Системы управления пневмоподвеской

Для нормальной работы собственно подвеске (направляющему аппарату с пневмоэлементами) необходимы: запас сжатого воздуха в отдельном воздушном резервуаре (ресивере), устройства для обеспечения ручной и автоматической регулировки положения кузова (клапаны и датчики) и, конечно, соединительные трубопроводы. Клапаны или датчики автоматической регулировки уровня устанавливаются на раме и имеют шарнирно-рычажную связь с мостами транспортного средства. Размещение датчиков на автомобиле подчинено определенным правилам. Для того чтобы определить точное положение транспортного средства и, в конечном итоге, выровнять раму относительно опорной поверхности, системе необходимо и достаточно получить информация от трех точек. Поэтому автомобиль с полностью пневматической подвеской имеет, как правило, три датчика – два из них связаны с ведущей осью, а один с передней.

Прицепы и полуприцепы комплектуются скромнее. Cчитается, что им, как и тягачам со смешанной (рессорно-подушечной) подвеской, вполне достаточно иметь одну точку для измерений. Клапан регулировки уровня устанавливается жестко на раме и шарнирно соединяется с одним из мостов.

Самой распространенной на сегодняшний день можно считать систему с механическим способом регулировки транспортного положения. Она используется как европейскими, так и американскими производителями. Что полезного можно рассказать о ней?

В процессе регулировки воздух проходит непосредственно через регулировочный клапан, установленный между ресивером и пневмобаллонном. Клапан может быть полностью открыт, и тогда воздух из ресивера направляется непосредственно в упругий элемент, поднимая уровень. При достижении заданной высоты поступление воздуха прекращается. Превышение заданного уровня клапан устраняет, выпуская воздух из пневмобаллонов в атмосферу. Внутренние размеры воздушных каналов в клапане специально рассчитаны и подобраны. Уменьшение проходного сечения притормаживает поток воздуха при кратковременных перемещениях подвески на ухабистой дороге, настраивая систему для работы преимущественно со статической нагрузкой. Это свойство позволяет снизить дополнительный расход воздуха при движении.

Обычно такими механическими системами, включающими в себя также кран ручной регулировки, комплектуется прицепная техника. На тягачах система несколько усложняется. Кроме механического клапана регулировки уровня в ручном режиме, для изменения высоты в работу вступают электромагнитные клапаны, включаемые клавишами (кнопками) из кабины. Несмотря на приемлемую ремонтопригодность в домашних условиях, на новых моделях такие системы подвески встречаются большей частью у американских производителей. Если конечно, можно назвать новыми те, что уже появились в России.

Европейские автомобилестроители стремятся оснащать современные модели электронными системами управления пневмоподвеской. Как говориться, есть за что. Благодаря электронному управлению пневмоподвеска дополнительно приобретает:
- удобство обслуживания и диагностики;
- ускорение процесса подачи и сброса воздуха благодаря большому сечению клапанов;
- легкую реализацию дополнительных функций, таких, как управление подъемной осью, помощь при трогании, компенсация проседания шин и т.д.
- возможности постоянного поддержания различных уровней в автоматическом режиме;
- уменьшенный расход воздуха за счет задержки срабатывания клапанов при колебаниях подвески на дороге. Это также снижает количество конденсата и степень загрязнения всей системы, способствуя долговечности дорогостоящих элементов.

Управление в электронной системе осуществляет специальный блок, который, в зависимости от показаний датчиков перемещения выдает электрический управляющий сигнал. Ток поступает на электромагнитные клапаны единого исполнительного механизма, расположенного в непосредственной близости от пневмобаллона. Программное обеспечение электронного блока позволяет взаимодействовать с другими системами автомобиля, автоматически изменяя регулировки в зависимости от скорости движения транспортного средства и других параметров.

Измерительным инструментом и источником информации о текущем положении подвески служат, естественно, датчики перемещения. Внешне датчик похож на стандартный клапан положения кузова, применяемый в обычной системе. В корпусе датчика находится катушка с подвижным сердечником, через шатун, эксцентрик и рычаг соединенным с осью автомобиля. При изменении расстояния между кузовом и осью рычаг повернется, задвигая или выдвигая сердечник. Электронный блок измеряет величину индуктивности в катушке, зависящую от положения сердечника, и так определяет положение кузова.

По статистике отказов немалая их часть приходится на долю датчиков. Чаще всего подводит «механика» – люфт в шарнирах, соединяющих датчик с мостом, износ пластмассового кривошипа и т.п. Иногда причиной неисправности может быть попавшая внутрь датчика и замерзшая на холоде вода. Электронный блок в таком случае не может выдавать правильные команды. Рекомендуемый способ устранения неисправности – замена неисправного датчика и изношенных шарниров с последующей калибровкой всей системы на специальном оборудовании.

Здесь надо сказать, что перечисленные недостатки полностью изжиты в одной из новых разработок компании ContiTech. Эта фирма, входящая в немецкий концерн Continental, известна как мировой лидер в производстве пневморессор, приводных ремней и комплектующих для автомобильной промышленности.

Суть ведущихся разработок в том, что высота подвески измеряется бесконтактным датчиком, расположенным в верхней части пневматического упругого элемента. Измерение производится с помощью ультразвуковых волн. Действие подобно радару в парковочной системе. На точность показаний и надежность положительно влияет отсутствие механически изнашивающихся частей. Для достижения максимальной эффективности в разработках использовался также оптический способ измерений, но применение ультразвука оказалось наиболее выгодным и решили остановиться на нем. Вместе с высотой датчик измеряет давление в пневмобаллоне. Эта важная величина отражает реальную нагрузку на подвеску и используется в управлении системой с поддерживающем мостом. Электронный сигнал о нагрузке наверное можно будет использовать и в регуляторе тормозных сил.

В настоящее время данная конструкция проходит обкатку в пневмоподвеске для железнодорожного транспорта. ContiTech представил ее в своей экспозиции на проходившей в сентябре 2006 года выставке InnoTrans в Берлине.