Устройство подвески автомобиля – описание и назначение основных элементов
Сегодня рассмотрим из чего состоит подвеска автомобиля. Разберём назначение каждого элемент, их конструкцию и принцип работы.
Назначение
Подвеска в автомобиле необходима для смягчения ударов, которые воспринимают колеса от неровностей дорог. Благодаря ей, кузов машины буквально подвешен над поверхностью на упругих элементах ходовой.
Благодаря этому обеспечивается плавность хода автомобиля и его управляемость в сложных условиях рельефа. Другими словами, она нужна для движения авто с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибрации.
Давайте рассмотрим, что будет происходить с автомобилем, если у него не будет подвески, а колеса жестко соединены с кузовом. В этом случае удары от колеса будут полностью передаваться на кузов, немного смягчаясь шинами.
Если внести в схему подвески упругую пружину, то толчок на кузов значительно смягчится. При этом кузов будет по инерции еще долго по времени раскачиваться. Это делает управление машиной трудным, а движение опасным.
При таком устройстве, существует большая вероятность «пробоя» – когда момент сжатия пружины подвески совпадает с ударом от дороги. Есть такой термин у автомобилистов: «Пробить подвеску». Чтобы исключить этот эффект, в схему добавляют демпфирующий элемент – амортизатор. Он предназначен для гашения колебания кузова при работе пружин.
Устройство подвески
Но в каждой из них есть обязательные элементы – пружины и амортизаторы.
На старых автомобилях, а также на грузовом транспорте задняя подвеска имеет рессоры вместо пружин. Это обусловлено:
Амортизатор
Они бывают трех типов:
Первый тип больше подходит для спокойной и комфортной езды. Поэтому они устанавливаются в гражданских автомобилях. В современных машинах встречаются третий тип – комбинированные газомасляные амортизаторы.
Второй тип применяется в спортивных машинах. Он предназначен для минимизации кренов кузова в быстрых поворотах. Когда авто проходит поворот на большой скорости, её кузов сильно крениться. При этом внешнее колесо поднимается над дорогой, теряя сцепление. Чтобы увеличить скорость и безопасность прохождения виражей, применяют газовые амортизаторы. Они более жесткие, менее подвержены инерции, и быстрее придавливают колесо к асфальту.
Как он работает
Амортизатор подвески автомобиля представляет собой цилиндр, в который помещен поршень. Они не связаны друг с другом и могут независимо двигаться. В этом поршне выполнены отверстия. Цилиндр заполнен специальной жидкостью. Верхним своим концом он крепится к кузову машины. Нижним, к рычагу подвески.
При ударе колеса о яму, оно резко поднимается. Поршень в цилиндре сжимается, но это происходит не резко. Ему препятствует масло, которое через маленькие отверстия в поршне не успевает быстро перетекать через них. В результате поршень замедляет свое движение, происходит демпфирование удара, его смягчение.
При работе подвески на разжатие, происходит обратный процесс. Поршень возвращается вверх, масло перетекает обратно и замедляет скорость поднятия поршня. Таким образом, не происходит резкого скачка кузова автомобиля, когда разжимаются пружины подвески.
При неисправном амортизаторе кузов машины будет «скакать», как дикая лошадь при проезде любых неровностей, даже «лежачих полицейских».
Более подробную информацию об амортизаторах можно почитать в блоге «Автолюбитель со стажем». Там описаны все типы амортизаторов, их достоинства и недостатки, принцип работы каждого из них. Это не реклама, рекомендую.
Амортизатор в паре с пружиной называется пружинной стойкой. Ею оснащены все современные автомобили с передним приводом.
Рычаги
При помощи рычагов подвески колеса крепятся к ходовой части. Они передают к силовым элементам кузова продольные и поперечные усилия. Контролируют перемещение колеса во время движения автомобиля.
Сколько рычагов в подвеске
В недорогих моделях машин обычно применяется подвеска «Макферсон» – один рычаг на сторону с пружинной стойкой. Такой тип получил большое распространение в современных авто. Это обусловлено простотой конструкции, комфортом и дешевизной.
В классических автомобилях ВАЗ в передней подвеске два рычага на одну сторону – верхний и нижний. Это двух рычажная подвеска. Вместо пружинной стойки используется схема с раздельными амортизаторами и пружинами, они не собраны в единую конструкцию.
В зависимой подвеске рычагов нет вообще. При такой схеме противоположные колёса одной оси соединены балкой. Поэтому любое горизонтальное движение одного колеса отражается на поведении другого, они зависят друг от друга.
Стабилизатор поперечной устойчивости
Он снижает крены кузова автомобиля и улучшает его управляемость.
Он выполнен в виде русской буквы «П», на картинке хорошо видно. Представляет собой стальной прут с большой упругой деформацией. Простыми словами – его взять на излом тяжело, он всегда будет стремиться принять начальную форму.
Он имеет четыре точки крепления. Противоположными краями он зафиксирован за рычаги подвески. Центральной части крепится к кузову.
Как он работает
При появлении крена, одна часть кузова поднимается, другая опускается – это логично. Часть стабилизатора, которая закреплена на силовом элементе кузова, поднимается и выкручивает стабилизатор.
За счет большой упругости он поднимает свою противоположную точку крепления, а вместе с ней кузов. Таким образом он пытается стабилизировать его в поперечном положение относительно дороги.
Второй случай, когда он работает – наезд одним колесом на яму или кочку. Рассмотрим вариант с кочкой на дороге.
В такой ситуации одно колесо движется вверх относительно кузова. В этом случае прут стабилизатора испытывает упругую деформацию не точкой крепления к кузову, а к рычагу подвески. Стремясь принять исходную форму, он вторым своим краем поднимает противоположное колесо и опускает кузов. Кузов автомобиля прижимается к земле, снижается центр тяжести и машина становиться устойчивее.
Сайлентблоки
Например, если бы в месте крепления рычага к раме не было сайлентблока, то рычаг тёрся бы о раму. Такое соединение повышало износ металла и издавало жуткий скрип при движении автомобиля. Кроме того, любые удары по колесу от дороги передавались на кузов, вы слышали бы стуки. Это быстро разбивало бы крепёжный узел.
Поэтому, при самостоятельной диагностике подвески автомобиля, обращайте внимание на состояние сайлентблоков. Они не должны иметь трещин и повреждений. Бывают случаи, когда внутренняя втулка отслаивается от резины, начинает болтаться и стучать.
Стойки или тяги стабилизатора
Они связывают стабилизатор поперечной устойчивости с рычагами или стойками амортизатора. Не во всех автомобилях они есть, все зависит от схемы подвески.
Например, в ВАЗ 2107 их нет. Стабилизатор прикручивается к рычагам через резиновые втулки.
На тягах тоже могут быть сайлентблоки или шаровые, как на рулевых наконечниках, чтобы смягчить удары от дороги. Со временем резина дубеет и рвется. Стойка начинает стучать на неровностях. Сайлентблок отдельно от тяги не меняется. При его повреждении нужно менять стойку стабилизатора целиком.
Подведем итоги
Подвеска состоит:
Это основные элементы автомобильной подвески. В зависимости от сложности ходовой, их количество и состав может меняться.
Видео об устройстве подвески автомобиля
Если что-то упустил – напишите об этом в комментариях. Cпасибо за внимание.
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
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.