Описание на основните проблеми на въздушното окачване при работа на автомобил в екстремни условия

Никой не може да бъде изненадан от наличието на пневматични еластични елементи в окачването на превозни средства с висока проходимост. Що се отнася до опасенията относно проблемите с надеждността, те са напълно опровергани от статистиката. Тогава възниква въпросът: „може ли изчисленията на разработчиците да са грешни?“

За предназначението на различните видове окачване

За никого не е тайна, че поведението на автомобила при различни условия на шофиране до голяма степен зависи от височината на просвета и височината на каросерията на автомобила над пътя. Изискванията към високопроходимите и високоскоростните автомобили са диаметрално противоположни.

Имаше, разбира се, опити да се даде на спортната кола способността да бъде "вездеходно превозно средство" и обратно. Но най-често създателите на този вид хибриди успяват да постигнат само някакъв компромис в производителността и качествата.

Всяка универсална кола винаги е губила от тясно фокусирани: едната на офроуд, а другата на асфалт. Повече или по-малко успешен пример за универсални автомобили са автомобили с регулируема височина на возене. Сложният дизайн на окачването на такива превозни средства ви позволява да увеличите просвета за пресичане извън пътя и да намалите центъра на тежестта на пистата.

Защита на елементите на въздушното окачване

При въздушното окачване на Volkswagen Touareg гуменият маншон на пневматичния елемент е затворен с масивна алуминиева чаша и гофриран пластмасов корпус. В допълнение към защитата на уязвимата гумена гънка от външни елементи, мръсотия и сняг, тази чаша и калъф предпазват възглавницата от пробиви.

Здрав и твърд пластмасов съд, който се намира в долната част на задния резервоар за въздухавтомобил Mercedes-Benz ML, служи за защита от остри клони. Въпреки това, докато шофирате в коловоз, там попада много сняг и мръсотия.

Инженерите на Land Rover защитиха възглавниците с издръжливи стоманени корпуси. Въпреки това беше възможно да се направи това само в горната част, поради което под тях можеше да се натрупа много мръсотия. Според наблюдението на специалистите по автосервиз, при същата схема, в „ръкавите“ на автомобил Discovery 3 се натъпква значително по-малко мръсотия, отколкото в същите части на автомобил Range Rover.

Как работи въздухът?

Днес най-често срещаният начин за регулиране на височината на возене е използването на така наречените „възглавници“, пълни с въздух под налягане. Не е трудно да се досетите, че можете да регулирате просвета само когато използвате само независимо окачване. Това се прави чрез компресионен ход (долна позиция) или отскочен ход (горна позиция).

При автомобили с плътни греди на моста (например първо и второ поколение Range Rover) само височината на каросерията над пътя се регулира от въздушно окачване и твърдостта на шасито се променя. Стойността на хлабината се променя само поради външния диаметър на гумите.

Първоначално пневматичните елементи от типа на балона са били популярни в производството на автомобили, а по-късно за леките автомобили са използвани само елементи „втулки“, наподобяващи диагонална гума по структура, чиято силова рамка е оформена от два слоя нишки на корда, ориентирани под строго определен ъгъл един спрямо друг.

Принцип на действие

Принципът на работа на такъв пневматичен елемент е, че с промяна на налягането в пневматичната система и хода на окачването височината на цилиндъра се променя и неговата част всъщност се търкаля върху водача. Част от ръкава е постоянноостава "обърнат", а другият - "прибран". Освен това един от тях се оказва вътре в завоя, след това отвън.

По време на „търкалянето“ на втулката от гумен корд диаметърът му се променя поради факта, че слоевете на кордата се въртят един спрямо друг. Благодарение на такива характеристики на работа е възможно да се получи необходимата степен на прогресивна еластичност на пневматичния елемент в различни зони на хода на окачването.

Това е необходимо, за да се осигури висока гладкост на движение: в средната част на хода е желателно леко увеличение на твърдостта, а в крайните части - висока прогресивност.

При дълго движение в снежна коловоз снегът ще бъде забит в гънките на пневматичния елемент, уплътнен и превърнат в лед.

Прегърнете необятността

По правило недостатъците са пряко продължение на предимствата. Колкото по-малка е дебелината на гумено-кордната конструкция, толкова по-добре се отразява на работата, тъй като разликата в работните диаметри на вътрешния и външния слой на корда е по-малка. В същото време обаче междинният гумен слой, който осигурява въртенето на слоевете корда един спрямо друг, също намалява.

Следователно изискванията към материалите и стабилността на техните експлоатационни характеристики при работа при различни условия, например при екстремни температури, се увеличават значително. Това е проблемът, нарастващ или намаляващ поради специфичния дизайн на пневматичния елемент и особеностите на монтажа му на автомобила.

Теоретично създаването на еластичен елемент, който запазва свойствата си в широк температурен диапазон от -80°C до +80°C, днес не е трудно. Понастоящем вече има материали, например на основата на органосилициеви съединения, способни назапазват свойствата си в по-широк температурен диапазон. Но поради високата цена те са намерили приложение само в космическото развитие.

Ако вярвате на статистиката, по-голямата част от SUV, оборудвани с въздушно окачване, се използват днес в доста щадящи парникови условия на съвременните мегаполиси. Малко вероятно е тези превозни средства да бъдат използвани за изследване на устията на вулкани и завладяване на ледовете на Антарктида.

Принципът на икономическата целесъобразност все още не е отменен. Например Mercedes-Benz ML са оборудвани с пневматични елементи ATE, които нито технологично, нито структурно се различават от тези, които се използват широко в системите за окачване на седалките на трактори и окачванията на кабините на камиони. Тези елементи са доказали своята надеждност в продължение на много години експлоатационен опит.

Щета

На изправения пневматичен елемент се вижда, че се е образувала дупка в най-натоварения участък на корпуса - там, където се стеснява. При вертикалния ход на колелото то падаше или върху вътрешната, или върху външната част на гънката.

Наличието на следи от замърсяване върху работната повърхност на елемента се показва от:

Степента на сгъване на гумено еластичния елемент по време на работа;
Че абразивът лесно попада в мястото на триене на повърхностите и се задържа там за определено време.

Гумената обвивка губи своята еластичност при температури под -40°C. За да удължите неговия „живот“, трябва да превключите окачването в спортен режим, като по този начин намалите хода му.

Хвърчащите изпод колелата пясък и малки камъчета също могат да бъдат изключително опасни за въздушното окачване. С течение на времето те са в състояние да изтрият дори специални защитни пневматични елементи.

Тест при ниска температура на въздушното окачване

ЗаТемпературният диапазон от -40°C до +40°C е достатъчен за средните условия на работа на автомобила, в който има достатъчно висококачествени и евтини материали. Но по време на пътуване до Тикси малко напуснахме „удобния“ температурен диапазон. А първите проблеми с въздушните пружини се появиха след нощувка при температура от -47°C.

Само задните пневматични елементи успяха да се срутят, тъй като те бяха подложени на по-голямо охлаждане от предните. Тъй като предните възглавници, които се намират в нишите на калниците, през нощта се затопляха с топлината на работещ двигател, а през деня бяха в по-щадящи условия поради факта, че тялото на амортисьора им служи като водач.

Първо, поради това подравняването на елемента беше осигурено във всички фази на хода на окачването, и второ, по време на работа тялото се нагряваше малко, което предотвратяваше замръзване на елемента.

Задните възглавници нямаха външно отопление и когато колата се движеше по заснежена писта, върху пластмасовите релси моментално се появи ледена кора. Поради това радиусът на огъване на пневматичния елемент намалява, което значително увеличава напрежението в работната му зона (особено при повдигане на тялото).

Ситуацията беше допълнително влошена от малка структурна несъответствие на монтажа на пневматичния елемент, което причини известно изкривяване по време на хода на окачването. Но както показва практиката, при нормални условия на работа тези характеристики не причиняват фатални последици.

Диаграмата на еластичния пневматичен елемент на маркуча показва как поради замръзване на лед върху повърхността на водача, радиусът на огъване на обвивката на гумената корда намалява. В допълнение, твърдата вода е отличен режещ материал.

Други фактори, влияещи върху въздушното окачване

ДА СЕЗа съжаление, ниските температури не са единственият проблем на въздушното окачване. Прегряването е не по-малко разрушително за тях. Ако вярвате на статистиката, предните въздушни възглавници по пътищата на пустините на Австралия, Северна Африка и други горещи региони се разрушават много по-често от задните, независимо от модела на автомобила. Слабата точка на окачването е все същата гънка.

Освен прегряване, причината за проблема може да е, че при движение извън пътя в гънката се натрупват малки камъчета, пръст и песъчинки, които изтриват външния защитен слой на въздушната възглавница.

Съвременните въздушни окачвания имат още едно слабо място - "мозъци" и сензори. Ако шофирате дълго време в дълбок сняг, предните сензори за ниво често замръзват. Електрониката на въздушното окачване регистрира това като неизправност, преминава в защитен режим и спира да реагира на команди за спускане или повдигане на каросерията.

Този проблем е доста лесен за отстраняване. Просто трябва да почистите сензора от сняг и лед и да запалите колата.

Задното въздушно окачване Mercedes-Benz ML е много ремонтируемо. Например, за да смените възглавниците, е необходимо да свалите колелото, да развиете пневматичния маркуч и да извадите пневматичния елемент от ключалките.

Ако през зимата, след шофиране в сняг, контролът на височината на окачването спре да функционира, тогава причината най-вероятно е замръзнал сензор за нивото на тялото.