Въздушно окачване (обща информация)
Пневматичното окачване (наричано обикновено въздушно окачване) е вид окачване, което осигурява регулиране на нивото на каросерията спрямо пътя чрез използване на пневматични еластични елементи. В момента въздушното окачване е инсталирано като опция на някои модели автомобили от бизнес класа и големи SUV (например Volkswagen Touareg, Audi Q7).
В основата си въздушното окачване не е отделен тип окачване на превозни средства, т.к. реализирани с много конструкции на окачване (MacPherson, многораменно окачване и др.). В момента много автомобилни производители използват въздушно окачване на своите автомобили: Audi, Bentley, BMW, Lexus, GM, Ford, Land Rover, Mercedes-Benz, SsangYong, Subaru, Volkswagen. Някои дизайни на окачване имат свои собствени имена, като Airmatic Dual Control на Mercedes-Benz.
Основните предимства на въздушното окачване са комфортът, геометричната проходимост и безопасността на автомобила. Въздушното окачване обикновено се използва в комбинация с автоматично регулируеми амортисьори. Този дизайн се нарича адаптивно въздушно окачване.
Въздушното окачване има следната обща структура:
• пневматични еластични елементи за всяко колело; • въздушен модул; • приемник; • регулируеми амортисьори (в адаптивно окачване); • система за управление.
Пневматичният еластичен елемент изпълнява основната функция на окачването - поддържане на определено ниво на тялото на автомобила. Това се постига чрез промяна на налягането и съответния обем въздух в еластичните елементи.
Диаграма на пневматичен еластичен елемент
Пневматиченеластичният елемент се състои от корпус с водач, маншет и бутало. Структурно, пневматичният еластичен елемент може да бъде произведен с вграден амортисьор или монтиран отделно. Еластичният елемент, комбиниран с амортисьора, се нарича пневматична подпора (по аналогия с амортисьорната подпора на окачването MacPherson).
Маншетът на пневматичния еластичен елемент е изработен от издръжлив многослоен еластомер. В някои конструкции на еластични елементи се използват допълнителни пневматични акумулатори. За поддържане на налягането в случай на изтичане на въздух в еластичния елемент може да се монтира клапан за остатъчно налягане.
Въздушният модул служи за захранване на еластичните елементи с въздух. Включва електродвигател, компресор и въздушен изсушител. Структурно модулът включва блок от електромагнитни клапани на системата за управление на окачването.
Ресиверът е въздушен резервоар и осигурява контрол на височината на возене при движение с ниска скорост без включване на компресора, както и регулиране на позицията на тялото на паркинга.
Конструкцията и работата на елементите на адаптивното окачване са разгледани в отделна статия.
Модулът за подаване на въздух и въздушните подпори образуват системата за въздушно окачване. Системата може да бъде отворена или затворена (затворена). За предпочитане е затворена пневматична система, осигуряваща минимални загуби на въздух, което означава спестяване на енергия за нейното създаване.
Създаването и регулирането на налягането в системата за пневматично окачване се извършва с помощта на електронна система за управление, която включва входни сензори, контролен блок и задвижващи механизми.
Входните сензори включват:
• превключвател на режима ; • сензори за нивотяло; • сензори за ускорение на тялото; • сензор за температура на компресора; • сензор за налягане в системата.
С помощта на превключвателя на арматурното табло се извършва ръчно регулиране на нивото на тялото. Сензорите следят параметрите на работата на системата и ги преобразуват в електрически сигнали.
Блокът за управление преобразува електрическите сигнали на входните сензори в управляващи действия върху изпълнителните механизми. В своята работа контролният блок взаимодейства с блоковете на системата за управление на двигателя, системата за стабилност на обменния курс.
Следните задвижващи механизми се използват в системата за управление на въздушното окачване:
• клапани на пневматични еластични елементи (създаване на налягане); • изпускателен клапан (освобождаване на налягането); • превключващ клапан (поддържане на налягането в ресивера); • реле за включване на компресора.
Структурно всички клапани са концентрирани в блока на електромагнитния клапан, разположен в модула за подаване на въздух. Принципът на работа на въздушното окачване
В пневматичното окачване, като правило, се изпълняват три алгоритъма за управление:
• автоматично поддържане на нивото на тялото; • принудителна промяна на нивото на тялото; • автоматична промяна на нивото на тялото в зависимост от скоростта.
Автоматичното поддържане на определено ниво на тялото в пневматичното окачване се извършва независимо от степента на натоварване на автомобила. Сензорите за ниво на тялото постоянно измерват разстоянието от колелата до тялото. Резултатите от измерването се сравняват със зададената стойност. В случай на несъответствие в показанията, електронният блок за управление задейства необходимите задвижващи механизми: клапани от еластични елементи за повдигане, изпускателен клапан за спускане на окачването.
Принудителна промяна на височинатаобикновено предвижда три нива: номинално, повишено и намалено. Номиналното ниво се използва за движение по обикновени пътища със скорост до 100 км/ч. Намаленото ниво се използва за високоскоростен трафик. Необходимо е повишено ниво за движение извън пътя и се прилага при скорости до 40 км / ч. Нивата на каросерията се настройват от водача с помощта на превключвател. Конструкцията на въздушното окачване на големите SUV осигурява допълнително ниво за качване на пътници и товарене на багаж, което се изпълнява на неподвижно превозно средство.
Автоматичната промяна на нивото на тялото в зависимост от скоростта осигурява стабилност на автомобила в движение. С увеличаването на скоростта програмата за управление на окачването премества нивото на каросерията последователно от високо към номинално и след това, с увеличаване на скоростта, към ниско. Когато скоростта намалява, системата променя позицията на тялото от ниска към номинална.
Използването на амортисьори с регулируема степен на амортизация значително разширява характеристиките на въздушното окачване, което позволява освен височината на каросерията да променя твърдостта на окачването в зависимост от условията на шофиране.