Zasada działania i skład zawieszenia pneumatycznego

Ponieważ przemysł motoryzacyjny stopniowo przechodzi na stosowanie bardziej kompaktowych i precyzyjnych sprężyn śrubowych w większości zastosowań zawieszenia zamiast nieporęcznych, grubych sprężyn, logiczne jest oczekiwanie ciągłej ewolucji podwozia. Częściowo już się to stało - metal w elementach elastycznych często zastępowany jest gazem. Oczywiście zamknięte pod ciśnieniem w mocnej skorupie. Ale prosta wymiana resorów na resory pneumatyczne nie wystarczyła, nowe zawieszenie zakłada aktywne wykorzystanie urządzeń elektronicznych i siłowników.

Wspólne i unikalne zespoły zawieszenia pneumatycznego

Cechy zastosowania pneumatyki jako elementów elastycznych doprowadziły do ​​możliwości zdalnych zmian eksploatacyjnych charakterystyk zawieszenia. Począwszy od prostej zmiany położenia nadwozia nad drogą w statyce, a skończywszy na aktywnych funkcjach sterowania.

Ogólnie rzecz biorąc, zachowując klasyfikację typów zawieszenia, resory pneumatyczne spowodowały pojawienie się w podwoziu szeregu dodatkowych urządzeń. Ilość sprzętu uzależniona jest od konkretnej realizacji przez różnych producentów. Mogą to być sprężarki elektryczne i mechaniczne, platformy zaworowe, elektroniczne jednostki sterujące, a czasem zestawy hydrauliczne. Takim układom nie jest trudno nadać właściwości adaptacji i doboru charakterystyk z fotela kierowcy. Zewnętrznie będzie w dużej mierze przypominał tradycyjne zawieszenia zależne, niezależne dwu- i wielowahaczowe, kolumny MacPhersona lub proste belki skrętne. Aż do całkowitej wymienności części, kiedy można po prostu usunąć pneumatykę i zainstalować sprężyny śrubowe w tym samym miejscu.

Skład wyposażenia i poszczególnych komponentów

Przeznaczenie i funkcje podstawowych elementów niewiele się zmieniły w trakcie ewolucji zawieszenia pneumatycznego, poprawiono jedynie ich konstrukcję i algorytmy sterowania. Zwykła kompozycja obejmuje:

• resory pneumatyczne zainstalowane zamiast resorów lub resorów;
• sprężarka powietrza, która utrzymuje i reguluje ciśnienie w pneumatyce;
• armatura sterownicza i dystrybucyjna powietrza z systemem zaworów elektromagnetycznych;
• filtry i suszarki powietrza;
• czujniki wysokości ciała dla każdego koła;
• elektroniczna jednostka sterująca;
• panel sterowania zawieszeniem pneumatycznym.

Istnieje możliwość korzystania z innych urządzeń związanych z obecnością dodatkowych funkcji.

Poduszki pneumatyczne (cylindry)

Elastyczny element zawieszenia to sprężyna pneumatyczna w najszerszym tego słowa znaczeniu, teoretycznie sprężyna to także sprężyna. W praktyce jest to powietrze pod ciśnieniem w gumowo-metalowej obudowie. Zmiana geometrii powłoki jest możliwa w określonych kierunkach, zbrojenie zapobiega samowolnemu odchyleniu od kształtu.

Istnieje możliwość zintegrowania elementu pneumatycznego z amortyzatorem tłumiącym w jedną konstrukcję teleskopowej kolumny pneumatycznej. Osiąga to zwartość pojedynczej jednostki w składzie, na przykład zawiesiny typu MacPherson. Wewnątrz stojaka znajduje się szczelna komora ze sprężonym powietrzem oraz zwykła hydraulika klasycznego amortyzatora.

Kompresory i odbiorniki

Aby skompensować przecieki i szybkie zmiany ciśnienia w elementach pneumatycznych, system wyposażony jest w autonomiczną sprężarkę z napędem elektrycznym ze sterownika mocy jednostki sterującej. Praca sprężarki jest ułatwiona dzięki obecności zasobnika powietrza - odbiornika. Ze względu na gromadzenie się w nim sprężonego powietrza, a także ominięcie ciśnienia z cylindrów, sprężarka włącza się znacznie rzadziej, co oszczędza jej zasoby, a także zmniejsza obciążenie jednostek przygotowania powietrza, jego filtracji i osuszania.

Ciśnienie w odbiorniku jest kontrolowane przez czujnik, zgodnie z sygnałami którego elektronika wysyła polecenia uzupełnienia rezerw sprężonego gazu, w tym sprężarki. Gdy wymagane jest zmniejszenie prześwitu, nadmiar powietrza nie jest odprowadzany do atmosfery, ale dostaje się do odbiornika.

Elektroniczna regulacja

Odbierając informacje z czujników przewyższenia, zazwyczaj są to elementy związane z położeniem wahaczy i drążków zawieszenia, a także naciskiem w różnych punktach, elektronika całkowicie kontroluje położenie nadwozia. Dzięki temu zawieszenie zyskuje zupełnie nowe funkcje, może być adaptacyjne w różnym stopniu.

Aby zapewnić nowe funkcje, wprowadzono połączenia sterownika z innymi systemami pojazdu. Potrafi uwzględnić tor jazdy samochodu, wpływ kierowcy na sterowanie, prędkość i charakter nawierzchni drogi. Łatwo jest zoptymalizować zachowanie podwozia, obniżając środek ciężkości, aby poprawić stabilność przy dużej prędkości, zminimalizować przechyły nadwozia, zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo samochodu jako całości. A w terenie, wręcz przeciwnie, zwiększają prześwit, umożliwiają wydłużony przegub osi. Nawet po zaparkowaniu samochód stanie się bardziej przyjazny dla kierowcy dzięki obniżeniu wysokości nadwozia w celu łatwiejszego załadunku.

Praktyczne wykorzystanie zalet zawieszenia pneumatycznego

Zaczynając od prostej regulacji wysokości jazdy, projektanci samochodów zaczęli wprowadzać do zawieszenia zaawansowane funkcje. Umożliwiło to między innymi wprowadzenie pneumatyki jako opcji w modelach samochodów, które są zasadniczo wyposażone w konwencjonalne zawieszenie. Z późniejszą rozszerzoną reklamą nowych funkcji i zwrotem z inwestycji w rozwój.

Stało się możliwe oddzielne sterowanie zawieszeniami po bokach samochodu i wzdłuż osi. W menu głównym samochodu dostępnych jest kilka stałych ustawień. Ponadto dostępne jest niestandardowe ustawienie dla zaawansowanych użytkowników z funkcją przechowywania pamięci.

Możliwości pneumatyki są szczególnie ważne w transporcie towarowym, gdzie występuje duża różnica w masie załadowanego i pustego samochodu lub pociągu drogowego. Tam systemy kontroli luzu stały się niezbędne, żadne resory nie mogą się równać z możliwościami resorów pneumatycznych.

W przypadku samochodów poruszających się z dużą prędkością ważne jest dostosowanie zawieszenia do pracy na autostradach. Mniejszy prześwit nie tylko poprawia stabilność, ale także poprawia aerodynamikę, zwiększając oszczędność paliwa i osiągi.

Pojazdy terenowe na pneumatyce, szczególnie te, których zastosowanie nie ogranicza się do ekstremalnych warunków, są w stanie znacznie zwiększyć geometryczną zdolność przełajową, gdy jest to naprawdę wymagane. Obniżenie ciała do bezpiecznego poziomu wraz ze wzrostem prędkości, co dzieje się automatycznie.

Zasadniczo poprawiono również komfort. Właściwości gazu pod ciśnieniem są kilkakrotnie korzystniejsze niż jakiegokolwiek metalu sprężynowego. Charakterystyka zawieszenia w każdych warunkach, nawet bez adaptacji, będzie całkowicie zdeterminowana przez amortyzatory, których właściwości są znacznie łatwiejsze i dokładniej zaprogramowane podczas konfiguracji i produkcji. A wady w postaci komplikacji i związanej z nimi niezawodności od dawna determinują nie podstawowe cechy, ale zasoby określone przez producenta.