Задняя пневмоподвеска грузовиков
Задняя пневмоподвеска грузовиков
Пневматическая подвеска на грузовиках
Эксплуатационные качества транспортного средства зависят от многих факторов, и далеко не последнюю роль здесь играет подвеска, ее характеристики. От нее зависит плавность хода, устойчивость машины на дороге, комфорт езды, срок эксплуатации как автомобиля в целом, так и отдельных его узлов.
В сложных дорожных условиях именно подвеска, а не мотор, как принято считать, диктует максимальные скоростные показатели. Практика показывает, что когда речь идет о грузовиках, во время езды по дорожному полотну низкого качества скорость снижается не менее, чем на 40 процентов. Это влечет за собой заметное повышение расхода топлива, сокращает период межремонтного пробега и более чем вдвое повышает транспортные расходы.
- Что такое пневматическая подвеска, для чего она нужна?
- Элементы пневмоподвески и их работа
- Особенности работы подвески
- Отличия пневмоподвески легковых и грузовых автомобилей
- Ручное и автоматическое управление пневмоподвеской
- Преимущества и недостатки пневматической подвески на грузовиках
- Заключение
Чтобы этого избежать, ведутся работы по усовершенствованию автомобильных подвесок. Именно благодаря такому стремлению в свое время была создана пневматическая подвеска автомобиля, которая станет темой нашего сегодняшнего разговора.
Что такое пневматическая подвеска, для чего она нужна?
Пневмоподвеска грузовиков – это особый тип подвески ТС, главное назначение которой сводится к регулировке подъема кузова относительно уровня дорожного полотна. От качества этого элемента конструкции зависит эффективность авто, продолжительность его эксплуатации, срок службы комплектующих и узлов.
Как уже говорилось выше, характеристики подвески оказывают непосредственное влияние на общую грузоподъемность автомобиля, а также косвенно воздействуют на стоимость транспортных услуг. За регулировку кузова отвечают упругие элементы пневматической подвески.
Элементы пневмоподвески и их работа
Пневматическая подвеска грузовых транспортных средств бывает разных видов, но строение всех их практически одинаково. В основе конструкции лежат следующие элементы:
- Специальная емкость, накапливающая воздух.
- Воздухоотвод.
- Запасная емкость для воздуха.
- Пружины.
- Устройство, отвечающая за регулировку положения кузова.
Если в работе пневмоподвески начинаются проблемы, когда выходят из строя ее детали, нормальное функционирование транспортного средства становится невозможным. Состояние дорожного полотна в нашей стране очень далеко от идеала, а чем больше ям и колдобин, тем ниже скорость движения. Бывают ситуации, когда она падает до минимума, тогда как расход топлива, потраченного на преодоление проблемных участков, увеличивается в разы.
Это приводит к подорожанию грузоперевозок, к тому же повышается также стоимость обслуживания машины, ведь ее комплектующие изнашиваются заметно быстрее, приходится тратить крупные суммы на ремонт пневмоподвески.
Особенности работы подвески
Хоть конструкция всех разновидностей пневматической подвески практически одинакова, их функционал заметно рознится. Есть устройства, характеризующиеся более широкими функциями, так как в их строении существуют определенные нюансы. Рассмотрим принцип работы механизма на примере 4-контурной пневмоподвески, в состав которой входят:
- Датчики, измеряющие ускорение автомобиля и отслеживающие положение кузова. Говоря иными словами, они представляют собой глаза системы, задача которых – регулировать угол наклона ТС относительно асфальта.
- Стойки, регулируемые автоматически.
- Компрессор, в котором образуется воздушный поток, поступающий на ресивер и оттуда подающийся на весь узел.
- Ресивер, который регулирует клиренс.
- Механизм, который управляет антиблокировочной системой.
- «Мозг» детали, то есть устройство, который управляет работой всего узла в целом. На него поступают данные, которые считывают датчики, а с него отправляются электрические импульсы, приводящие в движение остальные элементы системы.
О том, каково назначение каждого из перечисленных выше элементов, догадаться несложно. Компрессор пневмоподвески необходим для того, чтобы нагнетать воздух и поддерживать его давление, ресиверы способствуют накапливанию воздуха, это что-то сродни аккумуляторов, пневмобаллоны играют роль упругих элементов, а механизмы распределения, контролируемые блоком управления, в нужный момент наполняют баллоны воздухом
Если хотя бы одна деталь выйдет из строя или начнет работать неправильно, начнутся серьезные проблемы в работе пневмоподвески.
Чтобы этого не произошло, необходимо систематически проходить техобслуживание, а при обнаружении малейшего намека на неисправность незамедлительно обращаться за помощью к специалистам, которые выполнят диагностику, определят причину и отремонтируют деталь, гарантируя дальнейшую ее работоспособность.
Отличия пневмоподвески легковых и грузовых автомобилей
Пневматическая подвеска в легковых автомобилях – это что-то сродни предмета роскоши, деталь, обеспечивающая плавность хода и повышающая комфорт езды, тогда как с грузовиками дела обстоят абсолютно иначе.
Разница состоит не только в размерах и количестве осей – в грузовых транспортных средствах она выполняет функции важнейшего узла, обеспечивающего минимальный просвет между осями и шасси. Именно подвеска поддерживает высоту пола на одном уровне, когда загрузка изменяется, она способна выдерживать высокие нагрузки и тем самым гарантировать продолжительный срок эксплуатации машины.
Ключевые особенности пневмопоподвески грузовых автомобилей состоят в способе управления. Так, чтобы поддерживать на одинаковом уровне высоту шасси, необходимо контролировать давление воздуха в баллонах, выпуская излишки и нагнетая его в случае нехватки.
За это отвечает устройство, которое называется краном уровня пола. Управляться оно может посредством электронной, электромеханической либо механической системы.
Кроме этого крана, в конструкции грузовиков присутствует еще один, обеспечивающий ручное управление пневматическими подушками. Его конструкция может быть разной, начиная с самой простой – ручной и заканчивая совершенствованной, выполненной в виде клапанов, которые управляются современной электроникой или непосредственно водителем прямо из кабины.
Часто для улучшения эксплуатационных характеристик на грузовых транспортных средствах используют комбинированные решения, сочетая пневматическую и рессорную подвеску, которая считается своего рода «классикой жанра».
Ручное и автоматическое управление пневмоподвеской
Системы, устанавливаемые на грузовики по состоянию на сегодняшний день, с точки зрения управления делятся на 3 типа – электронные (используются на ТС марки Scania, Mercedes, Renault, MAN и пр.), электромеханические (Volvo и некоторые модели Scania), а также механические (встречаются на устаревших моделях тягачей и на прицепах).
Конструкции, управляемые посредством электронных и электромеханических систем, принято считать деталями с автоматическим управлением. Устаревшие системы управляются механически, то есть вручную.
К электронному управлению относятся системы, приводимые в действие посредством электрических сигналов. Сюда относятся и проводные, и беспроводные блоки управления. В электронном управлении выделяются системы с ручным и автоматическим управлением, причем, последнее характеризуется такими преимуществами, как высокая точность, контроль высоты расположения подвески в процентах.
А также автоматическое ее изменение в зависимости от уровня загрузки транспортного средства, возможность задать требуемые предустановки. Беспрецедентная точность систем автоматического управления гарантируется внедрением в их конструкцию датчиков, мониторящих положение кузова.
Преимущества и недостатки пневматической подвески на грузовиках
Выше мы уже говорили о том, что в грузовых ТС пневмоподвеска автомобиля является необходимостью, ведь грузовики год от года становятся легче, а вот нагрузка, которую они должны выдерживать, наоборот увеличивается. В таких условиях классические рессорные конструкции не способны справиться со своими задачами, поэтому производители большегрузов практически полностью перешли на пневмоподвески, отличающиеся следующими достоинствами:
- плавность хода;
- возможность регулировки высоты шасси;
- отсутствие видимых смещений между осями авто и шасси;
- поддержание на одном уровне высоты кузова, не зависимо от его загруженности;
- минимизирование колебаний шасси.
Что касается недостатков, то их не так уж и много, это более высокая, по сравнению с рессорными, стоимость, а также сложность конструкции.
Заключение
Изобретение пневмоподвески и ее активное внедрение в конструкцию большегрузов позволило решить массу проблем, начиная с повышения плавности хода и заканчивая продлением срока службы важнейших узлов и механизмов транспортного средства.
Эти конструкции обеспечили продление продолжительности эксплуатации машин между капремонтом, снижение расхода топлива, а значит, оптимизацию транспортных расходов. Если использование таких конструкций на легковушках является вопросом комфорта, то в грузовиках они являются чем-то сродни производственной необходимости.
Пневмоподвеска — для чего она в грузовиках
Эксплуатационные характеристики автомобиля зависят от многих факторов, и здесь важную роль играют подвеска и ее характеристики. От этого зависят плавность хода, устойчивость автомобиля на дороге, комфорт езды, долговечность как автомобиля в целом, так и отдельных его узлов.
В сложных дорожных условиях именно подвеска, а не двигатель, как принято считать, определяет максимальную скорость. Практика показывает, что у грузовиков при движении по некачественному дорожному покрытию скорость падает минимум на 40 процентов. Это приводит к значительному увеличению расхода топлива, сокращает время доставки и более чем вдвое увеличивает транспортные расходы.
Чтобы этого не произошло, ведутся работы по улучшению подвески автомобилей. Именно благодаря этому желанию со временем была создана пневмоподвеска автомобиля, о которой сегодня и будет разговор.
Что такое пневматическая подвеска, для чего она нужна?
Пневматическая подвеска грузовых автомобилей — это особый тип подвески транспортных средств, основное назначение которой — регулирование подъема кузова относительно уровня дорожного покрытия. От качества этого конструктивного элемента зависит экономичность автомобиля, продолжительность его эксплуатации, долговечность узлов и агрегатов.
Как было сказано выше, характеристики подвески напрямую влияют на общую грузоподъемность автомобиля, а также косвенно на стоимость транспортных услуг. За регулировку кузова отвечают упругие элементы пневмоподвески.
Элементы пневмоподвески и их работа
Существуют разные типы пневмоподвески для грузовых автомобилей, но конструкция у всех практически одинакова. В основе конструкции лежат следующие элементы:
- Мягкий.
- Отверстие для выпуска воздуха.
- Специальная емкость, в которой хранится воздух.
- Устройство, отвечающее за регулировку положения тела.
- Запасной воздушный контейнер.
Если проблемы в работе пневмоподвески начинаются при выходе из строя ее частей, нормальная эксплуатация автомобиля становится невозможной. Состояние проезжей части в нашей стране далеко не идеальное, и чем больше ям и ям, тем меньше скорость. Бывают ситуации, когда он падает до минимума, при этом расход топлива, затрачиваемого на преодоление проблемных участков, значительно увеличивается.
Это приводит к удорожанию фрахта, кроме того, возрастает и стоимость содержания автомобиля, ведь его комплектующие изнашиваются намного быстрее и на ремонт пневмоподвески приходится тратить большие суммы.
Особенности работы подвески
Хотя конструкция всех типов пневмоподвески практически одинакова, их функциональность заметно различается. Есть устройства, которые отличаются более широким функционалом, поскольку в их устройстве есть некоторые нюансы. Рассмотрим принцип работы механизма на примере 4-х контурной пневмоподвески, в которую входят:
- Ресивер, регулирующий высоту от земли.
- Компрессор, в котором образуется поток воздуха, который поступает в ресивер и оттуда подается на всю установку.
- Датчики, которые измеряют ускорение автомобиля и отслеживают положение тела. Другими словами, это глаза системы, задача которой — регулировать угол наклона автомобиля относительно асфальта.
- Механизм, управляющий антиблокировочной тормозной системой.
- Стеллаж с автоматической регулировкой.
- «Мозг» части, то есть устройство, контролирующее функционирование целого в целом. Он получает данные, которые считываются датчиками, и от него отправляются электрические импульсы, приводя в движение остальную систему.
несложно догадаться, для чего предназначен каждый из вышеперечисленных элементов. Компрессор пневмоподвески необходим для перекачивания воздуха и поддержания его давления, ресиверы способствуют накоплению воздуха, это что-то похожее на гидроаккумуляторы, сильфоны играют роль упругих элементов и управляемых агрегатом распределительных механизмов органы управления наполняют баллоны воздухом в нужное время
Если даже одна деталь выйдет из строя или начнет работать некорректно, начнутся серьезные проблемы в работе пневмоподвески.
Чтобы этого не произошло, необходимо систематически проходить техническое обслуживание, а при обнаружении малейшего намека на неисправность немедленно обращаться за помощью к специалистам, которые проведут диагностику, определят причину и отремонтируют деталь, обеспечив ее дальнейшую работоспособность.
Отличия пневмоподвески легковых и грузовых автомобилей
Пневматическая подвеска в легковых автомобилях — это своего рода роскошь, деталь, которая обеспечивает плавность хода и повышает комфорт езды, в то время как с грузовиками все обстоит совершенно иначе.
Разница не только в размере и количестве осей — в грузовиках он служит самым важным узлом, обеспечивая минимальное пространство между осями и шасси. Это подвеска, которая поддерживает высоту пола на одном уровне при изменении нагрузки, способна выдерживать высокие нагрузки и, следовательно, гарантирует долгий срок службы машины.
Ключевыми особенностями пневматической подвески грузовика являются режим управления. Итак, чтобы высота рамы оставалась на одном уровне, необходимо контролировать давление воздуха в баллонах, выпуская излишки и откачивая его в случае нехватки.
За это отвечает устройство, называемое напольным краном. Им можно управлять с помощью электронной, электромеханической или механической системы.
Помимо этого крана существует еще один кран в автомобильной конструкции, обеспечивающий ручное управление пневмоподушками. Его конструкция может быть разной, от самой простой — ручной до усовершенствованной, выполненной в виде клапанов, которые управляются современной электроникой или непосредственно водителем прямо из салона.
Комбинированные решения часто используются для улучшения характеристик коммерческих автомобилей за счет сочетания пневматической и рессорной подвески, считающейся своего рода «классикой жанра».
Ручное и автоматическое управление пневмоподвеской
Системы, устанавливаемые сегодня на грузовые автомобили, с точки зрения управления делятся на 3 типа: электронные (используются на автомобилях марок Scania, Mercedes, Renault, MAN и др.), Электромеханические (Volvo и некоторые модели Scania), а также механические (встречаются на устаревших моделях тракторов и прицепов).
Конструкции, управляемые электронными и электромеханическими системами, считаются автоматически управляемыми частями. Устаревшие системы управляются механически, то есть вручную.
Электронное управление включает системы, управляемые электрическими сигналами. Сюда входят как проводные, так и беспроводные блоки управления. В электронном управлении выделяются системы с ручным и автоматическим управлением, причем последнее отличается такими достоинствами, как высокая точность, регулировка высоты подвески в процентах.
А также его автоматическая коробка передач в зависимости от уровня загрузки автомобиля, возможность установки необходимых предустановок. Беспрецедентная точность систем автоматического управления обеспечивается внедрением в их конструкцию датчиков, отслеживающих положение тела.
Преимущества и недостатки пневматической подвески на грузовиках
Выше мы уже говорили, что в грузовых автомобилях пневмоподвеска автомобиля является необходимостью, потому что грузовики с каждым годом становятся легче, а нагрузка, которую они должны нести, наоборот, возрастает. В таких условиях классические рессорные конструкции не справляются со своими задачами, поэтому производители тяжелых грузовиков практически полностью перешли на пневмоподвеску, которая имеет следующие преимущества:
- держите высоту тела на одном уровне вне зависимости от его загруженности;
- возможность регулировки высоты каркаса;
- гладкость;
- минимизация вибраций рамы.
- отсутствие видимого смещения между осями автомобиля и шасси;
Что касается недостатков, то их не так много, это более высокая стоимость, чем у пружинных, а также сложность конструкции.
Заключение
Изобретение пневмоподвески и ее активное внедрение в конструкцию тяжелых грузовиков позволило решить многие задачи, начиная с повышения плавности хода и заканчивая продлением срока службы важнейших узлов и механизмов транспортного средства.
Эти проекты обеспечили продление срока службы машины между капитальными ремонтами, снижение расхода топлива и, как следствие, оптимизацию транспортных расходов. Если использование таких конструкций в легковых автомобилях — вопрос комфорта, то в грузовых автомобилях они являются чем-то вроде производственной необходимости.
Пневмоподвеска задняя на JAC
Задняя пневмоподвеска для грузовика Джак N 80 выступает вспомогательным упругим элементом с изменяемым коэффициент жесткости и высоты. Помогая рессорам пневмоподушки позволяют увеличивать грузоподъемность и изменять высоту кузова. При полной нагрузке на кузов пневмоподушки дополняя рессоры выравнивают кузов разгружая элементы штатной подвески. Верхние кронштейны пневмоподушек усиливают раму образуя единый силовой лонжерон объединённый поперечным усилителем. Такая конструкция защищает раму от продольных вращений. Пневмоподушки имеют цельную оболочку, что позволяет эксплуатировать пневмоподвеску без дополнительного обслуживания.
Дополнительная информация
Подача воздуха осуществляется либо механическим путем – аналогично подкачке колес компрессором, либо при помощи системы подачи воздуха. Пневмоподушки можно подключить к штатной воздушной системе. Управление комплектом можно осуществлять с помощью пневмоклавиш.
Комплект управления пневмоподвеской 2 контура для Газон , Валдай.
Задняя пневмоподвеска может быть дополнена комплектом на переднюю ось
Пневмоподвеска передняя на JAC
Для моделей: N-80
Годы выпуска: 2019 г. по настоящее время
Ось установки: передняя
Технические характеристики:
Материал пневмоподушки | Резина с нейлоновым кордом — 3 слоя, металлокордовое межсекционое кольцо |
Диаметр (0 Атм. ) | 178/180 |
диаметр / высота (давление 8 Бар), мм | 150/240 |
диаметр в сжатом состоянии / минимальная высота, мм | 180/116 |
Подъемная сила пневмоэлемента | 1900 кг |
Минимальное эксплуатационное давление | 1 Атм. |
Рабочее давление | 1-8 Атм. |
Давление до разрушения | 25 Атм. |
Мин./Макс. рекомендованная рабочая температура пневмоподушек, град | -40/+50 |
Комплект на заднюю ось JAC N80 с 2019 по н.в.
Состав комплекта:
- пневмоподушки усиленного типа
- кронштейны крепежей
- поперечный усилитель(траверса)
- воздушная магистраль
- фитинги
- ниппель подкачки
- монтажный набор
- инструкция по установке
Вам также будет интересно…
Доставка
Возможна отправка наложенным платежом (оплата заказа при получении).
При доставке наложенным платежом к сумме заказа будет прибавлена комиссия СДЭК в размере 3%.
Вы можете выбрать удобный терминал в Вашем регионе
В случае отсутствия терминала «СДЕК» в городе получателя, доставка осуществляется до ближайшего терминала «СДЕК» или до двери.
После отправки заказа вы получаете скан и номер накладной для отслеживания груза.
Для отправки на физ. лицо требуются ФИО, контактный телефон и город доставки.
Для отправки на юр. лицо требуется ИНН компании, а также ФИО и номер телефона контактного лица.
Почта России
Доставка осуществляется до отделения почты России или до двери.
После отправки заказа вы получаете скан и номер накладной для отслеживания груза.
Для отправки на физ. лицо требуются ФИО, серия номер паспорта или водительского удостоверения, контактный телефон, индекс и город доставки.
Для отправки на юр. лицо требуется ИНН компании,индекс а так же ФИО и номер телефона контактного лица.
Прочие ТК
Возможна отправка компаниями Деловые Линии, Пэк, Желдорэкспедиция, Энергия, Байкал сервис.
Отправка осуществляется по тарифам компаний. Ориентировочную стоимость можно рассчитать на официальном сайте ТК.
Пневматические подвески грузовиков
В позапрошлом номере мы начали разговор о подвесках, использующихся на коммерческом транспорте. В нем речь шла о наиболее распространенных типах подвесок с металлическим упругим элементом. Сегодня продолжаем тему рассказом о пневмоподвесках.
Характеристика подвески влияет на множество эксплуатационных качеств автомобиля: плавность хода, комфортабельность, устойчивость движения, долговечность, как самой машины, так и целого ряда ее узлов и деталей. В тяжелых дорожных условиях именно возможности подвески, а вовсе не мощность двигателя, определяют средние и максимальные скорости движения.
Опыт эксплуатации грузовых автомобилей показывает, что на неровных дорогах средняя скорость движения падает на 35 – 40%, расход топлива увеличивается на 50 – 70%, межремонтный пробег уменьшается на 35 – 40%. При этом производительность автотранспорта снижается на 32 – 36%, а стоимость перевозок возрастает на 50 – 60%. К этому следует добавить потери, обусловленные перерасходом металла, топлива, резины и добавочными затратами рабочей силы. Для уменьшения этих потерь можно или улучшать дороги, что дорого, или совершенствовать подвески автомобиля, что еще дороже, но в пересчете на тысячи автомобилей оказывается дешевле.
Все же и дороги с ровной поверхностью предъявляют к подвеске очень жесткие требования. Ведь скорости постоянно растут, а требования к управляемости и устойчивости автомобилей и автопоездов ужесточаются.
Анализ конструкций автомобилей показывает, что весовой коэффициент использования автомобиля, определяемый отношением полезной нагрузки к собственному весу, непрерывно увеличивается. Стремление к минимальному собственному весу, увеличению весового коэффициента использования автомобиля и максимальной комфортности приводит к тому, что подвески со стальными рессорами уже не всегда способны вписываться в предъявляемые к ним требования. Во многих случаях подвеска должна обеспечивать:
- максимальную плавность хода при отсутствии значительных взаимных смещений подрессоренных и неподрессоренных частей автомобиля;
- минимальный просвет между кузовом (шасси) и осями;
- постоянство высоты подножки или уровня пола при изменении нагрузки.
При линейных характеристиках традиционных упругих элементов не удается добиться приемлемой частоты собственных колебаний, равной 90 – 120 мин -1 , что вынуждает конструкторов обращаться к упругим элементам с нелинейной, прогрессивной характеристикой: пневматическим или гидропневматическим, обладающим целым рядом достоинств.
Во-первых, эти упругие элементы имеют большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, а значит, обеспечивают снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции.
Второе достоинство – легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода и улучшить другие эксплуатационные качества. При одинаковых размерах упругого элемента подвеска позволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс. Это третье достоинство. В-четвертых, пневмоэлементы имеют чрезвычайно высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов. Например, баллоны автобусов GMC выхаживают до 1 млн. км.
Постоянное положение кузова облегчает обеспечение правильной кинематики подвески и рулевого привода, снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость. При любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время. Это – пять. В-шестых, для улучшения устойчивости автомобиля при торможении на пневмоподвеску часто возлагается еще одна функция: точно регулировать тормозные усилия на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них. Практически пневмоподвеска делает это более точно, чем механические системы регулирования тормозного давления и не обладает недостатком электронных систем, допускающих сбои в работе в условиях повышенной влажности. И, наконец, благодаря ей увеличивается срок службы автомобиля в целом.
Итог получается достаточно простым: учитывая, что стоимость изготовления пневмоподвесок почти сравнялась со стоимостью рессорных подвесок, применение первых позволяет получить большой технико-экономический эффект.
Различают два типа пневматических упругих элементов:
- с переменной эффективной площадью, зависящей от перемещения опорных фланцев элемента (обычно резино-кордные);
- поршневого типа, у которых в процессе деформации эффективная площадь остается постоянной.
Наибольшее распространение получили резино-кордные двойные пневмобаллоны. Такой баллон устанавливается между опорными фланцами (пластинами) подвески и крепится к ним с помощью винтов, при этом буртики оболочки зажимаются между фланцами, герметизируя внутреннюю полость. Кольцо ограничивает радиальное расширение, обеспечивает правильное складывание оболочек при сжатии, способствует повышению несущей способности и износостойкости баллона.
Собственная частота колебаний при увеличении статической нагрузки несколько уменьшается, тем медленнее, чем выше давление газа, а потому плавность хода пустого и наполненного людьми автобуса не может быть одинаковой.
Долговечность баллонов определяется не только их собственной конструкцией и качеством полиамидных материалов и резины, но также и конструкцией направляющего аппарата подвески. Его кинематика должна быть такой, чтобы баллоны работали только на сжатие. Число слоев корда (обычно это нейлон и капрон) равно двум – четырем. Внутренний слой резины должен быть не только воздухонепроницаемым, но и маслостойким. Внешний слой должен сопротивляться воздействию лучей солнца, озона, бензина – для него применяют неопрен. Таким образом пневмобаллон состоит из нескольких слоев прорезиненной кордной ткани (каркас) с внутренним герметизирующим и внешним защитным слоями.
Пневматический упругий элемент целесообразно применять в двух случаях: когда подрессоренная масса при загрузке автомобиля меняется в широких пределах (задние подвески грузовых автомобилей, в том числе седельных магистральных тягачей, автобусов, прицепов), или когда к плавности хода предъявляются особые требования, для выполнения которых необходимо регулирование характеристики подвесок. В этом случае параллельно пневмобаллонам часто устанавливают дополнительные пневморезервуары, обеспечивающие более пологую характеристику упругого элемента.
На графике приведены характеристики различных пневмоэлементов. По мере сжатия простого баллона растет не только давление воздуха в нем, но и его эффективная площадь, поэтому жесткость подвески увеличивается (кривая 1) При дополнительных резервуарах подвеска на двухсекционных баллонах обеспечивает частоту колебаний подрессоренных масс не более 80 мин -1 (кривая 2). Трехсекционные баллоны позволяют снизить эту частоту еще на 10 – 15%.
Стремление уменьшить габариты упругого элемента, собственную частоту колебаний и емкость дополнительных резервуаров привело к развитию конструкций с пневмоэлементами рукавного и диафрагменного типа (кривая 3).
Рукавные упругие элементы, подобно баллонам, устанавливают между опорными фланцами (пластинами) и крепят к ним болтами. Характеристика рукавных элементов по сравнению с характеристиками баллонов, особенно в районе больших деформаций, более пологая. Однако с увеличением деформации из-за малого исходного объема жесткость элемента интенсивно возрастает. Для снижения жесткости рукавные элементы можно также снабжать дополнительными резервуарами.
Малая разница между площадью поперечного сечения оболочки и эффективной площадью позволят создавать рукавные пневмоэлементы большой грузоподъемности с относительно малыми по сравнению с баллонами поперечными размерами. По массе рукавные элементы также меньше баллонов. Основным их недостатком является меньшая долговечность, что обусловлено изгибом и перекатыванием резино-кордной оболочки при деформации, а также их высокая чувствительность к смещениям в поперечной плоскости и перекосам поршня.
Общим недостатком пневматических упругих элементов баллонного и рукавного типов является необходимость включения в конструкцию подвески специальных, как правило, громоздких, ограничителей хода сжатия и отбоя, а также устройства, гасящего вертикальные колебания.
В последнее время пневмоподвеска в комбинации с системой электронного контроля за уровнем пола грузовой платформы (ELC) помогает водителю и грузчикам при погрузо-разгрузочных работах. Она позволяет приподнять передок трехосного грузовика на 220 или опустить на 80 мм. Пневмобаллоны задней оси способны поднять кузов над обычным уровнем относительно дороги на 134 мм и опустить его на 100. Подобное «горизонтирование» автомобиля, управляемое с выносного пульта, решает проблему стыковки высот полов грузовой платформы и склада, позволяя тележкам, автокарам и погрузчикам беспрепятственно въезжать прямо в кузов грузовика.
Пневмоподвески также «прижились» на задних осях седельных магистральных тягачей. Обеспечивая подъем и опускание задней части рамы со сцепным устройством, они облегчают процессы сцепки-расцепки.
Пневмоподвески широко применяются на городских и междугородных автобусах, причем спереди пневмоэлементы являются составной частью как зависимых, так и независимых по кинематике подвесок.
Жаль, что в нашей стране наметилось отставание в создании современных конструкций пневмоподвесок, и это еще более обидно в связи с тем, что в 50-х годах советские исследователи были в лидерах изучения особенностей работы пневмоэлементов, а первый городской автобус с ними, ЛиАЗ-677, получил «путевку в жизнь» еще 40 лет назад.
Пневматическая подвеска грузового автомобиля
Характеристика подвески влияет на множество эксплуатационных качеств автомобиля: плавность хода, комфортабельность, устойчивость движения, долговечность, как самой машины, так и целого ряда ее узлов и деталей. В тяжелых дорожных условиях именно возможности подвески, а вовсе не мощность двигателя, определяют средние и максимальные скорости движения.
Опыт эксплуатации грузовых автомобилей показывает, что на неровных дорогах средняя скорость движения падает на 35-40%, расход топлива увеличивается на 50-70%, межремонтный пробег уменьшается на 35-40%. При этом производительность автотранспорта снижается на 32-36%, а стоимость перевозок возрастает на 50-60%. К этому следует добавить потери, обусловленные перерасходом металла, топлива, резины и добавочными затратами рабочей силы. Для уменьшения этих потерь можно или улучшать дороги, что дорого, или совершенствовать подвески автомобиля, что еще дороже, но в пересчете на тысячи автомобилей оказывается дешевле.
Все же и дороги с ровной поверхностью предъявляют к подвеске очень жесткие требования. Ведь скорости постоянно растут, а требования к управляемости и устойчивости автомобилей и автопоездов ужесточаются. Размещение трехсекционных пневмоэлемент.
в балансирной подвеске задних мостов автомобиля Tatra-815
Анализ конструкций автомобилей показывает, что весовой коэффициент использования автомобиля, определяемый отношением полезной нагрузки к собственному весу, непрерывно увеличивается. Стремление к минимальному собственному весу, увеличению весового коэффициента использования автомобиля и максимальной комфортности приводит к тому, что подвески со стальными рессорами уже не
всегда способны вписываться в предъявляемые к ним требования. Во многих случаях подвеска должна обеспечивать:
— максимальную плавность хода при отсутствии значительных взаимных смещений подрессоренных и неподрессоренных частей автомобиля;
— минимальный просвет между кузовом (шасси) и осями;
— постоянство высоты подножки или уровня пола при изменении нагрузки.
При линейных характеристиках традиционных упругих элементов не удается добиться приемлемой частоты собственных колебаний, равной 90-120 мин-1, что вынуждает конструкторов обращаться к упругим элементам с нелинейной, прогрессивной характеристикой: пневматическим или гидропневматическим, обладающим целым рядом достоинств.
Во-первых, эти упругие элементы имеют большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, а значит, обеспечивают снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции.
Второе достоинство — легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода и улучшить другие эксплуатационные качества. При одинаковых размерах упругого элемента подвеска позволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс. Это третье достоинство. В-четвертых, пневмоэлементы имеют чрезвычайно высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов. Например, баллоны автобусов GMC выхаживают до 1 млн. км.
Постоянное положение кузова облегчает обеспечение правильной кинематики подвески и рулевого привода, снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость. При любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время. Это — пять. В-шестых, для улучшения устойчивости автомобиля при торможении на пневмоподвеску часто возлагается еще одна функция: точно регулировать тормозные усилия на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них.
Подвеска современного (грузового) автомобиля состоит из трех основных узлов:
1. Упругие элементы, воспринимающие динамические нагрузки между кузовом или рамой автомобиля и дорожным полотном.
2. Элементы, гасящие колебания подвески.
3. Узел, отвечающий за стабилизацию автомобиля относительно плоскости дороги.
На данный момент на грузовиках используются разнообразные конструкции подвески автомобиля и инженерные решения упругих элементов. В первую очередь, это сами покрышки автомобиля, которые эффективно поглощают мелкие неровности дорожного полотна. Чем больше колесо и меньше давление в нем, тем большее препятствие автомобиль преодолевает без большого воздействия нагрузки на раму. Большегрузные карьерные самосвалы с их огромными колесами вообще обходятся без дополнительных элементов подвески, так как их покрышки эффективно гасят дорожные неровности. Тихоходные колесные тракторы и спецтехника в виде упругого элемента довольствуются только воздухом в покрышках.
Вторыми по возрасту и частоте применения на современной технике упругими элементами являются рессоры. Они бывают разной конструкции, имеют разную технологию изготовления, но именно они наиболее массово применяются на современных грузовиках, и их можно встретить как на магистральных тягачах, так и на строительной технике, развозных городских машинах, военных и гоночных грузовиках. Если раньше на грузовики устанавливали толстые пакеты коротколистовых рессор, то на современных машинах количество рессор значительно уменьшили, вплоть до одной на некоторых моделях, а длину увеличили, что улучшило плавность хода и снизило вес конструкции. Если европейские производители предпочитают длинные рессоры, то их коллеги в США короткие. Поэтому грузовики с Североамериканского континента более жесткие на ходу.
Пневмоподвеска широкое распространение в Европе и США получила лет 30-40 назад. Главное ее преимущество по сравнению с рессорной в меньшем весе, ее расходные материалы дешевле, и грузовик имеет лучшую плавность хода. Заводская цена грузовика с пневмоподвеской выше, чем машины с рессорной, но замена подушки в процессе эксплуатации дешевле, чем целой рессоры. Кроме того, грузовики с пневмоподвеской меньше разбивают асфальт дорог, поэтому магистральные тягачи чаще всего комплектуются пневмобаллонами. Минус такой подвески в том, что она требует дополнительных воздушных кранов и трубок и более мощного воздушного компрессора. Эта система боится влаги и дорожной грязи, поэтому на строительной технике чаше применяют рессорную подвеску. Правда, есть голландские производители тяжелой строительной техники Terberg и Ginaf, которые активно применяют пневмоподвеску собственной конструкции на самосвалах.
Пневмоподушки не имеют жесткой связи с рамой грузовика, и чтобы мост не «гулял», в конструкции подвески автомобиля применяют продольные и поперечные реактивные тяги. Это тоже усложняет и удорожает конструкцию.
В случае применения четырехбаллонной схемы подвески моста кроме двух (как правило) продольных реактивных тяг требуется установка поперечной (чаще V-образной) тяги. Если производитель устанавливает на мосту две пневмоподушки, то в конструкции подвески применяют полурессоры (правильно называть реактивные тяги). Жесткость конструкции увеличивается, тогда поперечная тяга ставится одна или вообще обходятся без нее. Именно сайлент-блоки и втулки реактивных тяг требуют внимания и периодического ремонта и замены. По нормальным европейским дорогам тяги выхаживают 250-350 тыс. км. В наших условиях их навряд ли хватит более чем на 200 тыс. км. Если зевнул момент замены реактивной тяги, то можно «попасть» на ремонт крестовин, если, конечно, раньше момент силы, не совпадающий с осью автопоезда из-за разбитых втулок, не развернет твой грузовик поперек дороги на гололеде.
Следует отметить, что современные производители грузовой техники широко применяют комбинированную подвеску, состоящую из рессор и пневмоэлементов.
На Североамериканском континенте на строительной технике широко применяются резиновые цельнолитые подушки как упругий элемент. Такая подвеска значительно легче рессорной, и у нее нет недостатков, присущих пневмоподвеске. Цена резиновой подвески не сильно отличается от рессорной. Зато она достаточно жесткая, и без пневмоподвески сиденья водителю не обойтись. К сожалению, такой тип подвески почти не распространен в Европе.
Торсионы применяются в основном на военной технике. Правда, на знаменитых грузовиках марки Tatra в некоторых строительных моделях торсионы применяются широко как самостоятельно, так и в комбинации с пневмобаллонами. На легких развозных грузовиках японских и корейских производителей переднюю независимую подвеску иногда выполняют на торсионах.
Пружины применяются в основном на полноприводных машинах повышенной проходимости с независимой подвеской колес. В немецкой армии достаточное количество грузовиков MAN, имеющих колесную формулу 6х6 и независимую пружинную подвеску всех колес.
Для того чтобы гасить раскачку грузовика в конструкции автомобиля применяются амортизаторы. Они могут быть как одностороннего, так и двухстороннего действия. На данный момент амортизаторы, как правило, гидравлические. На европейских автобанах и в европейском климате амортизаторы «живут» 300-400 тыс. км. На наших дорогах нагрузка на подвеску возрастает в несколько раз. Российские ямы и морозы могут «убить» амортизаторы и за 10 тыс. км: они текут, разбиваются резиновые втулки или отрываются «уши».
Спортивные грузовики, машины спецназначения и военная техника комплектуются гидропневматическими стойками. Это не новое изобретение, так как на военной технике они используются давно. Но сравнительно недавно эти стойки стали применять и на гражданской технике.
Гидропневматические стойки являются своего рода активными амортизаторами, эффективно воспринимающие повышенные нагрузки и гасящими колебания большой амплитуды. Они могут менять свою жесткость и другие характеристики в зависимости от условий эксплуатации. Применяются они, как правило, на грузовиках с рессорной подвеской. Такие машины с такой подвеской выдерживают прыжки с трамплина и полеты на несколько десятков метров без последствий для грузовика. Российский КамАЗ-4911 великолепно продемонстрировал возможности такой подвески на всевозможных ралли-рейдах и демонстрациях военной техники.
Последние два года на спецмашины и не только на них стали устанавливать гидропневматические стойки нового поколения. Теперь они выполняют роль не только гасителей колебаний, но и роль упругого элемента. Грузовику с такой стойкой не требуются ни рессоры, ни пружины, ни торсионы. Это здорово облегчает конструкцию. Характеристики таких гидропневматических стоек можно менять из кабины, варьируя клиренс, жесткость, ход подвески и даже наклонять автомобиль влево-вправо или вперед-назад. Такие стойки хорошо вписываются в конструкцию автомобиля с независимой подвеской колес, и такому вездеходу уже не грозит диагональное вывешивание колес в сложных дорожных условиях. Гидропневматические стойки нового поколения начали устанавливать на свою технику такие производители, как Ginaf и Terberg. Пока робко эти стойки предлагают производители прицепной техники на подвеске полуприцепов. Скорее всего, эта конструкция получит дальнейшее распространение и более широкое применение.
Третий, обязательный элемент подвески, о котором необходимо сказать — это стабилизаторы продольной и поперечной устойчивости (стабилизаторы крена). Главная их задача — выровнять автомобиль относительно плоскости дороги при кренах последнего и обеспечить максимально плотный контакт колеса с дорогой. Если раньше стабилизаторы ставили на рессорные грузовики только на передний мост, то из-за возрастания скоростей и нагрузки следующим шагом стало повсеместное их применение на ведущих мостах. Слабым звеном стабилизаторов являются пластиковые втулки, которые требуют периодической замены и ухода. В российских условиях они не выхаживают больше 200 тыс. км. Можно обойтись и без них, но, как показывает мой опыт, в таком случае повышенному износу подвержены реактивные тяги, пальцы рессор и далее по списку.
Если лет пять назад на мостах с пневмоподвеской стабилизаторы поперечной устойчивости устанавливались в обязательном порядке, то внедрение электроники в современных грузовиках позволило отказаться от железных конструкций стабилизаторов. Теперь электроника следит за этим и, перегоняя воздух в пневмобаллонах, выравнивает крен автомобиля. Те же функции выполняют и гидропневматические стойки нового поколения.
Мир подвески грузовых автомобилей очень разнообразен, и применение тех или иных ее типов зависит от назначения автомобиля, национального менталитета и кошелька клиента. Но мы постарались в этой статье рассмотреть наиболее распространенные варианты, чаще всего встречающиеся на дорогах, и немного рассказали о перспективных разработках, которые, вполне возможно, в скором будущем появятся на коммерческих автомобилях.