Для «мягкости»

Подушка всегда остается элементом комфорта, лежит ли она на диване или внедрена в подвеску автомобиля

© Contitech

 

Подушка всегда остается элементом комфорта, лежит ли она на диване или внедрена в подвеску автомобиля.

 

Еще во времена конной тяги конструкторы экипажей знали, что жесткая связь осей с кузовом не позволяет ни толком разогнаться, ни довести хрупкий товар в целости. О комфорте пассажиров и говорить не приходилось. Телега превратилась в карету тогда, когда появилась подвеска.

Применялись ремни, листовые рессоры, пружины, торсионы. Автомобильная эра дала множество оригинальных конструкций. Жаль только, что отечественные производители коммерческого транспорта в большинстве своем «застряли» на стальных листовых рессорах, в то время как цивилизованный мир пошел дальше. Сегодня абсолютное большинство магистральных грузовиков, тягачей и автобусов выпускается с пневматической подвеской, упругими элементами которой служат эластичные, накачанные сжатым воздухом подушки.

В чем преимущества такой конструкции? Изменяя объем и давление воздуха, положение подвески можно регулировать. Прежде всего, обеспечить одинаковую высоту порожнего и груженого транспортного средства. Можно подогнать высоту пола кузова, например, к высоте пандуса или погрузочной площадки. Можно опустить одну сторону автобуса для более удобной посадки пассажиров, особенно пожилых и инвалидов.

Низкая собственная частота подвески обеспечивает высокий уровень комфорта. Высокая энергоемкость позволяет гасить удары колес о неровности дороги, обеспечивая сохранность грузов и комфорт пассажиров. Собственная частота не изменяется при любой загрузке и при отсутствии груза. Неизменной остается и плавность хода. Регулировочный клапан поддерживает соответствующее загрузке давление, то есть характеристики упругого элемента изменяются пропорционально весу груза. Причем изменяются плавно, в отличие от многопакетных листовых рессор, вступающих в работу ступенчато.

Система регулирования подвески не только обеспечивает стабильную высоту транспортного средства или ее изменение, но и правильное положение машины в горизонтальной плоскости при неравномерной загрузке. Полная загрузка не сжимает пружины до упора осей в отбойники, сохраняя «подрессоренность» кузова в любых обстоятельствах.

Упомянутая уже дважды низкая собственная частота обеспечивает еще одно достоинство: меньший износ дорожного покрытия.

Регулируемая высота подвески удобна не только при погрузочно-разгрузочных операциях, но и при составлении либо расцеплении автопоезда, снятии и установке сменных кузовов. Все эти и подобные операции можно выполнить без использования дополнительного оборудования, в частности — домкратов.

Небольшой вес и компактные габариты пневморессор упрощают работу конструкторов и несколько снижают вес автомобиля или прицепа.

Пневматическая подвеска, помимо механической части (системы рычагов, тяг, тележек и т.п.), содержит и непосредственно пневматическую систему, состоящую из пневмопружин, регулирующих клапанов, воздушных магистралей, воздушных ресиверов и компрессора. Рабочий пружинный элемент — эластичная подушка, в которой с помощью клапанов или датчиков автоматически поддерживается давление, обеспечивающее заданную высоту вне зависимости от загрузки транспортного средства. Применяется механическое и электронное управление подвеской.

 

При механическом управлении ключевым элементом является регулирующий клапан. Принцип его действия понятен из рисунка 5.

По мере увеличения нагрузки (при размещении груза в кузове грузовика или прицепа либо при входе пассажиров в автобус и т.п.) пневмопружины сжимаются, зазор между рамой (кузовом) и осью, соответственно, уменьшается.

Дистанционная штанга поворачивает рычаг клапана. Клапан открывается, позволяя дополнительному сжатому воздуху от компрессора (или ресивера) попасть в пневмопружину. Кузов поднимается до заданного положения, штанга поворачивает рычаг в обратную сторону. Клапан закрывается.

Когда нагрузка уменьшается, идет обратный процесс. Излишки воздуха выпускаются в атмосферу. На быстрые перемещения оси при движении клапан реагировать не должен. В ранних конструкциях клапанов демпфирование не предусматривалось. Позже на выходе из клапана были сделаны комбинированные отверстия, которые «не успевают» выпустить большое количество воздуха при быстром перемещении подвески, но справляются с задачей, когда зазор между осью и кузовом меняется медленно.

Электронная система управления является результатом дальнейшего развития механической. Принципиальное отличие — отсутствие механической связи между осью и клапаном. Штанга воздействует на датчик (обычно индукционного типа), сигнал от которого поступает в электронный блок, управляющий клапаном.

Индукционный датчик пред­ставляет собой катушку со свободно перемещающимся в ней в осевом направлении сердечником, связанным с осью системой тяг. При перемещении сердечника индуктивность катушки меняется, что дает «пищу для размышления» электронному блоку. Сигнал от блока передается на электромагнитный клапан, имеющий увеличенные, по сравнению с используемыми в механической системе, проходные сечения воздушных клапанов.

Электронная система управления полностью справляется с работой, выполняемой механическим аналогом, и имеет перед ним существенные преимущества.

Прежде всего, снижается расход воздуха. Процесс регулирования уровня кузова осуществляется быстрее за счет увеличенных проходных сечений клапана. Упрощаются компоновочные проблемы конструкторов новой техники. Появляется возможность совмещения системы управления подвеской с другими бортовыми электронными системами. Упрощаются диагностические операции. Конечно, работает и общетехнический закон: электронные приборы надежнее механических.