Системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Схема пневматической системы

16Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

1 Дополнительный глушитель

2 Обратный клапан 1

3 Осушитель воздуха

4 Обратный клапан 3

5 Обратный клапан 2

6 Дроссель на выпуске

7 Пневматический выпускной клапан

8 Компрессор V66

9 Электрический выпускной клапан N111

10 Датчик давления G291

11 Клапан ресивера N311

12 Клапан передней левой амортизаторной стойки N148

13 Клапан передней правой амортизаторной стойки N149

14 Клапан задней левой амортизаторной стойки N150

15 Клапан задней правой амортизаторной стойки N151

16 Ресивер

17 Передняя левая амортизаторная стойка

18 Передняя правая амортизаторная стойка

19 Задняя левая амортизаторная стойка

20 Задняя правая амортизаторная стойка

 

Электромагнитные клапаны

Пневматическая система 4 уровневой пневмоподвески включает в себя

6 электромагнитных клапанов. Электромагнитный выпускной клапан N111

образует с пневматическим выпускным клапаном единый узел, интегрированный

в корпус осушителя. Выпускной клапан N111 является нормально

закрытым (закрыт в обесточенном состоянии) трёхходовым двухпозиционным

клапаном (3/2 — три штуцера и два положения).

Пневматический выпускной клапан предназначен для ограничения

максимального давления и поддержания некоторого минимального остаточного давления.

 4 клапана пневматических упругих элементов N148, N149, N150, N151 и клапан ресивера

N311 собраны в едином корпусе, который называют блоком клапанов. Это нормально

закрытые (закрыты в обесточенном состоянии) двухходовые двухпозиционные

клапаны (2/2 — два штуцера и два положения). Сила давления со стороны

пневматических упругих элементов/ресивера действует на закрытие клапанов.

Во избежание путаницы при установке трубопроводы выполнены цветными.

На блоке клапанов возле отверстий под штуцеры имеются соответствующие

цветные точки.

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

 

Датчик температуры G290 (для защиты от перегрева)

Для повышения готовности системы к работев головке компрессора установлен датчик

температуры G290.  С помощью ПО блока управления J197

реализуется температурная модель, которая предотвращает перегрев компрессора

при его длительном использовании для увеличения дорожного просвета.

Для этого по данной модели рассчитывается температура компрессора в зависимости

от времени его работы и сигнала датчика температуры. Полученная величина

сравнивается с некоторым установленным граничным значением. На основании этого

сравнения может быть прервана работа компрессора или блокировано его включение.

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Датчик давления G291

Датчик давления встроен в блок клапанов и используется для контроля давления

в ресивере и пневматических упругих элементах. Информация о давлении

в ресивере необходима для правильного управления процессом увеличения

дорожного просвета, а также в процессе самодиагностики. Давление

в отдельных пневматических упругих элементах и ресивере можно определить,

соответствующим образом управляя электромагнитными клапанами.

Изменение давления в отдельных пневматических упругих элементах

и ресивере происходит при стравливании или закачке воздуха. Определенное таким

образом давление актуализируется и запоминается в памяти блока управления.

При движении автомобиля величина давления в ресивере дополнительно

измеряется (актуализируется) каждые 6 минут.

Датчик G291 выдаёт пропорциональный давлению сигнал напряжения.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Датчики дорожного просвета G76, G77, G78, G289

Действие датчика дорожного просвета основано на измерении угла поворота

кривошипа. Перемещение кузова преобразуется во вращательное движение

частей датчика с помощью рычажного механизма.

Используемые на Audi allroad quattro датчики угла поворота являются бесконтактными

индуктивными датчиками. Характерная особенность этих датчиков

дорожного просвета— формирование двух пропорциональных углу поворота выходных

сигналов. Эти сигналы используются для регулирования 4уровневой пневмоподвески

и работы корректора фар. Один из выходных сигналов представляет

собой пропорциональный углу поворота сигнал напряжения (для корректора фар),

а другой — пропорциональный углу поворота сигнал ШИМ (для 4уровневой пневмоподвески).

 

Все 4 датчика дорожного просвета имеют аналогичную конструкцию

и отличаются только кронштейнами крепления и рычажными механизмами

привода в зависимости от того, с какой стороны и на какой оси они установлены.

Перемещение кривошипов датчиков слева и справа происходит

в противоположных направлениях. Это обуславливает соответствующее

изменение выходных сигналов. Таким образом, например, при

уменьшении дорожного просвета выходной сигнал датчика с одной

стороны увеличивается, а с другой стороны уменьшается.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

 

 

Подвеска автомобиля

При движении по неровностям дороги на колёса автомобиля действуют ударные

нагрузки. Эти нагрузки через систему подрессоривания и направляющие элементы

подвески передаются на кузов автомобиля. Одна из задач подвески — демпфирование

этих нагрузок.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Безопасность

Сохраняется постоянный контакт колеса с дорогой, имеющий большое значение для

эффективной работы тормозов и точности рулевого управления.

Комфорт

Под этим понятием подразумевается защита пассажиров от воздействия колебаний,

угрожающих их здоровью или создающих неприятные ощущения, а также сохранение

целостности перевозимого груза.

Надёжность работы

Под этим понятием подразумевается защита кузова и агрегатов автомобиля от высоких

ударных и вибрационных нагрузок.

 

При движении автомобиля его кузов испытывает не только поступательные

перемещения вверх и вниз, но и колебания вокруг продольной, поперечной и

вертикальной осей и вдоль них. Наряду с кинематикой подвески, система

подрессоривания также оказывает существенное воздействие на эти

перемещения и колебания.

Поэтому правильный подбор упругих и демпфирующих элементов подвески

(компонентов системы подрессоривания) имеет важное значение.

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Система подрессоривания

В качестве несущих компонентов системы подрессоривания выступают упругие

элементы, расположенные между подвеской и кузовом. Эта система дополняется шинами и

сиденьями, имеющими собственную упругость. Упругие элементы могут быть выполнены из

стали, резины/эластомеров, а также использовать в качестве рабочего тела газы/

воздух. Возможно и комбинированное использование перечисленных материалов.

В подвеске легковых автомобилей обычно используются стальные упругие элементы.

Стальные упругие элементы имеют самые разные конструктивные исполнения, среди

которых самое широкое распространение получили винтовые пружины.

Пневматическая подвеска, используемая уже в течение долгого времени на грузовых

автомобилях, благодаря своим достоинствам всё больше входит в употребление и на

легковых автомобилях.

Существуют понятия подрессоренные массы автомобиля (кузов с трансмиссией и

частично ходовая часть) и неподрессоренные массы автомобиля (колёса с

тормозными механизмами, а также частично массы ходовой части и приводных валов).

Жесткость и эффективность демпфирования системы подрессоривания обуславливают

частоту собственных колебаний кузова автомобиля.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Неподрессоренные массы

Неподрессоренные массы стараются уменьшить, чтобы минимизировать их

влияние на характеристику колебаний (частоту собственных колебаний кузова).

Кроме того, благодаря малой инерции таких масс снижаются ударные нагрузки на

неподрессоренные узлы конструкции и значительно улучшается характеристика

работы подвески. Эти факторы ведут к заметному повышению комфорта в движении.

Примеры снижения величин неподрессоренных масс:

- Алюминиевый колесный диск с пустотелыми спицами

- Узлы шасси (поворотный кулак, корпус ступичного подшипника, рычаг подвески и т. д.) из алюминия

- Тормозной суппорт из алюминия

- Оптимизированные по массе шины

- Оптимизация массы деталей ходовой части (например, ступиц колёс)

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Колебания

Если подрессоренная масса будет выведена из положения равновесия некоторой силой, то

в упругом элементе возникнет восстанавливающая сила, которая позволит

массе выполнить движение возврата. При этом масса «проскакивает» положение

равновесия, и при этом вновь возникает восстанавливающая сила. Этот процесс будет

повторяться до тех пор, пока из-за сопротивления воздуха и внутреннего трения

в упругом элементе колебания не затухнут.

Частота собственных колебаний кузова

Колебания характеризуются величиной амплитуды и частотой. При настройке ходовой

части особое значение имеет частота собственных колебаний кузова.

Частота собственных колебаний неподрессоренных масс находится для

автомобиля среднего класса в пределах  10-16 Гц. Путём соответствующей настройки

подвески частота собственных колебаний кузова (подрессоренной массы) доводится до

1-1,5 Гц.

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Частота собственных колебаний кузова в основном определяется характеристиками

упругих элементов (жёсткостью) и величиной подрессоренной массы.

 

Большая масса или мягкие упругие элементы обуславливают низкую частоту собственных

колебаний кузова и большой ход подвески (амплитуду).

 

Небольшая масса или жёсткие упругие элементы обуславливают высокую частоту

собственных колебаний кузова и малый ход подвески.

 

В зависимости от индивидуальной восприимчивости частота собственных

колебаний кузова ниже 1 Гц может вызывать тошноту. Частоты более 1,5 Гц ухудшают

комфортность езды, а, начиная с величины около 5 Гц, ощущаются как вибрация.

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Пневматическая подвеска с регулированием дорожного просвета

Такая пневматическая подвеска является регулируемой. При использовании пневматической подвески

регулирование дорожного просвета не связано с дополнительными техническими

ухищрениями, поэтому интегрируется в общую систему настроек.

Основные достоинства регулирования дорожного просвета:

- Статический ход сжатия упругого элемента (пневмобаллона) не зависит от нагрузки и всегда одинаков.

Уменьшаются габариты колёсных ниш, обусловленные величиной свободного перемещения колёс. Это

благоприятно сказывается на общем использовании объёма кузова автомобиля.

- Кузов автомобиля может иметь более мягкое подрессоривание, что повышает уровень комфорта в движении.

- Сохранение полного хода сжатия и отбоя упругого элемента при любых нагрузках.

- Сохранение полного дорожного просвета при любых нагрузках.

- При загрузке не изменяются углы установки колес.

- Не увеличивается Cx (коэффициент аэродинамического сопротивления), нет ухудшения внешнего вида.

- Меньший износ шаровых опор благодаря небольшим углам наклона пальцев.

- При необходимости возможна более высокая нагрузка.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Неизменное (расчётное) положение кузова автомобиля (подрессоренной массы) поддерживается путём

регулировки давления в пневмобаллонах. Статический ход сжатия благодаря регулированию давления всегда

остаётся одинаковым и его не требуется принимать в расчёт при конструировании колесных ниш.

Другой особенностью пневматической подвески с функцией регулирования дорожного просвета является то, что

частота собственных колебаний кузова остаётся почти постоянной при изменении массы автомобиля (от

снаряженного до полностью загруженного автомобиля.

Благодаря тому, что давление воздуха в пневматических упругих элементах

регулируется в зависимости от нагрузки, достигается изменение жёсткости

пропорционально величине подрессоренной массы. В результате этого частота

собственных колебаний кузова и, вследствие этого, комфорт в движении остаются почти

неизменными вне зависимости от нагрузки.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Конструкция пневматического упругого элемента

На легковых автомобилях в качестве упругих элементов используются пневмобаллоны

рукавного типа. При малых габаритах такая конструкция

обеспечивает большую деформацию упругого элемента.

Пневматический упругий элемент состоит из:

 Верхней крышки корпуса

 Резинокордного рукавного элемента

 Поршня (нижней крышки корпуса)

 Зажимного кольца

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Наружный и внутренний слои изготавли ваются из высококачественного эластомера.

Материал устойчив к любым атмосферным воздействиям и является маслостойким.

Внутренний слой воздухонепроницаемый. Каркас воспринимает усилия, возникающие

благодаря внутреннему давлению в пневмобаллоне.

 

Высококачественный эластомер и корд из полиамидной нити позволяют рукавному

элементу легко раскатываться и обеспечивают минимальное трение

(чувствительность) в этом упругом элементе. Требуемые характеристики обеспечиваются

в диапазоне температур от –35°C до +90°C. Крепление манжеты (рукавного элемента)

между верхней крышкой корпуса и поршнем осуществляется металлическими зажимными

кольцами. Зажимные кольца запрессовываются в условиях производства.

Рукавный элемент раскатывается по поршню. В зависимости от принятой кинематической

схемы подвески оси пневмобаллоны могут устанавливаться отдельно от амортизаторов

или вместе с ними (пневматическая амортизаторная стойка).

Внимание:

Пневмобаллоны не должны сжиматься или разжиматься, когда в них нет

давления, так как при этом манжета не может правильно раскатываться по

поршню (возможны её повреждения).

На автомобиле с пневмобаллонами, в которых отсутствует давление, перед

тем, как приподнимать или опускать его (например, при помощи подъёмника

или домкратов), в пневмобаллонах с использованием диагностического

тестера необходимо создать давление

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Амортизатор с пневматическим регулированием демпфирования.

Для того, чтобы поддерживать постоянной степень демпфирования и, тем самым,

ходовые качества при изменении нагрузки от частичной до полной, в пневматической

подвеске автомобиля с регулированием дорожного просвета, а также

в 4 уровневой пневматической подвеске автомобиля на задней оси

устанавливаются амортизаторы с бесступенчатой, изменяющейся в

зависимости от нагрузки характеристикой.

 

Благодаря пневматической подвеске, наряду с сохранением постоянной частоты

собственных колебаний кузова, удаётся также достигать почти не зависящей от нагрузки

характеристики колебаний кузова автомобиля.

 

Этими конструктивными мероприятиями достигается хороший комфорт при движении

с частичной нагрузкой, одновременно при полной нагрузке колебания кузова достаточно

эффективно гасятся.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.

Модуль подачи воздуха

В модуле подачи воздуха внутри металлического корпуса объединены:

– компрессор V66 со встроенным осушителем воздуха и выпускным клапаном;

– клапаны пневматических упругих элементов;

– блок управления;

– реле компрессора.

Для подавления вибрации и шума перечисленные выше узлы устанавливаются

на специальном изолирующем мате из пенополиуретана. Изолирующему мату

придана такая форма, что он фиксирует отдельные узлы в металлическом корпусе.

 

 Специально подобранные резиновые опоры предотвращают передачу вибрации на кузов.

При соединении металлического корпуса между его половинами устанавливается

уплотнение. Это уплотнение служит только для шумоизоляции. Поскольку компрессор

всасывает воздух из корпуса и выпускает его в корпус, предусмотрена определённая

конструктивная негерметичность.

 Компьютерная диагностика системы пневмоподвесок, Регулирование дорожного просвета.