Пневматическая подвеска

редактировать

Пневматическая подвеска - это тип транспортного средства подвеска, работающая от электрического или пневматического насоса с приводом от двигателя или компрессор. Этот компрессор нагнетает воздух в гибкий сильфон, обычно сделанный из армированной текстилем резины. В отличие от гидропневматической подвески, которая предлагает множество аналогичных функций, в пневматической подвеске используется не жидкость под давлением, а сжатый воздух. Давление воздуха надувает сильфон и поднимает шасси с оси.

Содержание

  • 1 Обзор
  • 2 История
  • 3 Современные автомобили
  • 4 Пользовательские приложения
    • 4.1 Электронная пневматическая подвеска
      • 4.1.1 Компоненты
  • 5 Распространенные проблемы с пневматической подвеской
    • 5.1 Проблемы с ECAS
  • 6 Использование в автобусах и автобусах
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Обзор

Пневматическая рессора на полуприцепе

Пневматическая подвеска используется в место обычных стальных пружин в тяжелых транспортных средствах, таких как автобусы и грузовики, а также в некоторых легковых автомобилях. Он широко используется в полуприцепах и поездах (в основном пассажирских поездах ).

Назначение пневматической подвески - обеспечить плавность и постоянство качества езды, но в некоторых случаях она используется для спортивной подвески. Современные системы с электронным управлением в автомобилях и легких грузовиках почти всегда имеют самовыравнивание наряду с функциями подъема и опускания. Хотя их традиционно называют пневмоподушки или пневмобаллоны , правильным термином является пневморессора (хотя эти термины также используются для описания только резинового сильфонного элемента с его концом тарелки).

История

1909 A.S.L. мотоцикл с пневмоподвеской

7 января 1901 года британский инженер Арчибальд Шарп запатентовал метод изготовления уплотнения, позволяющий использовать пневматический или гидравлический аппарат, описанный как «катящееся уплотнение рукавицы», а 11 января 1901 года он подал заявку на патент на использование устройства для обеспечения пневмоподвески на велосипедах. Затем последовали дальнейшие разработки с использованием этой печати 1901 года. Была образована компания Air Springs Ltd, которая в 1909 году начала производство A.S.L. мотоцикл. Это было необычно из-за наличия пневматической подвески спереди и сзади - задняя подвеска была необычной для любого мотоцикла того времени. Узлы подвески были похожи на обычные балочные вилки с замененной пружиной телескопическим пневмоблоком, в котором могло создаваться давление в соответствии с требованиями водителя. Производство мотоциклов прекратилось в 1914 году.

22 января 1901 года американец Уильям У. Хамфрис запатентовал идею - «Пневматическая рессора для транспортных средств». Конструкция состояла из левой и правой пневматических рессор, расположенных в продольном направлении почти по всей длине машины. Каналы были вогнутыми для размещения двух длинных пневматических подушек. Каждый из них был закрыт с одного конца и снабжен воздушным клапаном на другом.

С 1920 года француз Джордж Мессье поставлял вторичный рынок системы пневматической подвески. Его собственные автомобили 1922-1930 годов Мессье имели подвеску, «удерживающую автомобиль в воздухе на четырех газовых пузырях».

Во время Второй мировой войны США разработали воздухозаборники. подвеска для тяжелых самолетов с целью экономии веса и компактной конструкции. Пневматические системы также использовались в тяжелых грузовиках и самолетах для достижения самовыравнивающейся подвески. Благодаря регулируемому давлению воздуха высота оси не зависела от нагрузки автомобиля.

В 1946 году американец Уильям Бушнелл Стаут построил непроизводственный прототип Stout Scarab, который отличался множеством инноваций, включая независимую систему пневматической подвески четырех колес.

В 1950 году Air Lift Company запатентовала резиновую пневматическую рессору, которая вставляется в заводскую цилиндрическую пружину автомобиля. Пневматическая рессора расширилась в пространство винтовой пружины, не давая заводской пружине полностью сжаться, а автомобиль - от провисания. Пневматические рессоры также широко использовались в гоночных автомобилях NASCAR в течение многих лет.

В 1954 году француз Поль Магес разработал действующую пневмо-масляную гидропневматическую подвеску., объединяющие преимущества более ранних концепций пневмоподвески, но с гидравлической жидкостью, а не с воздухом под давлением. Citroën заменил обычные стальные пружины на задней оси своей топовой модели Traction Avant 15 Hydraulique. В 1955 году на Citroën DS была установлена ​​гидропневматическая подвеска четырех колес. Он сочетал в себе очень мягкую, удобную подвеску с управляемыми движениями для резкого управления вместе с самовыравнивающейся подвеской.

. В 1956 году пневмоподвеска использовалась на экспериментальном EMD Aerotrain.

В США General Motors опиралась на свой опыт Второй мировой войны с пневматической подвеской для грузовиков и самолетов. Он представил пневматическую подвеску в качестве стандартного оборудования для нового 1957 Cadillac Eldorado B cabin. Узел «Воздушный купол» на каждом колесе включал датчики для компенсации неровностей дороги и автоматического поддержания высоты автомобиля. В 1958 и 1959 годах эта система продолжалась на Eldorado B BAUME и предлагалась за дополнительную плату на других Cadillac.

В 1958 году Buick представила опциональную «пневматическую подвеску» с четырьмя пневмоцилиндрами ( вместо обычных винтовых пружин) для автоматического выравнивания, а также элемент управления «Bootstrap» на приборной панели, чтобы поднять автомобиль на 5,5 дюймов (139,7 миллиметра) для использования на крутых пандусах или проселочных дорогах с колеями, а также для облегчения замены шин или очистите покрышки с белой стенкой. В 1959 году Buick предлагал дополнительную систему "Air Ride" на всех моделях, в которой сочетались "мягкие" стальные винтовые пружины спереди с пневматическими рессорами сзади.

Дополнительная система пневматической подвески была доступна на модели. 1958 и 1959 годы Rambler Ambassadors, а также на всех моделях American Motors "Cross Country" универсал. В «Air-Coil Ride» использовались компрессор с приводом от двигателя, резервуар, подушки безопасности внутри винтовых пружин и регулятор дорожного просвета, но дополнительная система за 99 долларов не пользовалась популярностью среди покупателей и American Motors ( AMC) прекратил его выпуск в 1960 году.

Только Cadillac продолжал предлагать пневмоподвеску в течение всего 1960 модельного года, где она была стандартным оборудованием на Eldorado Seville, Biarritz и Bestive.

В 1960 году Borgward P 100 был первым немецким автомобилем с самовыравнивающейся пневматической подвеской.

В 1962 году была представлена ​​платформа Mercedes-Benz W112 пневматическая подвеска на моделях 300SE. В системе использовался главный клапан Bosch с двумя осевыми клапанами спереди и одним сзади. Они управляли конической пневматической рессорой на каждой оси колеса. Система поддерживала постоянную высоту дорожного просвета с помощью воздушного резервуара, который заполнялся одноцилиндровым воздушным компрессором, приводимым в действие двигателем. В 1964 году в Mercedes-Benz 600 использовались более крупные пневморессоры, а система сжатого воздуха также приводила в действие усилитель тормозов.

Rolls-Royce включил самовыравнивающуюся подвеску на Rolls-Royce Silver Shadow 1965 года выпуска 1965 года, систему, созданную по лицензии Citroën.

в 1975 году., Mercedes-Benz 450SEL 6.9 включал гидропневматическую подвеску, когда истек срок действия патентов на технологию. Эта конструкция заменила дорогую, сложную и проблемную систему сжатого воздуха, которая использовалась на моделях 600 до 1984 года.

Пневматическая подвеска не входила в стандартную комплектацию автомобилей американского производства в период с 1960 по 1983 год. В 1984 году Ford Motor Company включила новый дизайн в качестве особенности в Lincoln Continental Mark VII.

. В 1986 году Toyota Soarer представила первую модель с электронным управлением (TEMS ), полуактивная полная пневматическая подвеска (жесткость пружины, переменная сила затухания).

Dunlop Systems Coventry UK также были пионерами пневматической подвески с электронным управлением (ECAS) для выключенных дорожные транспортные средства - термин ECAS получил успешную торговую марку. Система впервые была установлена ​​на Land Rover Range Rover 93-го года выпуска.

В 1989 году была основана Arnott Air Suspension Products, которая в конечном итоге расширилась до производственного предприятия площадью 300 000 квадратных футов в Мерритт-Айленде, штат Флорида, включая центр исследований и разработок площадью 65 000 квадратных футов, посвященный Air Подвеска, помощь в патентах на BMW, Mercedes-Benz и др.

В 2002 году внедорожник GMT 360 Trail Blazer имел заднюю пневмоподвеску с пневмоподвеской Dunlop и интегрированную систему управления Wabco.

В 2005 году GM H2 HUMMER оснащался дополнительной системой задней пневмоподвески с системой управления двойным компрессором от Dunlop для поддержки накачивания шин при эксплуатации на бездорожье.

В 2013 году Tesla Model S начала предлагать регулируемую по высоте пневматическую подвеску.

Современные автомобили

Транспортные средства с пневматической подвеской включают модели из Maybach, Rolls-Royce, Lexus, Jeep, Ram, Cadillac (GM), Mercedes- Benz, Porsche, Land Rover, SsangYong, Audi, Subaru, Volkswagen, Lincoln, Ford и Tesla и другие. Некоторые автомобили Citroën оснащены подвеской Hydractive, управляемой компьютером версией их гидропневматической системы, которая имеет спортивный и комфортный режимы, снижает высоту автомобиля на высоких скоростях и сохраняет высоту дорожного просвета. когда двигатель не работает.

Пневматическая подвеска моделей Lincoln, Land Rover, SsangYong, Chrysler, Subaru, Audi, Volkswagen, Tesla, Porsche и Lexus оснащена подвеской с регулируемой высотой, облегчающей въезд автомобиль, чистые неровности или пересеченная местность. Lincoln Continental, Town Car, Navigator и Mark VIII также были оснащены системой пневматической подвески, которая обеспечивала управляемую, но плавную езду. Jaguar и Porsche подняли это на новый уровень в своих моделях XJ и Panamera с системой, которая, помимо прочего, изменяет жесткость пружины и настройки демпфирования для их спортивных / трековых режимов. Настройки подвески Mark VIII также были связаны с системой сидений с памятью, что означало, что автомобиль автоматически настраивал подвеску для отдельных водителей. Система управления в Mark VIII может опускать подвеску примерно на 25 мм (1 дюйм) на скоростях, превышающих примерно 100 км / ч (60 миль в час), для улучшения аэродинамических характеристик. Автопроизводители стремятся сократить расход топлива, используя технологию активной подвески. Tesla Motors предлагает включенную «Активную пневматическую подвеску» на Model S и Model X, чтобы опускать или поднимать автомобиль для аэродинамики и увеличения дальности полета.

Пользовательские приложения

Индивидуальный VW Polo с полностью заниженной пневматической подвеской, обратите внимание на развал задних колес в сочетании с «посадкой» обода

За последнее десятилетие или около того стала популярной пневматическая подвеска в традиционной автомобильной культуре: уличные штанги, грузовики, автомобили и даже мотоциклы могут иметь пневморессоры. Они используются в этих приложениях для обеспечения регулируемой подвески, которая позволяет транспортным средствам сидеть очень низко, но при этом иметь возможность подниматься до уровня, достаточного для маневрирования через препятствия и неровности на асфальтированных поверхностях. В этих системах обычно используются небольшие электрические компрессоры или компрессоры с приводом от двигателя , которые иногда заполняют бортовой воздушный ресивер, в котором хранится сжатый воздух для использования в будущем без промедления. Важно, чтобы размер резервуара соответствовал поставленной задаче и его можно было рассчитать по специальной формуле, включающей мощность компрессора, стандартное атмосферное давление и давление сжатого газа.

Промышленные газовые баллоны высокого давления (например, азотные или баллоны с диоксидом углерода, используемые для хранения защитных газов для сварки) иногда используются в более радикальных установках с пневмоподвеской. Любая из этих систем резервуаров может быть полностью регулируемой, позволяя регулировать давление воздуха в каждом колесе индивидуально. Это позволяет пользователю наклонять автомобиль из стороны в сторону, спереди назад, в некоторых случаях «врезаться в 3 колеса» (деформировать автомобиль так, чтобы одно колесо поднималось от земли) или даже «подпрыгивать» целиком. автомобиль в воздух. При наличии резервуара под давлением поток воздуха или газа обычно регулируется с помощью пневматических соленоидных клапанов. Это позволяет пользователю вносить изменения, просто нажимая электрическую кнопку или переключатель с мгновенным контактом.

Установка и конфигурация этих систем различаются для разных производителей и моделей, но основной принцип остается неизменным. Металлическая пружина (спиральная или пластинчатая) удаляется, и вместо заводской пружины вставляется или изготавливается воздушная подушка, также называемая пневматической рессорой. Когда в подушку безопасности подается давление воздуха, подвеску можно регулировать вверх или вниз (поднимать или опускать).

Для автомобилей с подвеской на листовой рессоре, таких как пикапы, листовая рессора иногда удаляется и заменяется многорычажным рычажным механизмом. Эти стержни обычно имеют конфигурацию продольного рычага, и пневматическая рессора может располагаться вертикально между стержнем тяги или картером оси и точкой на раме транспортного средства. В других случаях подушка безопасности расположена на стороне, противоположной оси от стержней основных рычагов, на дополнительном консольном элементе. Если стержни главной тяги ориентированы параллельно продольной (ведущей) оси автомобиля, картер моста может быть ограничен в поперечном направлении либо тягой Панара, либо рычажной системой Ватта. В некоторых случаях два соединительных стержня могут быть объединены в треугольную форму, которая эффективно ограничивает ось транспортного средства в поперечном направлении.

Часто владельцы могут захотеть опустить свой автомобиль до такой степени, что им придется отрезать части рамы для большего просвета. Затем усиливающий элемент, обычно называемый С-образным пазом, прикручивается или приваривается к раме транспортного средства для сохранения структурной целостности. В частности, на пикапах этот процесс называется «выемкой», потому что часть (выемка) грузовой платформы также может быть удалена вместе с колесными арками, чтобы обеспечить максимальный зазор между осями. Для некоторых желательно, чтобы автомобиль располагался настолько низко, чтобы рама опиралась на землю, когда подушки безопасности полностью спущены. Владельцы обычно выбирают между тем, чтобы их автомобили `` заправляли '' свои колеса в арки, когда их пневматическая подвеска полностью опущена, или, в качестве альтернативы, они могут выбрать `` фитмент '', который в сочетании с растянутыми шинами видит, что сама арка помещается между шиной и ободом..

Пневматическая подвеска также является обычным усовершенствованием подвески для тех, кто буксирует или перевозит тяжелые грузы на пикапе, внедорожнике, фургоне или автомобиле. Пневматические рессоры, также называемые «вспомогательными пневматическими рессорами», размещаются на существующих компонентах подвески в задней или передней части автомобиля для увеличения грузоподъемности. Одним из преимуществ использования пневмоподвески в качестве средства поддержки нагрузки является то, что пневморессоры могут быть спущены, когда они не буксируют или не буксируют, и, следовательно, сохраняют заводское качество езды.

Электронная пневмоподвеска

Пневматическая подвеска с электронным управлением (ECAS) - это название системы пневматической подвески, установленной на Range Rover Classic в 1993 году, а затем на Range Rover P38A. Он был разработан в начале 1990-х годов компанией, ныне известной как Dunlop Systems and Components Ltd в Ковентри, Великобритания.

ECAS предлагает подвеску с переменной высотой для применения на дорогах и бездорожье. ECAS предлагает пять вариантов высоты подвески (от минимальной до максимальной): «Погрузка», «Шоссе», «Стандарт», «Внедорожник» и «Расширенный внедорожник». Высота регулируется автоматически на основе датчиков скорости и ходовой части, но ручной переключатель высоты дорожного просвета позволяет водителю управлять подвеской. Высота «Погрузка» и «Внедорожник» доступна только при скоростях, как правило, менее 35 миль в час (56 км / ч). Настройка «Шоссе» недоступна вручную; он устанавливается, когда автомобиль обычно движется со скоростью более 50 миль в час (80 км / ч) в течение более 30 секунд. В отличие от системы механических пружин (где прогиб пропорционален нагрузке), высоту можно изменять независимо от нагрузки путем изменения давления в пневматических рессорах.

Пневматические рессоры были разработаны для обеспечения плавности хода, с дополнительной возможностью поднимать кузов автомобиля для прохождения бездорожья и опускать его для движения по дорогам на более высоких скоростях. Механические пружины, прогиб которых пропорционален нагрузке, не могут этого сделать; с ECAS высота в значительной степени не зависит от нагрузки. Разработчики ECAS также разработали LoadSafe, родственную систему для определения нагрузки и изменения нагрузки на автомобиль типа LCV, оснащенный пневматическими рессорами.

Компоненты

Система включает:

  • a вулканизированную резиновую пневматическую рессору на каждом колесе
  • и воздушный компрессор, который обычно расположен в багажнике (багажнике) или под капотом
  • a резервуар для сжатого воздуха может быть включен для быстрого «опускания на колени», сохраняя воздух под давлением ~ 150 фунтов на квадратный дюйм (1000 кПа), примечание (1 фунт на квадратный дюйм = 6,89 кПа)
  • блок клапанов, который направляет воздух из накопительного бака к четырем пневморессорам через серию соленоидов, клапанов и множества уплотнительных колец
  • компьютер ECAS, который связывается с главным компьютером автомобиля и решает, куда направить давление воздуха
  • серию 6-миллиметровых воздуховодов, которые направляют воздух по всей системе (в основном от накопительного бака к пневморессорам через клапан блок)
  • канистра осушителя воздуха, содержащая влагопоглотитель
  • датчики высоты, в идеале на всех 4 углах транспортного средства на основе, как правило, резистивного контактного датчика, чтобы дать абсолютную справочную высоту для каждого угла транспортного средства. 13>
  • Dunlop Systems и C Компания omponents Ltd продолжила разработку продуктов до такой степени, что теперь электронный блок управления (ЭБУ) может помещаться под полом автомобиля. Регулирующие клапаны намного меньше и легче, и они производят собственные компрессоры.

Распространенные проблемы с пневматической подвеской

Прорезание спущенного сильфона пневматической рессоры коммерческого грузовика. «А» - это резиновый сильфон.

Неисправность подушки безопасности или амортизатора обычно возникает из-за влажной ржавчины, старости или влаги в воздушной системе, которая повреждает ее изнутри. Детали пневмоподвески могут выйти из строя из-за высыхания резины. Проколы подушки безопасности могут быть вызваны мусором на дороге. В случае нестандартных применений неправильная установка может привести к трению подушек безопасности о раму автомобиля или других окружающих деталях, что приведет к его повреждению. Чрезмерное растяжение пневматической рессоры, которая недостаточно ограничена другими компонентами подвески, такими как амортизатор, также может привести к преждевременному выходу из строя пневматической рессоры из-за разрыва гибких слоев. Отказ пневматической рессоры также может привести к полной остановке транспортного средства, поскольку оно будет тереться о землю или находиться слишком высоко, чтобы двигаться. Однако в большинстве современных автомобильных систем многие из этих проблем преодолены.

Неисправность пневмолинии - это неисправность трубки, которая соединяет подушки безопасности или стойки с остальной воздушной системой, и обычно это нейлоновая пневматическая тормозная магистраль, одобренная DOT. Обычно это происходит, когда воздуховоды, которые должны быть проложены к подушкам безопасности через шасси транспортного средства, трутся об острый край элемента шасси или движущегося компонента подвески, вызывая образование отверстия. Этот режим отказа обычно проявляется через некоторое время после первоначальной установки системы, поскольку целостность участка воздуховода нарушена до точки отказа из-за трения и, как следствие, истирания материала. Отказ воздушной линии также может произойти, если кусок дорожного мусора ударяется о воздуховод и прокалывает или разрывает его, хотя это маловероятно при нормальном использовании дороги. Это действительно происходит в суровых условиях бездорожья, но при правильной установке все равно нечасто.

Выход из строя воздушной арматуры обычно происходит при первой установке или очень редко в использовании. Дешевые компоненты низкого качества, как правило, очень ненадежны. Воздушные фитинги используются для подключения таких компонентов, как мешки, клапаны и соленоиды, к воздушной линии, по которой проходит воздух. Они ввинчиваются в компонент, и, по большей части, линия DOT для вставки или вставки затем вставляется в фитинг.

Неисправность компрессора в первую очередь связана с негерметичными пневморессорами или пневмостойками. Компрессор перегорит, пытаясь поддерживать правильное давление воздуха в негерметичной воздушной системе. Выгорание компрессора также может быть вызвано контактом влаги из воздушной системы с его электронными частями. Это гораздо более вероятно для компрессоров с низкими техническими характеристиками и недостаточным рабочим циклом, которые часто покупаются из-за низкой стоимости. Для резервирования системы два компрессора часто являются лучшим вариантом.

При отказе осушителя осушитель, который выполняет функцию удаления влаги из воздушной системы, в конечном итоге становится насыщенным и не может выполнять эту функцию. Это вызывает накопление влаги в системе и может привести к повреждению пневматических рессор и / или сгоранию компрессора.

Проблемы с ECAS

Компьютер ECAS может, используя предварительно запрограммированные критерии для обнаружения неисправности, вывести систему из режима «Hard Fault Mode», который опускает автомобиль на подвеску, оставляя ее пригодной для использования с кардинально снизились характеристики, пока не отремонтируем.

Многие энтузиасты используют диагностические устройства, такие как портативные компьютеры и портативные компьютеры, на которых установлено специально разработанное программное обеспечение для устранения ложных неисправностей и устранения необходимости в ремонте. Некоторые манипулируют датчиками, чтобы постоянно настраивать транспортное средство на определенную высоту дорожного просвета, регулируя передаточное число рычагов на устройствах измерения высоты, или с помощью дополнительного ЭБУ, чтобы «обмануть» систему.

Утечки в системе, часто из-за износа главного уплотнения, вызванного чрезмерным рабочим циклом, могут вызвать преждевременный отказ компрессора.

Использование в автобусах и автобусах

На современном рынке автобусов есть система подвески, состоящая из механической или пневматической подвески. По сравнению со своим аналогом, система пневматической подвески имеет значительные преимущества. Высота транспортного средства может поддерживаться на определенном уровне независимо от его нагрузки путем изменения давления. Стандартные автобусы также имеют систему, называемую паромным подъемником. Это позволяет поднять пневмоподвеску выше нормального уровня дорожного просвета, чтобы облегчить погрузку и разгрузку автобуса на пароме и с него из-за крутых пандусов и риска заземления, но также может использоваться на неровной поверхности или на крутых гребнях. Хотя паромный подъемник может быть установлен на некоторых автобусах, функция Kneel Down более распространена в автобусах общественного транспорта. Это помогает уменьшить высоту ступеньки для облегчения входа пассажиров. Возможность опускаться на колени также используется при использовании встроенных пандусов для инвалидных колясок. Благодаря ряду преимуществ пневмоподвеска широко используется в грузовых автомобилях с 1980 года.

См. Также

Литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-09 21:07:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте