Главная / Полезно знать / Основные проблемы пневматической подвески в экстремальных условиях


Основные проблемы пневматической подвески в экстремальных условиях

Уже никого нельзя удивить наличием в подвеске внедорожных автомобилей пневматических упругих элементов. Что же касается опасений по вопросам надёжности, то их полностью опровергает статистика. Тогда появляется вопрос: «могут ли расчёты разработчиков быть неверными?»

О назначении различных типов подвески

Ни для кого не является секретом, что от величины дорожного просвета и высоты кузова автомобиля над дорогой в большой степени зависит поведение транспортного средства в различных условиях передвижения. Требования к внедорожным и скоростным автомобилям диаметрально противоположны.

Случались, конечно, попытки придать спортивной машине способности «вездехода» и наоборот. Однако чаще всего создателям такого рода гибридов удавалось добиться лишь некоторого компромисса рабочих характеристик и качеств.

Mercedes в непогоду

Любой универсальный автомобиль всегда проигрывал узконаправленным: одним – на бездорожье, а другим – на асфальте. Более или менее удачным примером универсальных автомобилей являются машины с регулируемой величиной дорожного просвета. Непростая конструкция подвески таких автомобилей позволяет увеличивать дорожный просвет для пересечения бездорожья и снижать центр тяжести на трассе.

Защита элементов пневмоподвески

В пневматической подвеске автомобиля Volkswagen Touareg резиновый рукав пневмоэлемента закрывается сплошным стаканом из алюминия и гофрированным кожухом из пластика. Помимо защиты уязвимой резиновой складки от попадания внутрь посторонних элементов, грязи и снега этот стакан и кожух защищают подушку от проколов.

подвеска touareg

Прочный и твёрдый пластиковый поддон, который находится в нижней части заднего пневматического баллона автомобиля Mercedes-Benz ML, служит для его защиты от острых сучьев. Однако во время движения в колее туда попадает много снега и грязи.

Инженеры Land Rover обеспечили защиту подушек с помощью прочных стальных кожухов. Однако сделать это было возможно лишь в верхней части, из-за чего под них может набиться много грязи. По наблюдению специалистов автосервисов при одной и той же схеме в «рукава» автомобиля Discovery 3 набивается существенно меньше грязи, чем в такие же детали машины Range Rover.

По какому принципу работает воздух?

Сегодня самым распространённым способом регулировки дорожного просвета является использование так называемых «подушек», наполненных под давлением воздухом. Не сложно догадаться, что регулировать дорожный просвет можно лишь при использовании только независимой подвески. Это осуществляется за счёт хода сжатия (нижнее положения) либо хода отбоя (верхнее положение).

В автомобилях с цельными балками мостов (к примеру, первое и второе поколение Range Rover) пневмоподвеской регулируется только высота кузова над дорогой и меняется жёсткость ходовой части. Величина клиренса же меняется лишь благодаря внешнему диаметру шин.

Изначально при производстве автомобилей были популярными пневмоэлементы баллонного типа, а позже для легковых автомобилей стали использовать только «рукавные» элементы, напоминающие по своей структуре диагональную покрышку, силовой каркас которой образовывали два слоя кордовых нитей, ориентированных под строго определённым углом друг к другу.

Принцип работы

Принцип работы такого пневмоэлемента заключается в том, что с изменением давления в пневмосистеме и ходе подвески меняется высота баллона, а его часть фактически накатывается на направляющую. Часть рукава при этом постоянно остаётся «вывернутой», а другая – «подвёрнутой». К тому же одна из них оказывается то внутри изгиба, то снаружи.

Во время «накатывания» резинокордного рукава меняется его диаметр за счёт того, что слои корда поворачиваются относительно друг друга. За счёт таких особенностей работы можно получить необходимую степень прогрессивной упругости пневматического элемента в разных зонах хода подвески.

Это необходимо, чтобы обеспечить высокую плавность хода: в средней части хода желательно иметь незначительное увеличение жёсткости, а в крайних частях – высокую прогрессивность.

грязь в пневмоподвеске

При продолжительном движении в снежной колее снег будет забиваться в складки пневматических элементом, уплотняться и превращаться в лёд.

Объять необъятное

Как правило, недостатки являются прямым продолжением достоинств. Чем меньшую толщину имеет резинокордная конструкция, тем лучше это сказывается на работе, потому что разница рабочих диаметров внутреннего и наружного слоёв корда меньше. Однако, вместе с этим промежуточный слой резины, который обеспечивает поворот слоёв корда друг относительно друга, тоже уменьшается.

Mercedes на горе

Следовательно, существенно возрастают требования к материалам и стабильности их рабочих характеристик при эксплуатации в разных условиях, например, при экстремальных температурах. В этом и заключаются проблемы, возрастающие либо убывающие за счёт конкретной конструкции пневматического элемента и особенностей его монтажа на автомобиль.

Теоретически создание упругого элемента, сохраняющего свои свойства в широком температурном диапазоне от -80°C до +80°C, на сегодняшний день не составит особого труда. В настоящее время уже есть материалы, к примеру, базирующиеся на кремнийорганических соединениях, способные сохранять свойства и в более широком температурном диапазоне. Но за счёт дороговизны применение они нашли только в космических разработках.

Если верить статистике, основная часть внедорожников, оснащённых пневматической подвеской, используется сегодня в достаточно тепличных щадящих условиях современных мегаполисов. Вряд ли эти автомобили будут использоваться для исследования жерла вулканов и покорения льдов Антарктики.

Принцип экономической целесообразности пока не отменяли. К примеру, Mercedes-Benz ML оборудованы пневмоэлементами компании ATE, ни технологически, ни конструктивно не отличающимися от тех, что повально используются в системах подрессоривания тракторных сидений и подвесках кабин грузовых машин. Эти элементы доказали свою надёжность многолетним опытом эксплуатации.

Повреждения

На расправленном пневматическом элементе видно, что дырка образовалась на наиболее нагруженном участке оболочки – там, где она сужается. При вертикальном ходе колеса он попадал то на внутреннюю, то на наружную часть складки.

дырка в пневмоэлементе

Наличие следов грязи на рабочей поверхности элемента показывают:

  1. Степень складывания резинового упругого элемента в процессе работы;
  2. Что абразив с лёгкостью попадает в место трения поверхностей и задерживается там на определённое время.

Резинокордная оболочка при температурах ниже -40°C теряет свою эластичность. Для продления её «жизни» нужно перевести подвеску в спортивный режим, уменьшив тем самым её ход.

грязь на защите пневмоподвески

Песок и мелкие камни, летящие из-под колёс, также могут быть крайне опасными для пневмоподвески. Со временем они способны протереть даже специальные защитные пневмоэлементы.

Испытание пневмоподвески низкой температурой

Для среднестатистических условий эксплуатации автомобиля достаточно диапазона температур от -40°C до +40°C, в пределах которого хватает качественных и недорогих материалов. Но при поездке в Тикси мы немного выехали из «комфортного» диапазона температур. И первые проблемы с пневмобаллонами проявились после ночёвки при температуре -47°C.

Разрушиться успели только задние пневмоэлементы, так как подверглись большему охлаждению, чем передние. Потому что передние подушки, которые располагаются в нишах брызговиков, прогревались ночью теплом работающего двигателя, а днём находились в более щадящих условиях из-за того, что корпус амортизатора служил их направляющей.

Во-первых, за счёт этого во всех фазах хода подвески обеспечивалась соосность элемента, а во-вторых, в процессе работы корпус немного нагревался, что не давало элементу обмёрзнуть.

У задних подушек не было внешнего подогрева, а при движении автомобиля по снежной колее на пластиковых направляющих моментально появлялась корка льда. Радиус изгиба пневмоэлемента из-за этого уменьшался, что заметно повышало напряжение в его рабочей зоне (в особенности при поднятом положении кузова).

Ситуацию дополнительно ухудшала небольшая конструктивная несоосность монтажа пневматического элемента, которая вызывала при ходе подвески некоторый перекос. Но как показывает практика, в обычных эксплуатационных условиях фатальных последствий эти особенности не вызывают.

влияние воды на пневмоподвеску

На схеме рукавного упругого пневматического элемента видно, как из-за льда, намерзающего на поверхности направляющей, уменьшается радиус изгиба резинокордной оболочки. В добавок ко всему, вода в твёрдом состоянии является прекрасным режущим материалом.

Другие факторы, оказывающие воздействие на пневмоподвеску

К сожалению, низкие температуры – не единственная проблема пневматических подвесок. Не менее губителен для них и перегрев. Если верить статистике, передние подушки на дорогах пустынь Австралии, Северной Африки и других жарких регионов разрушаются значительно чаще задних независимо от модели машины. Слабым местом подвески является всё тот же сгиб.

Помимо перегрева причиной проблемы может быть то, что при езде по бездорожью, в складку набиваются мелкие камни, грязь и песчинки, которые протирают внешний защитный слой пневмоподушки.

Современные пневмоподвески обладают ещё одним слабым местом – «мозги» и датчики. Если долго ехать по глубокому снегу, передние датчики уровня кузова часто обмерзают. Электроника пневмоподвески регистрирует это как неисправность, переходя в защитный режим, и перестаёт реагировать на команды опустить или поднять кузов.

Эту проблему достаточно легко устранить. Необходимо просто очистить датчик от снега и льда и завести автомобиль.

Mercedes ML

Задняя пневмоподвеска Mercedes-Benz ML является весьма ремонтопригодной. Например, чтобы заменить подушки необходимо снять колесо, открутить пневматический шланг и снять пневмоэлемент с защёлок.

Если в зимнее время после езды по снегу регулятор высоты подвески перестал функционировать, то причиной скорее всего является обмёрзший датчик уровня кузова.

Поделиться:



2015-2017 © Pnevmo-Podveska.com. Все права защищены. Любое копирование материалов сайта разрешено только при условии публикации активной ссылки на первоисточник.