Регулируемые подвески. Регулируемые и активные подвески содержание 1 Пневматические подвески
 Скачать 6.64 Mb.
|
|
Рисунок 1.19 – Датчик положения кузова (рамы): 1 – рычаги; 2 – датчик Электронный блок управления (ЭБУ) преобразует электрические сигналы входных датчиков в управляющие воздействия на исполнительные устройства. В своей работе ЭБУ взаимодействует с блоками системы управления двигателем и системы курсовой устойчивости автомобиля. ЭБУ управляет пневмосистемой в автоматическом режиме. Благодаря функции предварительной установки давления в пневматических упругих элементах обеспечивается возможность приведения пневмоподвески автомобиля нажатием одной кнопки из любого текущего положения каждого элемента в положение, которое, в основном, используется для передвижения. Если по какой-то причине происходит утечка воздуха из магистрали (контура), то ЭБУ информирует об этом на дисплее. В связи с этим, в процессе эксплуатации автомобиля практически не требуется вмешательства в работу пневмосистемы. При необходимости, ЭБУ обеспечивает независимое управление всеми пневматическими упругими элементами. При пуске двигателя ЭБУ автоматически приводит пневматические упругие элементы в то положение, в котором они находились при остановке двигателя (функция автоподъёма при включении зажигания). Если этого не требуется, то функция может быть отключена. При необходимости ЭБУ может реализовать такие функции, как опускание автомобиля при парковке и «автогоризонт», при которой при изменении загрузки автомобиля автоматически восстанавливается положение кузова (рамы) в соответствии с установками. В системе управления пневматической подвеской используются следующие исполнительные устройства (рисунок 1.20): - клапаны пневматических упругих элементов (создание давления); - выпускной клапан (сброс давления); - клапан ресивера (поддержание давления); - реле включения компрессора.  Рисунок 1.20 – Исполнительные устройства: 1 – выпускной клапан; 2 – клапаны пневматических упругих элементов; 3 – клапан ресивера; 4 – клапаны настройки амортизаторов (в адаптивной подвеске встроены в соответствующие амортизаторы); 5 – реле включения компрессора; 6 – электронный блок управления или контроллер; 7 – дисплей На автомобилях Volkswagen предусмотрены шесть электромагнитных клапанов. Выпускной и пневматический выпускной клапаны встроены в корпус осушителя воздуха и образуют функциональный блок (см. рисунок 1.12). В обесточенном состоянии выпускной клапан закрыт. Клапан ресивера и клапаны упругих элементов входят в блок электромагнитных клапанов, расположенный в модуле подачи сжатого воздуха. Они представляют собой двухходовые двухпозиционные клапаны. В обесточенном состоянии эти клапаны закрыты. На блок электромагнитных клапанов нанесены цветные метки, рядом с соответствующими присоединительными штуцерами (рисунок 1.21). Системы управления пневмоподвесками автомобилей подразделяются на: - двухконтурные, в которых оба пневмоэлемента на каждой оси соединены одной магистралью; - трёхконтурные (как правило, на некоторых грузовых автомобилях), в которых на передней оси оба пневмоэлемента соединены одной магистралью, а на задней оси (осях) управление осуществляется пневмоэлементами колес каждого борта отдельно; - четырёхконтурные, в которых управление пневмоэлементами колёс осуществляется отдельно.  Рисунок 1.21 – Блок электромагнитных клапанов: 1 – клапаны упругих элементов; 2 – трубопровод от компрессора; 3 – клапан ресивера; 4 – штекерный разъём Двухконтурные системы управления наиболее просты и требуют установки только одного управляющего клапана на каждую ось. Их серьёзным недостатком является то, что во время движения автомобиля на повороте воздух из внешних, более нагруженных пневомоэлементов, перетекает во внутренние, менее нагруженные. Это способствует увеличению углов крена и существенному ухудшению устойчивости автомобиля. В некоторой степени этот недостаток может быть устранён установкой более жестких стабилизаторов поперечной устойчивости. В связи с этим на современных автомобилях, на которых пневмоподвеска устанавливается на всех осях, применяются четырёхконтурные системы управления. В такой системе от певмоэлемента (пневмоэлементов) каждого колеса идет своя магистраль со своим управляющим клапаном, что обеспечивает необходимое распределение воздуха, а также наиболее точное регулирование положения кузова (рамы) автомобиля даже при несимметричной его загрузке. 1.2 Принцип работы пневматической подвески В пневматической подвеске реализовано, как правило, три алгоритма управления: - автоматическое поддержание определённого уровня кузова (рамы) относительно поверхности дороги или дорожного просвета (у автомобилей с независимой подвеской); - принудительное изменение уровня кузова (рамы) относительно поверхности дороги или дорожного просвета; - автоматическое изменение уровня кузова относительно поверхности дороги или дорожного просвета в зависимости от скорости движения автомобиля (только на легковых автомобилях). Автоматическое поддержание определенного уровня кузова(рамы) в пневматической подвеске осуществляется независимо от степени загруженности автомобиля. Датчики уровня кузова постоянно измеряют расстояние от колес до кузова (рамы). Результаты измерений сравниваются с заданной величиной. При расхождении показаний электронный блок управления задействует необходимые исполнительные устройства: клапаны упругих элементов для подъема, выпускной клапан для опускания кузова (рамы). Принудительное изменение уровня кузова (рамы). В работе пневматической подвески обычно предусмотрено три уровня кузова (рамы) относительно поверхности дороги поверхности: номинальный, повышенный и пониженный. Требуемый уровень кузова (рамы) устанавливается водителем с помощью регулировочных клавиш (рисунок 1.22) или пульта дистанционного управления (на грузовых автомобилях) (рисунок 1.23), связанного с кабиной посредством кабеля. С помощью этих клавиш или пульта водитель может остановить текущий процесс регулирования и установить уровень кузова (рамы), используемый для режима движения.  а) б) Рисунок 1.22 – Выключатель системы регулирования уровня рамы: а – клавиша «Остановка регулирования / Включение положения движения»; б – клавиша установки уровня рамы для движения Функции подъёма и опускания кузова (рамы) с помощью клавиш могут быть выполнены при неподвижном автомобиле или при ограниченной скорости его движения (например, до 30 км/ч у автомобиля Mercedes-Benz Actros 2), а с помощью пульта управления – только при неподвижном автомобиле. Регулирование рамы с помощью пульта дистанционного управления производится следующим образом. Автомобиль затормаживается стояночным тормозом при работающем двигателе. Нажатием на пульте кнопок 3 или 4 управления подъемом (опусканием) соответственно передней или задней частей рамы вместе с кнопками 8 «Поднять» или 9 «Опустить» производится подъём (опускание) рамы на требуемую высоту. Затем нажатием кнопки 10 «Стоп» и удерживанием её и нажатием кнопок 5 «Высота передней части рамы» или 6 «Высота задней части рамы» производится фиксирование положения рамы.  Рисунок 1.23 – Пульт дистанционного управления: 1 – контрольная лампа подъема (опускания) передней части рамы; 2 – контрольная лампа подъема (опускания) задней части рамы; 3 – кнопка управления подъемом (опусканием) передней части рамы; 4 – кнопка управления подъемом (опусканием) задней части рамы; 5 – кнопка «Высота передней части рамы»; 6 – кнопка «Высота задней части рамы»; 7 – кнопка «Положение движения»; 8 – кнопка «Поднять»; 9 – кнопка «Опустить»; 10 – кнопка «Стоп (поднять/опустить)» Автоматическое изменение уровня кузова в зависимости от скорости движения автомобиля обеспечивает снижение аэродинамического сопротивления и повышение устойчивости движения автомобиля. При увеличении скорости движения программа управления подвеской последовательно устанавливает уровни кузова от повышенного к номинальному и далее, с ростом скорости, к пониженному. При снижении скорости движения система переводит кузов из пониженного на номинальный уровень. В конструкциях пневмоподвесок полноразмерных внедорожных легковых автомобилей и кроссоверов предусмотрен дополнительный уровень кузова для посадки пассажиров и погрузки багажа, который реализуется на неподвижных автомобилях. Простейшая схема пневмоподвески грузового автомобиля с пневмобаллонами показана на рисунке 1.24 [5], а схема трёхконтурной системы управления положением уровня рамы седельного тягача Mercedes-Benz Actros 2 (типа 6х2) – на рисунке 1.25 [6].  Рисунок 1.24 – Схема пневмоподвески грузового автомобиля с пневмобаллонами: 1 – регулятор постоянства положения платформы автомобиля; 2 – стойка; 3 – дополнительный резервуар сжатого воздуха; 4 – ресивер; 5 – пневмобаллон; 6 – регулятор давления; 7 – компрессор; Пневмобаллоны 5 установлены между рамой и мостом автомобиля. Компрессор 7 нагнетает сжатый воздух в ресивер 4 через водомаслоотделительный фильтр и регулятор давления 6. Из ресивера сжатый воздух поступает в регулятор 1 постоянства положения платформы автомобиля. Пневмобаллоны 5 соединены с дополнительным резервуаром 6, в который поступает воздух при увеличении давления в пневмобаллонах при их сжатии, что делает подвеску более мягкой. Регулятор 1 положения платформы обеспечивает при любой полезной нагрузке автомобиля одно и то же расстояние между мостом автомобиля и платформой. Корпус регулятора установлен на платформе, а золотник соединен с мостом автомобиля при помощи стойки 2 и рычага. При изменении положения (повороте) рычага золотник перемещается и открывает клапаны, соединяющие пневмобаллоны либо с магистралью пневмосистемы автомобиля, либо с атмосферой. При увеличении статической нагрузки пневмобаллоны сжимаются, опуская платформу (раму) автомобиля, и расстояние между ней и мостом уменьшается. Рычаг поворачивается и перемещает золотник регулятора 1 вниз. Вследствие этого сжатый воздух из ресивера 4 поступает в дополнительный резервуар 3 и пневмобаллоны 5 (увеличивая в них давление) до тех пор, пока платформа (рама) не вернётся в исходное положение, на которое настроен регулятор. При уменьшении статической нагрузки золотник перемещается вверх, воздух из пневмобаллонов через регулятор выпускается в атмосферу, давление в пневмобаллонах уменьшается и платформа (рама) также возвращается в исходное положение. Для того чтобы регулятор реагировал только на изменение нагрузки на платформе автомобиля и не срабатывал при колебаниях его платформы (рамы), обусловленных наездом колес на неровности дороги, в его конструкцию введено устройство запаздывания срабатывания (по времени до 20 с). Таким образом, вся система регулирования работает при статическом изменении нагрузки. В пневмосистеме имеется обратный клапан, который исключает утечку сжатого воздуха из пневмобаллонов подвески при неисправном компрессоре или при падении давления в ресивере. В пневмоподвеске седельного тягача Mercedes-Benz Actros 2 (типа 6х2) реализовано два алгоритма регулирования уровня рамы: автоматическое поддержание установленного уровня рамы и принудительное изменение его положения спереди и сзади. Электронный блок управления (базовый модуль) 11 управляет пневмосистемой в автоматическом режиме. Он получает электрические сигналы от входных датчиков через модули управления передней 9 и задней 5 подвесок или пульта управления 1 и преобразует их в управляющие воздействия на исполнительные устройства 10 и 12. При необходимости пневмоподвеска автомобиля приводится нажатием одной клавиши, расположенной на панели переключателей, из любого текущего положения каждого пневмоэлемента в положение для движения. При утечке воздуха из любой магистрали (контура) базовый модуль информирует об этом водителя на дисплее 2.  Рисунок 1.25 – Схема системы регулирования положения уровня рамы: 1 – пульт управления системой регулирования уровня рамы (см. рисунок 1.23); 2 – панель приборов с дисплеем системы информации водителя; 3 и 4 – символы "Рама автомобиля выше или ниже нормального положения"; 5 – модуль управления задней подвеской (подвеской задних осей); 6 и 7 – датчики перемещения задней части рамы; 8 – датчик перемещения передней части рамы; 9 – модуль управления передней подвеской; 10 – блок электромагнитных клапанов передней оси; 11 – базовый модуль; 12 – блок электромагнитных клапанов задних осей На автомобиле установлена трёхконтурная система управления пневмоподвеской, в которой базовый модуль обеспечивает независимое управление передними (на обе стороны одновременно) и задними (раздельно) пневмоэлементами. При пуске двигателя базовый модуль автоматически приводит пневмоэлементы в то положение (поднимает раму на ту высоту), в котором они находились при остановке двигателя. Если этого не требуется, то функция может быть отключена. 1.3 Особенности работы пневморессор в экстремальных условиях эксплуатации При движении автомобиля по грунтовым (грязным) дорогам в периоды распутицы и бездорожью (рисунок 1.26) грязевая эмульсия (абразив) довольно легко попадает в зону рабочих (трущихся) поверхностей пневморессор и часть её там остаётся и накапливается (рисунок 1.27), что способствует изнашиванию рабочих поверхностей резинокордных оболочек пневморессор, потере их герметичности и выходу из строя (рисунок 1.28).   Рисунок 1.26 – Движение автомобиля Range Rover по бездорожью Рисунок 1. 27 – Следы грязевой эмульсии на рабочей поверхности пневморессоры   Рисунок 1.28 – Изнашивание (сквозное протирание) манжеты рукавного пневмоэлемента в зоне перегиба и последующий её разрыв Защита наружной (открытой) части резинокордной оболочки пневморессоры от механических повреждений (например, стальным кожухом на автомобиле Range Rover, рисунок 1.28) также полностью не герметизирует пневморессору от попадания грязевой эмульсии с песчинками и каменной крошкой под элемент защиты.  Рисунок 1.29 – Защита пневморессоры автомобиля Land Rover стальным кожухом При продолжительном движении автомобиля по снежной целине (снежной колее, рисунок 1.30, а) снег забивается в складки пневморессор, уплотняется и превращается в лед, что может привести к порезам резинокордной оболочки. Кроме того, направляющие пневморессор могут покрываться коркой льда (рисунок 1.31), из-за чего радиус изгиба резинокордной оболочки уменьшается, заметно повышая напряжения в его рабочей зоне (особенно в поднятом положении кузова). При эксплуатации автомобиля на песчаных (в том числе, сыпучих песках, рисунок 1.30, б) и щебёночных дорогах шлейфы песка и мелких камней, летящие из-под колес, также способствуют повреждениям и со временем изнашиванию (протиранию) резинокордной оболочки пневморессор.   а) б) Рисунок 1.30 – Движение автомобилей Mercedes-Benz ML по снежной целине (а) и Volkswagen Touareg по сыпучему песку (б)При экстремально низких значениях температуры окружающего воздуха (ниже минус 40°С) резинокордная оболочка теряет свою эластичность. Для обеспечения работоспособности пневморессор в таких условиях пневмоподвеску целесообразно переводить в режим работы «спорт» и, тем самым, уменьшать её ходы. При экстремально высоких значениях температуры окружающего воздуха (выше +40°С) резинокордная оболочка пневморессор, (особенно передних, расположенных в нишах брызговиков, в результате постоянного теплового воздействия двигателя) со временем также теряет свою эластичность (процесс старения резины). Таким образом, при эксплуатации автомобилей с пневмоподвеской в тяжёлых условиях необходимо регулярно осматривать элементы пневмоподвески, обращая особое внимание на состояние и работу датчиков и электронного блока управления, а также осуществлять её диагностирование и обслуживание. Причём, профилактической замены пневморессор в процессе эксплуатации не требуется.  |