Конструктивные особенности пневматических упругих элементов
Пневморессора как продукт не так уж нова. В 1955 году концерн Continental AG первым в Европе начал разработку пневматики для подвесок автобусов и железнодорожных вагонов. Сегодня практически невозможно представить себе современную модель магистрального тягача без пневмоподушек и интеллектуальной подвески, способной подстраиваться под рабочие условия, изменяя по мере необходимости высоту подрессоренной части транспортного средства. Разумеется, эксплуатация более сложной системы пневморессор требует дополнительных знаний и грамотного подхода к обслуживанию. Поэтому в начале немного теории о пневморессорах.
Большую популярность этот продукт получил благодаря минимальным изменениям в конструктивных особенностях автомобилей. Эффект получился неожиданный. Автомобили стали мягче на ходу и надежнее в эксплуатации. Известные производители используют резиновое полотно только самого высокого качества. К сожалению, не во всем честные производители ради экономии выбирают материал второго сорта в лучшем случае.
Примером для подражания в отношении качества и экономии может служить известный производитель - концерн Continental AG. При раскрое заготовок допуск для обрезного облоя допускает не более 1 см.
Основной характеристикой упругого устройства является жесткость, представляющая собой отношение нагрузки к статическому прогибу под ее воздействием. Чем жестче упругий элемент, тем меньше он проседает под воздействием внешней нагрузки.
Рессоры (даже если они изготовлены из легких композитных материалов) имеют один серьезный недостаток - их упругая характеристика неизменна, в то время как загрузка автомобиля меняется.
Чтобы выдержать максимальную загрузку автомобиля, рессоры должны быть достаточно жесткими, соответственно в порожнем состоянии плавность хода получается недостаточной. Установка относительно мягкой рессоры с подрессорником - только частичное решение проблемы.
В пневмоподвеске упругие элементы с системой регулирования обеспечивают переменную жесткость, реагируют на изменение нагрузки. Полезная нагрузка, воспринимаемая пневморессорой, прямо пропорциональна площади окружности и внутреннему давлению. Если автомобиль загружен частично, в баллонах устанавливается низкое давление воздуха, а при полной загрузке - высокое. Повышение давления производится автоматически с помощью специальных датчиков уровня кузова. Благодаря этому прогиб остается в заданных значениях, но жесткость увеличивается пропорционально нагрузке.
Разберем по составным частям пневматический упругий элемент. В лабораториях качества продукта и безопасности на дорогах для металлоконструкций разработан специальный секретный сплав, без которого их жесткость будет недостаточной, снизится долговечность и безопасность.
Еще интереснее конструкция многосекционного пневмобаллона (гармошка), состоящего, как правило, из двух секций. Пневморукав делится на равные секции металлическим опоясывающим кольцом, позволяющим уменьшить диаметр. Резиновые части обычно крепятся к верхнему и нижнему основанию с помощью прижимных колец и болтов. В свое время такую конструкцию очень активно использовали в подвесках городских автобусов.
По сравнению с односкатным пневмобаллоном, такой упругий элемент увереннее чувствует себя на малой высоте и позволяет достичь сравнительно больших величин прогиба. Сейчас он чаще применяется на прицепах или в промышленном оборудовании.
Несколько слов о конструкции поршня-стакана. По форме он может быть цилиндрическим, коническим или с вогнутыми стенками. Специальная форма вогнутых стенок позволяет уменьшить трение и циклические нагрузки, возникающие в результате трения при минимальном давлении. Аналогичная цель достигается при уменьшении наружного диаметра контура пневмобаллона от середины вниз. Такую конструкцию имеют преимущественно пневмподушки тягача.
Сегодня уже все основные производители большегрузной техники в Европе перешли на использование системы электронного управления пневмоподвеской.
Исключение составляют только американские грузовики, на которых и по сей день сохраняется пневмомеханика. С этим не поспоришь, за океаном своя концепция автомобилестроения.
Полноценный рассказ о пневморессорах не получится без обобщенного описания характерных отказов. К основным причинам выхода из строя упругих элементов относятся:
- потеря герметичности вследствие чрезмерного растяжения, возникающего из-за неисправности ограничителей. Предельное значение хода подвески (и, соответственно, подушки) - важный конструктивный параметр;
- воздействие химических веществ. Парадоксально, но основным веществом, сокращающим срок службы пневмобаллона, является смазка, наносимая на детали автомобиля, в особенности лишняя;
- усталость и старение что проявляется в виде трещин резинового рукава; они являются следствием длительной работы и постоянных циклических нагрузок, которые испытывает баллон. Оригинальные детали (по уже изложенным причинам) при хорошем уходе служат исключительно долго, и дело редко доходит до появления естественной усталости пневмобаллона.
В то же время от механического износа, вызванного контактом с посторонними предметами, деталями автомобиля, а также дорожной грязью, накапливающейся на боковой поверхности поршня, изготовитель свое изделие защитить не может. Смотреть за этим - это уже дело хозяина техники.
При монтаже нового пневмобаллона для обеспечения его долгой работоспособности в первую очередь следует обратить внимание на исправность механизма регулировки уровня амортизаторов и ограничителей хода подвески.
Кроме того, также нужно проверить шарнирные элементы подвески на предмет отсутствия перекосов и возможного попадания смазки от агрегатов на резиновые части пневмобаллона. Для установки пневмобаллона с коническим уплотнением желательно использовать специальную пасту или мыльный раствор. Процедуру монтажа такой рессоры может облегчить подвод сжатого воздуха от внешнего источника непосредственно на вход установленной подушки.
Гарантией прочной посадки служит характерный хлопок.
При монтаже пневмоподушки в сборе рекомендуется использовать новые крепежные болты, поскольку существует вероятность разрушения старого крепежа.
В процессе эксплуатации пневмобаллон постепенно меняет свою форму. В большинстве случаев он уменьшается в длине, увеличиваясь при этом в диаметре. По этой причине определение модели пневмобаллона с помощью наружних размеров может привести к ошибке.
Стараясь не выходить за журнальный формат, мы сделали попытку собрать по возможности полезную информацию, которая может пригодиться водителю и в дороге, и в гараже.
На наш взгляд, для эксплуатации в городе и на трассах лучше пневморессоры ничего нет. Для более тяжелых работ, сопряженных с перевозками тяжелых грузов по бездорожью, пока нет альтернативы пружинно-гидравлическим рессорам. Хорошая пневмоподвеска автомобиля запросто скрасит будни водителя даже в унылой кабине. Недаром, именно эти запчасти активно (в массовом порядке) подделываются на рынке, поэтому следует быть осторожными при их выборе. Помните: скупой платит дважды.
Фото: Scania
Автозапчасти и цены
