно и не в раскаряку.
Вариант 2. Нажал одну кнопку с пресотом высокого положения подвески (10% от максимума), как выехал на ровную дорогу, нажал вторую кнопку с пресетом ездового положения подвески. По моему, выбор очевиден.

Мне выдалось поездить месяцок с ручным управлением (спасибо accuair, что сгорел), и доходило до того, что легче выбрать другую дорогу, лишь бы не сбивать настройки подвески, потому-что только настроил, чтобы комфортно было. В общем в таком варианте использования пневма больше использовалась, как статика.

Допустим, мы выбрали вариант 1, тогда нужно выставлять высоту машины по какому-то визуальному ориентиру. Самое простое — манометры. Такой вариант имеет место, если подвеска на бубликах, у них зависимость высоты подъёма от давления в подушке приблизительно линейна, чего нельзя сказать о рукавах, зависимость которых имеет скорее экспоненциальный вид.

Пример: у меня на разных осях стоят и рукава и бублики. И если на бубликах я знаю, что 30 psi это низко, 70 psi ездовое, а 100 psi это верх, то на рукавах изменение высоты происходит в промежутке от 68 psi до 74 psi, и кроме как выйти из машины и посмотреть, больше высоту никак не оценить, манометр тут бесполезен. Когда ездил в ручном режиме, приходилось измерять высоту кулаком, как в древней Руси😁.

Чтобы таким не заниматься, придумали датчики положения кузова. Информацию с которых можно вывести например на вольтметры (имейте ввиду, что на датчики нужно подавать 5В, а не 12), которые будут показывать от 0 до 5В, или на индикатор положения, к примеру AceOfAce.

Вариант 2 берёт весь этот геморой по выставлению по манометрам или датчикам положения кузова на себя. И если то, что управление с пресетами по датчикам давления (как Airlift Autopilot V2) будет ой как хреново выставлять положение на рукавах — это логично (а говорят, и на бубликах не очень), то с управлением на датчиках высоты уже не так очевидно, а проблемы есть и тут. Контроллер знает только информацию с датчиков высоты и подаёт в соответствии с этим давление в подушки, и дело в том, что одних и тех же значений высоты можно достичь при разных комбинациях давлений в подушках.

И казалось бы, по датчикам высоты всё верно, а руль ведёт в сторону. Заметил у себя такое, потому-что у меня стоят и манометры и индикаторы положения кузова, а кто-то манометры не ставит и даже не в курсе, что происходит.

Выхода из этой ситуации для себя пока не нашёл, посматриваю на Airlift 3H, он обладает информацией и с датчиков и с манометров, в теории, должен не допускать такого, но стоит конь и блок клапанов на дюймовых быстросъёмах🙄.

Сюда отнесём компрессор, ресивер, фитинги, обратный (ОК) и нормально открытый (НО) клапана, отделители влаги и осушители. С компрессором и ресивером вроде ничего сложного: много воздуха — это хорошо, а для этого нужен ресивер по больше и компрессор по производительнее, а лучше несколько (пару компрессоров не плохо бы иметь хотя-бы чтобы не остаться недвижимостью, если один из них вдруг откажет), а вот собрать из этих деталей единую систему не так просто, как кажется.

Сколько в сети фотографий красивых стенсерских инсталлов, где прямо в ресивер прикручены армированные шланги компрессоров.

Представим, что компрессор включается по датчику при падении давления в ресивере менее 120psi (8,27 бар), и качает, пока не достигнет давление 150psi (10,34 бар). На армированном шланге компрессора обычно установлен комплектный обратный клапан (ОК), чтобы давление из ресивера не давило в обратную сторону на голову компрессора и ему было легче стартовать. Но куда денется давление в промежутке между ОК и головой компрессора (выделен красным на схеме) в вышеописанном инстале?🤔

Чтобы его устранить, в этом промежутке устанавливается нормально открытий (НО) клапан.

Как следует из названия, в нормальном состоянии (когда на него не подаётся напряжение) клапан открыт, и лишнее давление из промежутка между компрессором и ОК стравливается в атмосферу. При этом, на поршень компрессора больше не давит 10бар и стартовать ему будет на много легче, из-за чего также уменьшится и просадка по напряжению при старте компрессора (а какое-нибудь управление accuair может такого скачка напряжения и не пережить). А когда компрессор включается, на НО клапан (вместе с компрессором) подаётся напряжение и он закрывает контур между компрессором и ОК, следовательно, перестаёт пропускать давление в атмосферу, и компрессор может снова набивать давление в ресивере, гениально.

Теперь к осушению и влагоотделению

Если кратко, осушитель и влагоотделитель — это разные вещи, и если на выходе первого получается действительно сухой воздух, то на выходе второго какая часть влаги успела отделиться, та отделилась, остальное осталось. Если по подробнее, то очень советую к прочтению эту статейку.

В большинство систем, которые мы все видели на фотках, устанавливают как-раз влагоотделители и часто делают это не правильно и бессмысленно. Много видел систем, где влагоотделитель установлен в промежутке между ресивером и компрессором, а бывает, что установлен боком или вверх ногами.

Начнём с того, что влага в системе неизбежно появляется при остывании горячего воздуха, который гонит компрессор (которому свойственно нагреваться от продолжительной работы). Соответственно, на выходе с компрессора и при попадании во влагоотделитель, воздух не успевает остыть, и отделять там пока ещё нечего.

Чтобы максимально избежать попадания влаги в систему нужно, во первых: обеспечить охлаждение компрессоров, во вторых: чем меньше компрессор качает, тем меньше он греется, соответственно, два компрессора накачивают объём быстрее, чем один, и при этом, оба меньше греются, в третьих:если что-то и ставить на входе в ресивер, то нужно обеспечить, чтобы воздух максимально остыл, для этого магистраль между компрессором и ресивером должна быть как можно длиннее. Но при этом, всё равно влага попадёт в ресивер, поэтому влагоотделители логичнее ставить на выходе из ресивера. А если что-то и ставить на вход, то как-раз осушитель, с которым уже не так всё просто.

Наконец добрались до последнего, но не маловажного компонента (перечисленные выше клапана, можно отнести и к этой группе). Как гласит мудрость форума пневмоподвеска-клуб: чем меньше соединений в системе — тем меньше потенциальных мест для травки давления. Поэтому рассчитывайте свою систему с минимумом переходников, футорок, тройников и тд. Для лучшей герметичности советую фитинги камоцци под накидную гайку (есть ещё серия с тефлоновым уплотнительным кольцом на резьбе). Резьбовые соединения (кроме самих накидных гаек) лучше закручивать на синий анаэробный фиксатор резьбы. Говорят, что самый дешманский фиксатор из леруа мерлен (за 50р) без проблем держит давку под 20 бар, со всякими фум лентами, можно даже не экспериментировать — обречены на провал. Я собирал на Loctite 243, но он дорогой (600р за 10мл), а по виду и запаху тоже самое, что из леруа мерлен. Проблем с травкой давления не выявлено, один раз закрутил и забыл.

На что так же стоит обратить внимание, так это на цену на фитинги, вроде тут там по 200р, а в сумме у меня на фитинги улетело порядка 10тыс!😱

Начиная изобретать велосипед приходишь к тому, что его уже давно изобрели. Самым подходящим вариантом под занижение с точки зрения простоты сборки, цены и надёжности получается пневма на винтах с ШС и бубликах. И надеюсь те, кто дочитали до конца, теперь знают почему🙂.

Источник

Взгляд на воздух с нового ракурса – разбираемся в пневматической подвеске

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

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

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

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

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

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

Что такое пневматическая подвеска

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

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

Зачем устанавливать пневматическую подвеску

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

Регулируемость

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

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

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

Управляемость

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

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

Получение оптимальных характеристик

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

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

Внешний вид автомобиля

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

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

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

Загрузка транспортного средства

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

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

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

Конструкция пневматического баллона

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

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

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

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

Компрессоры

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

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

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

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

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

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

Пневмолинии

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

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

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

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

Передняя подвеска

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

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

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

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

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

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

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

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

Задняя подвеска

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Двухконтурная или четырехконтурная пневмосистема

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

Двухконтурная

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

Четырехконтурная

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

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

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

Системы управления

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

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

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

Система управления, измеряющая давление

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

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

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

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

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

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

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

Система управления, контролирующая клиренс

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

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

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

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

Комбинированные системы

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

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

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

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

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

Модифицированные системы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Регулировка подвески

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

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

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

Износостойкость

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

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

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

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

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

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

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

Источник