Устройство пневмоподвески, принцип её работы и особенности выбора

Когда мы недовольны качеством отечественных дорог, то почему-то делаем виноватыми водителей, упрекая их в том, что они везут не дрова. На самом деле вина сидящего за рулём не всегда очевидна. Да и небольшие выбоины разные транспортные средства преодолевают с неодинаковыми потерями. Имеет значение и то, правильно ли расположены пассажиры и груз в автомобиле: если распределение неравномерное, машину будет неизбежно бросать из стороны в сторону и трясти.

Словом, факторов, влияющих на комфортность езды, немало, и одним из способов минимизировать их влияние считается установка пневматической подвески. Как правило, она играет вспомогательную роль, выступая в качестве дополнения к основной подвеске.

Так почему она не получила массовое распространение, если с её помощью удаётся повысить показатель проходимости, уменьшить нагрузку на элементы подвески и существенно улучшить комфорт при езде? Тому есть объективные причины, о которых мы и собираемся рассказать. Как и о том, возможна ли самостоятельная установка пневмоподвески и на что следует обращать внимание при её выборе.

Устройство, принцип работы пневмоподвески

Автоконструкторы в начала прошлого столетия прилагали немало усилий, чтобы обеспечить максимальное гашение вертикальных и горизонтальных колебаний транспортных средств, возникающих при проезде дорожных неровностей и доставляющих дискомфорт водителю и пассажирам. В результате в автомобиле и появились такие элементы ходовой, как рессоры, гидравлические амортизаторы и пружины.

К сожалению, этого набора, несмотря на все конструктивные ухищрения, не всегда достаточно для беспроблемной езды, поэтому исследования в этом направлении продолжаются. И одним из способов, позволяющих решить проблему тряски, является установка дополнительных устройств, принцип функционирования которых основан на свойствах сжатого воздуха. Они получили название пневмоподвеска, которая устанавливается не на все автомобили. Но при желании её можно смонтировать и самостоятельно практически на любой автомобиль, раздельно на одну из осей или на обе.

Что даёт установка пневматической подвески:

возможность регулировки величины дорожного просвета автомобиля;
увеличение уровня комфорта при езде по дорогам с некачественным покрытием;
защиту элементов и узлов ходовой части при чрезмерной загрузке машины;
сглаживать колебания при случайном наезде на дорожные препятствия (камни, бугры, лежачие полицейские, ямы и выбоины);
принудительно опустить зад автомобиля для облегчения загрузки багажного отделения;
сохранить горизонтальное положение кузова авто на дороге с существенным боковым градиентом.

Разумеется, задача регулировки положения автомобиля – непростая, требующая слаженной работы всех компонентов пневмоподвески.

Принцип работы устройства следующий: наружный воздух сначала попадает в осушитель, с целью его очищения от излишков влаги и защиты узлов пневмоподвески от конденсата. Осушенный воздух направляется в компрессор, который нагнетает определенное давление в специальной ёмкости, называемой ресивером (порядка 20 Бар). Резервуар конструктивно может устанавливаться отдельно или входить в состав компрессора. В случае необходимости сжатый воздух из ресивера подаётся на распределитель, который в соответствии с конструкцией подвески направляет порцию на переднюю/заднюю оси или раздельно на каждое колесо.

Конечным элементом устройства является пневматическая подушка, которая и удерживает определённое время необходимую высоту кузова машины. Как правило, пневмоподушка устанавливается либо на штатную стойку подвески, либо около неё.

К подушке подключены специальные датчики, соединённые с электронным управляющим блоком. Задача датчиков – считывать информацию о текущем состоянии опорных точек, а ЭБУ на основе этих данных подаёт команды для выравнивания положения кузова, причём независимо от расстояния между колёсами и верхней частью арки. Исполнительными устройствами являются блоки клапанов, которые при необходимости открываются, стравливая излишки воздуха или подавая новую порцию из ресивера.

При движении по ровной трассе с помощью пневматической подвески можно уменьшить клиренс транспортного средства, что понижает центр тяжести автомобиля и делает его более устойчивым при прохождении поворотов. Функционирование пневмоподвески частично автоматизировано, но у автовладельца имеется возможность изменять режимы её работы в зависимости от ситуации.

Пневмоподвеска Airkraft

Основная классификация пневматических подвесок учитывает количество контуров, которые они обслуживают.

Одноконтурные пневмоподвески

Конструктивно наиболее простой тип устройств, предполагающий подачу сжатого воздуха на заднюю или переднюю ось без перераспределения на отдельные колёса. Другими словами, поднятие/опускание пневмомеханизма происходит на уровне оси. Обычно таким способом разгружают заднюю ось, а примером использования одноконтурной заднеосевой пневматической подвески являются малогабаритные грузовики («Газель», Isuzu) и некоторые модели микроавтобусов (Jumper, Sprinter). Нередко такой вариант можно встретить на семиместных джипах.

К числу достоинств данного варианта реализации пневмоподвески можно отнести:

невысокую стоимость;
качественную защиту задней стойки и рессор от чрезмерных нагрузок;
простоту монтажа;
возможность сохранения равновесного положения автомобиля при сильной задней загрузке.

Недостатки тоже очевидны: невозможность поддержания бокового равновесия автомобиля, а также относительно слабая защита при проезде дорожных неровностей.

Двухконтурные подвески

Это тоже одноосевой вариант, но, в отличие от предыдущего случая, давление регулируется не в целом на ось, а на каждое из колёс. В большинстве случаев двухконтурная реализация также устанавливается на заднюю ось, обеспечивая равномерное положение задней части автомобиля как при проезде ям и бугров, так и при сильной и неравномерной загрузке багажника.

Пример автомобилей со штатной двухконтурной пневмоподвеской – легковые автомобили с кузовом типа фургон (Berlingo, Transit, Kangoo, Caddy). Наличие задней пневматической подвески с раздельной регулировкой облегчает езду в загруженном состоянии вне зависимости от типа и качества дорожного полотна.

Достоинства:

относительно несложный монтаж;
уменьшение нагрузки на штатные амортизаторы;
возможность сглаживания поперечных колебаний автомобиля;
сохранение горизонтального положения при большой загрузке багажника.

Среди недостатков отметим отсутствие влияния на другую ось, а также необходимость установки двух блоков клапанов вместо одного.

Четырёхконтурные пневматические подвески

В данном случае подушек четыре, по одной на каждое колесо, регулировка давления в подушке осуществляется индивидуально, независимо от остальных элементов. Обеспечивает максимальную мягкость хода транспортного средства независимо от степени загрузки машины, состояния дорог и предпочитаемого стиля вождения. Имеется возможность динамического изменения клиренса автомобиля.

Штатно такая пневмоподвеска устанавливается редко из-за дороговизны, но многие водители легковушек, особенно премиального класса, ради обеспечения максимальной комфортности езды идут именно на такой шаг. Любители автотюнинга тоже предпочитают четырёхконтурные системы.

В числе достоинств такой схемы отметим следующие:

исключительная мягкость хода;
возможность регулировки дорожного просвета;
сохранение горизонтального равновесного положения транспортного средства независимо от рельефа дороги;
возможность загружать автомобиль сверх нормативных весовых показателей;
увеличение безопасности при маневрировании на высоких скоростях.

Среди недостатков 4-контурной пневмоподвески – высокая стоимость и сложность монтажа.

https://www.youtube.com/watch?v=18dKC50pu_M

Параметры, влияющие на выбор пневмоподвески

Для специалистов секретов в выборе запчастей для автомобиля нет, но даже они не всегда знают, на что в первую очередь обращать внимание при выборе пневмоподвески – эта опция штатно присутствует довольно редко (мы перечисляли автомобили, где она устанавливается, обычных легковушек в нём нет). Впрочем, и самостоятельно она устанавливается тоже нечасто, так что ознакомление с основными факторами, влияющими на выбор, будет нелишним.

Диаметр стойки

Поскольку подушки являются одним из основных элементов устройства, при их выборе необходимо уделить максимум внимания типу крепления.

Здесь возможны три варианта:

снаружи стоек, установленных штатно;
около стоек с использованием собственного крепления;
на месте пружин.

Если использовать первый способ, наша задача – найти изделие с размером манжеты, который будет соответствовать диаметру штатной стойки. Для большинства модификаций ВАЗов диаметр подушки должен составлять 52,0 мм., для иномарок этот показатель меньше, в пределах 43,0-45,0 мм., поскольку они имеют именно такой диаметр стоек.

Габариты для установки

Для легковых авто компактного класса независимо от типа кузова оптимальным выбором будут подушки, размеры которых в спущенном состоянии составляют 190 мм. (высота) и 120 мм. (диаметр).

На среднеразмерные авто, включая кроссоверы, обычно устанавливаются упругие элементы размерами 205 мм. (длина) и 135 мм. (диаметр).

На полноразмерные внедорожники, микроавтобусы и малогабаритные грузовики монтируют подушки длиной от 245 мм. и диаметром 150 мм. и больше.

Высота пневмостоек в накачанном и сжатом виде

Именно эта характеристика оказывает решающее влияние на величину регулировки клиренса. Если цель монтажа пневматической подвески – уменьшение нагрузки на заднюю ось при частой перевозке массивного груза или наличии третьего ряда сидений, важно выбирать пневмостойки с максимальными размерами в накачанном состоянии. Здесь правило простое – чем больше показатели, тем лучше.

В частности, для минивэнов и авто в кузове универсал оптимальный размер подушки в накачанном состоянии – 23-25 см. Для полноразмерных внедорожников и микроавтобусов стандарт – 28-32 см. Именно такие показатели гарантируют достаточный дорожный просвет при езде по грунтовым дорогам и при полной загруженности багажного отделения.

Для малогабаритных грузовиков размер подушки в накачанном состоянии должен составлять 38-42 см.

Если цель установки пневматической подвески – автотюнинг, то предполагается, что это делается с целью уменьшить клиренс машины. В этом случае требования к размерам подушки изменяются на противоположные: нужно выбирать изделия с минимальными размерами в сжатом состоянии. Поскольку чаще всего тюнингуются седаны, для них оптимальными будут показатели порядка 8-10 см.

На какую ось

Подвеска пневматического типа может монтироваться на любую ось, но технически у каждого варианта имеются свои особенности.

При установке упругих элементов рукавного типа место монтажа (спереди или сзади) значения не имеет. Обычно выбирают четырёхконтурный вариант, поскольку только в этом случае удаётся обеспечить максимальный уровень комфорта при идеальной развесовке автомобиля. Если цель – придание автомобилю спортивного облика с опущенным передком, то такую подвеску монтируют только на переднюю ось.

Вариант подушек с крышками предпочтителен для установки сзади – они обеспечат ровное положение кузова при транспортировке тяжёлых грузов. Спереди устанавливать такую разновидность пневмоподвески не имеет смысла. Чаще всего такие подушки используются на малолитражных грузовиках и микроавтобусах.

Выбор по массе

Одной из характеристик любого комплекта пневмоподвески является предельно допустимая нагрузка по массе, которую превышать никоим образом не рекомендуется. Для легковых авто компактного и малого размеров оптимальным будут полдушки, рассчитанные на совокупный вес 1,2 т. Для крупных седанов, минивэнов, кроссоверов и внедорожников этот показатель должен быть выше – порядка 2,0 т. Для микроавтобусов и автомобилей представительского класса допустимая нагрузочная масса должна составлять 3,0 тонны. Для грузовиков-малолитражек нужны пневматические опоры, способные выдержать вес в 5,0 т.

Совместимость с компрессором

Идеальный вариант – когда все элементы пневматической подвески входят в комплект поставки. Но так бывает не всегда, и в этом случае недостающие узлы приходится покупать отдельно. А здесь на первый план выходят проблемы их совместимости.

В частности, если таким недостающим элементом является компрессор, то нужно позаботиться о том, чтобы он был совместим с подушками по уровню рабочего давления. Для большинства упругих элементов начальный уровень срабатывания – 1 Бар, здесь никаких проблем возникнуть не должно. А вот максимальные показатели нужно обязательно контролировать.

Важное правило – мощность компрессора должна иметь небольшой запас по рабочему давлению в отношении подушек (примерно на 5 Бар). Это нужно для того, чтобы компрессор успевал подавать воздух в ресивер по мере его расходования, поскольку постоянная его работа недопустима из-за возможного перегрева.

Для одноконтурной пневмоподвески рабочее давление в подушках не должно превышать 7 Бар, при этом мощность компрессора должна быть порядка 10-12 Бар. В двух- и четырёхконтурных системах эти показатели увеличиваются до 15 и 320 Бар соответственно.

Camozi

Ёмкость ресивера

Это тоже одна из важнейших характеристик пневматической системы гашения колебаний, от которой зависит, достаточным ли будет запас сжатого воздуха в ресивере, необходимый для обеспечения поднятия подушек по максимуму и в динамическом режиме. Отметим, что если подушки накачаны, а двигатель заглушен, уровень давления в системе может падать из-за неполной герметичности узлов, поэтому клиренс автомобиля может изменяться, что необходимо учитывать.

Для обычных легковушек среднего класса достаточными объёмом ресивера можно считать 8 литров, для внедорожников и микроавтобусов – 12 л., для малолитражных грузовиков – 15-20 л.

Мы рассмотрели те параметры пневмоподвесок, на которые следует обращать внимание в первую очередь.

Но одних этих сведений недостаточно, чтобы определиться, какую пневмоподвеску лучше приобрести на вшу модель авто.

Поэтому рассмотрим все случаи, помогающие выяснить, зачем вообще устанавливают эту конструкцию. Итак, опишем преимущества, получаемые в результате монтажа пневмоподвески:

Регулируемость. Если просели пружины или рессоры, потребуется немало усилий, чтобы восстановить посадку автомобиля до обычного уровня. При наличии пневматической подвески эта задача решается в течение нескольких минут, при этом вам не придётся предпринимать никаких дополнительных усилий. Кстати, процесс регулировки подвески пружинного типа – операция далеко не тривиальная, и без наличия соответствующего опыта далеко не гарантирует получение требуемого результата. С пневмоподвеской можно достигнуть нужных результатов с точностью до миллиметра, при этом сама процедура регулировка не потребует от вас выполнения сложных и трудоёмких манипуляций.
Управляемость. Классический пневмобаллон характеризуется таким показателем, как прогрессивна жёсткость. Другими словами, чем сильнее он сжат, тем более жёсткой становится подвеска. В сочетании с электронной регулировкой такая связка демонстрирует потрясающие результаты – при изменении дородных условий процесс адаптации ходовой занимает всего несколько минут без участия водителя. Наиболее «навороченные» комплекты оснащаются системой, противостоящей боковому раскачиванию автомобиля, а также баллонами, регулировка которых осуществляется в двух направлениях, по сжатию и растяжению.
Мягкость и уровень комфорта езды. Независимо от того, являетесь ли вы приверженцем спокойной езды или злоупотребляете гоночными навыками, пневмоподвеска способна удовлетворить любые требования касательно управляемости автомобиля и его дорожного просвета, причём без необходимости изменения конструкции ходовой части. Поскольку автовладелец имеет достаточно возможностей для регулировки параметров такой подвески, вы можете делать уклон либо в сторону мягкости хода, либо в сторону улучшения управляемости, или выбрать между этими антагонистическими характеристиками некий персональный оптимум.
Внешний вид. Да, для многих автовладельцев индивидуальность экстерьера имеет столь же большое значение, как и мощность мотора. Пневмоподвеска позволит придать вашему авто спортивный, агрессивный вид, принудительно уменьшив его клиренс. При этом достигнуть желаемого удаётся без изменения других характеристик машины, таких как манёвренность, грузоподъёмность или надёжность. Во всяком случае, изменение дорожного просвета на несколько дюймов по сравнению с заводскими и показателями вряд ли ощутимо скажется на ходовых качествах авто, хотя и здесь возможны варианты, но исключительно в лучшую сторону. И помните, что благодаря пневмоподвеске можно выбрать как заниженный, так и нормальный или завышенный клиренс в любой момент времени.
Загрузка автомобиля. Перовые транспортные средства, на которых начали устанавливать пневмоподвеску – тяжёлые 9-тоные фуры. Благодаря этому техническому средству появилась возможность перевозить очень тяжёлые грузы без ухудшения ходовых качеств и комфорта для водителя. Такого же эффекта можно добиться и на менее грузоподъёмных машинах. В качестве примера можно привести эвакуатор, эксплуатирующийся в двух противоположных режимах – с нагрузкой и без неё.