1 Пневматические подвески

Пневматическая подвеска (пневмоподвеска) – вид подвески, обеспечивающий возможность поддержания и изменения высоты уровня пола, грузовой платформы (или рамы) и прицепного устройства относительно поверхности дороги либо дорожного просвета независимо от загрузки автомобиля за счет применения пневматических упругих элементов.

Основными преимуществами пневматических подвесок являются:

1. Адаптивность.

Пневмоподвеска обеспечивает широкий диапазон изменения её жесткости и возможность автоматического поддержания заданного уровня кузова (рамы) автомобиля относительно поверхности дороги или дорожного просвета при изменении нагрузки.

В связи с тем, что давление воздуха в пневматических упругих элементах (далее – пневмоэлементы) регулируется в зависимости от нагрузки, жёсткость пневмоподвески изменяется пропорционально величине подрессоренной массы. В результате частота собственных колебаний кузова и, вследствие этого, комфортабельность автомобиля остаются практически неизменными вне зависимости от его загрузки.

В отличие от рессор и пружин, пневмоэлементы имеют большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, и, следовательно, обеспечивают снижение амплитуды колебаний кузова и уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами.

2. Настраиваемость.

Пневмоэлементы имеют прогрессивную характеристику – чем больше они сжимаются, тем их жесткость становится выше, что в значительной степени обеспечивает возможность требуемого настраивания пневмоподвески.

Пневмоподвеска легко и быстро настраивается:

- для движения по дорогам различного состояния. При движении по неровным (разбитым) дорогам снижение давления воздуха в пневматических упругих элементах способствует повышению комфортабельности движения (плавности хода) и средней скорости движения. При движении по автомагистралям повышение жёсткости подвески обеспечивает хорошую устойчивость при движении на поворотах и, кроме того, улучшает контакт колес с поверхностью дороги, что существенно повышает безопасность движения;

- для обеспечения горизонтального положения автомобиля (автобуса) при любой степени его загрузки путем изменения давления воздуха в пнвмоэлементах (рисунки 1.1 и 1.2). Повышенная жесткость задней подвески и горизонтальное положение полностью гружёного автомобиля обеспечивают лучшую управляемость (за счёт уменьшения кренов и раскачивания) и безопасность движения. Не требуется изменения настраивания фар для правильного освещения и исключения ослепления водителей встречных транспортных средств;

Рисунок 1.1 – Настраивание пневмоподвески при неравномерной нагрузке по осям автомобиля

Рисунок 1.2 – Настраивание пневмоподвески при неравномерной нагрузке по сторонам автомобиля

- для буксирования прицепов. Пневмоподвеска позволяет точно настроить положение буксирного прибора автомобиля при буксировании прицепа и, тем самым, снизить негативное влияние прицепа на устойчивость, управляемость и тормозные свойства автопоезда (рисунок 1.3).

3. Индивидуальность и простота управления.

Наиболее эффективное свойство пневмоподвески – это возможность быстрого изменения высоты уровня пола автобуса, кузова легкового автомобиля или расположения рамы грузового автомобиля в допустимых технической характеристикой пределах. Регулированием с рабочего места водителя можно максимально снизить высоту расположения кузова (рамы), установить его в среднее (номинальное) положение или максимально поднять, например, для движения по неровным (разбитым) дорогам, преодоления участков бездорожья, то есть для изменения профильной (геометрической) проходимости автомобиля.

Рисунок 1.3 – Настраивание пневмоподвески при буксировании прицепа

Раму грузового автомобиля можно быстро приподнимать или опускать, чтобы экономить время при смене полуприцепов или использовании сменных кузовов, а также, чтобы совмещать погрузочную высоту автомобиля с высотой погрузочной площадки.

4. Практичность.

Статический и полный ход сжатия пневмоэлементов постоянен вне зависимости от нагрузки. Поэтому установка пневмоподвески способствует уменьшению габаритов колёсных ниш, обусловленных величиной свободного перемещения колёс, что благоприятно сказывается на общем использовании объёма кузова автомобиля. Кроме того, не изменяются углы установки колес и коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля.

Пневмоподвеска позволяет более полно использовать грузоподъемность автомобиля (автопоезда), обеспечивая комфортабельность и безопасность движения. Её наличие способствует экономии расхода топлива, снижению изнашивания шин, затрат на техническое обслуживание и ремонт, а также значительному снижению негативных последствий эксплуатации автомобиля с нагрузкой, превышающей предельно допускаемую.

Наличие пневмоподвески способствует снижению усталостных нагрузок её элементов. Пневмоэлементы имеют высокую долговечность (не менее 1 млн. км [3]), недостижимую для металлических (стальных) упругих элементов.

При одинаковых размерах упругого элемента пневмоподвеска позволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс.

Пневмоподвески современных легковых автомобилей, кроссоверов и классических внедорожных автомобилей имеют сложное электронное управление, которое обеспечивает не только постоянство уровня кузова или дорожного просвета, но и автоматическое изменение жёсткости отдельных пневмоэлементов. Это обеспечивает противодействие кренам автомобиля при движении на поворотах, опусканию его задней части при разгоне и её подъёму («клевкам») – при торможении, что в целом повышает комфортабельность и безопасность движения.

Кроме того, автомобили с пневмоподвеской меньше (на 15…60 %) разрушают дорожное покрытие.

В настоящее время пневмоподвески нашли широкое применение:

- на автобусах, для которых задаются высокие требования к плавности хода и обеспечивается возможность поддержания и регулирования высоты уровня пола салона для обеспечения удобства посадки и высадки пассажиров;

- на легковых (в том числе, внедорожных) автомобилях, для которых задаются высокие требования к плавности хода, безопасности движения и величине дорожного просвета;

- на грузовых автомобилях и полуприцепах, у которых в процессе эксплуатации значительно изменяется масса подрессоренных частей и обеспечивается возможность регулирования высоты грузовой платформы (или рамы) для удобства погрузки и разгрузки грузов, а также прицепного устройства.