Устройство и принцип работы пневмосистемы европейских грузовиков

Система подготовки воздуха для пневмосистемы

Компрессор 1 подает сжатый воздух через регулятор давления 2 в осушитель воздуха 3. Назначением автоматического регулятора является поддержание давления воздуха в пневмосистеме в заданных пределах, к примеру (7.2 – 8.1 бар). Осушитель удаляет из воздуха содержащаяся в нем влагу, которая выводится из системы через вентиляционный канал. Подготовленный воздух подводится к 4-х контурному защитному пневмоклапану 4, который препятствует снижению рабочего давления в тормозной системе при отказе в одном или нескольких контурах системы тормозов. Ресиверы (6 и 7) обеспечивают работу контуров первой и второй тормозной системы через тормозной кран 15. В контур 3 воздух поступает от ресивера 5 через автоматическую соединительную головку 11, кран управления тормозом прицепа 17, 2-х позиционный клапан (2-х ходовой), обратный клапан 13, кран включения стояночной тормозной системы 16 и ускорительный клапан 20 в камеру пружинного энергоаккумулятора пневмоцилиндра 19. Контур 4 предназначен для питания вспомогательных потребителей сжатого воздуха, например, моторного тормоза. В прицепную тормозную систему воздух подводится через соединительную головку 11 и шланг ресиверу. Затем, через магистральный воздушный фильтр 25 и тормозной кран прицепа 27 он поступает в ресивер 28 и далее к ускорительным клапанам ABS 38.

Рабочая тормозная пневмосистема

При открытии тормозного крана 15 через магнитный клапан АВ 5 39 воздух поступает в тормозную камеру 14 (передняя ось грузовика) и на автоматический регулятор тормозных усилий 18. Регулятор включается и направляет воздух в рабочую камеру пневмоцилиндров 19 через магнитный клапан 40. Давление в тормозных камерах, соответственно и усилие, необходимое для торможения, зависит от степени нажатия на педаль тормозного крана, а также от его загрузки автомобиля. При этом величина давления, регулируемая нагрузкой на грузовик, регулируется автоматическим регулятором тормозных усилий 18, который соединен с задней осью шарнирным соединением.

При загрузке и разгрузке автомобиля изменяется расстояние между рамой и осью грузовика. Таким же образом осуществляется управление давлением в системе тормозного привода.

Кроме автоматического регулятора тормозных усилий через магистраль управления приводится в действие клапан нулевой-полной нагрузки в тормозном кране грузовика. Так же и давление тормозной системе привода колес передней оси корректируется в зависимости от загрузки грузовика.

Управление краном управления тормозами прицепа 17 осуществляется обоими рабочими контурами системы тормозов. При этом, сам кран осуществляет подачу воздуха через соединительную головку 12 и шланг на тормозной кран прицепа 27. При этом, начинается поступление сжатого воздуха от ресивера 28 через тормозной кран прицепа, кран растормаживания прицепа 32, пневмоклапан соотношения давлений 33 к автоматическому регулятору тормозных сил 34, а также к ускорительному клапану АВ 5 37. Регулятор же тормозных сил 34 управляет Ускорительным клапаном.

Сжатый воздух поступает в тормозные пневматические камеры 29 передней оси автомобиля, а через регулятор тормозных сил 35 и при срабатывании ускорительных клапанов АВ 5 38 — к тормозным камерам 31. Давление в тормозной системе прицепа согласуется с давлением тормозной системы грузового автомобиля при помощи автоматических пневморегуляторов 34 и 35 тормозных сил и устанавливается таким, какое требуется для данной степени загрузки прицепа. Пневмоклапан 33 уменьшает величину давления на тормозных колодках для избегания блокировки колес передней оси в режиме притормаживания.

Ускорительные клапаны АВ 5 в прицепе и магнитные клапаны АВ 5 в грузовом автомобиле управляют (создание, поддержание и сброс) величиной давления в тормозных камерах и включаются с помощью электронных блоков АВ 5 (36 или 41). Это управление осуществляется независимо от давления, создаваемого тормозными кранами грузового автомобиля или прицепа.

В нерабочем состоянии (магниты обесточены) краны выполняют функцию ускорительных клапанов и служат только для быстрой подачи и сброса давления в тормозных камерах.

Стояночная тормозная пневмосистема

При изменении положения рычага тормозного крана с ручным управлением 16 полностью сбрасывается рабочее давление сжатого воздуха в пружинном энергоаккумуляторе пневмоцилиндра 19. В таком состоянии усилие на колесные тормозные механизмы, прилагается за счет сил упругости пружин пневмоцилиндров. Одновременно сбрасывается давление воздуха в магистрали на участке от тормозного крана 16 с ручным управлением до крана управления тормозом прицепа 17. При стоянке автопоезда удержание прицепа осуществляется путем подачи давления в управляющую магистраль. Так как, Директивы Совета Европейского Экономического Сообщества (ККЕС) включают требование, чтобы грузовой автопоезд (грузовой автомобиль и прицеп) мог удерживаться на месте только за счет тормозной системы автомобиля, то в тормозной системе прицепа можно сбросить давление переводом рычага тормозного крана с ручным управлением в «Положение контроля». Это позволяет проверить, отвечает ли стояночная тормозная система автопоезда требованиям ККЕО.

Вспомогательная тормозная система

При отказе рабочих тормозных контуров 1 и 2 автопоезда можно затормозить с помощью пружинных энергоаккумуляторов пневмоцилиндров 19. Усилие на торможение, необходимое для тормозных механизмов колес, создается, как уже указывалось в разделе «Стояночная тормозная система», за счет силы упругости предварительно сжатых пружин энергоаккумуляторов пневмоцилиндров 19. При этом, давление в пневмоцилиндрах сбрасывается не полностью, а только до уровня, необходимого для создания требуемого усилия торможения.

Торможение прицепа в автоматическом режиме (экстренное торможение)

В случае разрыва давление в магистрали мгновенно падает до атмосферного. В результате этого срабатывает тормозной кран 27 и начинается процесс экстренного торможения. При срабатывании рабочей тормозной системы встроенный в клапан управления тормозом прицепа 17, двухходовой двухпозиционный клапан перекрывает проходное сечение в направлении соединительной головки 11 магистрали снабжения сжатым воздухом. Таким образом, разрыв магистрали управления тормозной системы вызовет быстрое падение рабочего давления и в течение законодательно регламентированного времени (не более двух секунд) сработает тормозной кран прицепа 27. Начнется автоматическое торможение. При этом, обратный клапан 13 предотвращает случайное срабатывание стояночной тормозной системы при падении давления в магистрали подачи сжатого воздуха к тормозной системе прицепа.

Компоненты блока АВ 5

Как правило, в оборудование европейского грузовика входит: три контрольными лампы текущего контроля системы, реле, инфомодуль и розетка АВ5 (24В). После включения зажигания загорается контрольная лампа желтого цвета, если автомобиль с прицепом без системы АВ 5 или питающий кабель разорван. Контрольная лампа красного цвета гаснет, если автомобиль набрал скорость более семи км\ч и блок АВ5 не обнаружил неисправности в системе.

Пневмоподвеска грузового автомобиля: отличие от пневмы легковушек

Рассмотрим устройство пневмоподвески грузового автомобиля.

Если для легковых автомобилей пневматическая подвеска является элементом роскоши, повышающим комфорт и удобство передвижения, то для грузового транспорта она полезный и важный узел.

Она обеспечивает минимальный просвет между шасси и осями, поддерживает одинаковую высоту пола авто при изменяющейся загрузке, выдерживает гораздо бОльшие нагрузки и т.д.

Зачем грузовикам пневмоподвеска?

Как мы уже упомянули, пневмоподвеска грузовиков это больше необходимость, чем роскошь. Что же она даёт, и зачем нам знать устройство пневмоподвески?

Дело в том, что современные автомобили, в том числе и грузовые, с каждым годом становятся легче, а вот нагрузка, которую они должны везти становится больше.

В этих условиях классические стальные рессоры просто бы не справились, поэтому практически все производители большегрузов уже довольно давно применяют пневматические виды подвесок. Пользы от них масса, а именно:

• высокая плавность хода;
• отсутствие заметных смещений между шасси и осями машины;
• возможность регулировки высоты шасси;
• поддержание постоянной высоты кузова вне зависимости от загрузки;
• уменьшение частоты собственных колебаний шасси.

В целом, достоинств очень много, и они с лихвой перекрывают небольшие недостатки в виде достаточно высокой стоимости и более сложной конструкции по сравнению с обычными рессорами.

Устройство пневмоподвески грузового автомобиля

В принципе, устройство пневмоподвески в грузовом транспорте и легковушках схожее. Имеется в виду, что базовые узлы и элементы и там и там те же самые. Если точнее, то это:

• компрессор;
• ресиверы;
• пневмобаллоны;
• клапаны, с помощью которых управляется наполнение баллонов воздухом (механизм распределения воздуха);
• блок управления системой;
• пневмомагистрали.

О назначении вышеперечисленных элементов догадаться несложно. Компрессор нужен для нагнетания воздуха под давлением, ресиверы служат в качестве своеобразных аккумуляторов, накапливающих его, пневмобаллоны являются упругим элементом – можно сказать ключевой деталью, а механизмы распределения, действующие под неусыпным контролем блока управления, наполняют баллоны воздухом именного тогда, когда это нужно. Это если совсем вкратце.

Но устройство пневмоподвески грузовиков имеет и свою специфику, отличающуюся от легковых машин, и разница не только в размерах системы и количестве осей и колёс.

Основные особенности пневмосистемы грузовых авто заключаются в способе её управления.

Дело в том, что в отличие от легковых, где пневмоподвеска это больше роскошь, чем острая необходимость, в тяжёлой технике она выполняет много важных функций.

К примеру, постоянно поддерживает одинаковую высоту шасси и регулирует подвеску в транспортном режиме.

Для этого нужно постоянно контролировать количество воздуха в баллонах – выпускать излишки или наполнять новой порцией воздуха. Этим, как правило, занимается специальное устройство, именуемое краном уровня пола. Варианты систем управления могут быть такими:

• электронная;
• электромеханическая;
• механическая.В последних двух вариантах кран имеет шарнирное соединение с рамой автомобиля и в зависимости от её положения может автоматически впускать или выпускать воздух.

Помимо него устанавливается также кран ручного управления пневмоподушками. Он может иметь как самую примитивную ручную конструкцию, так и быть в виде клапанов, управляемых пультом из кабины или электроникой.

Таково устройство пневмоподвески грузового автомобиля и её особенности.

Не редкость, когда для повышения характеристик производители комбинируют «пневму» с классической рессорной подвеской, а также устанавливают перспективные гидропневматические стойки.

Всё для повышения комфорта и качества перевозок. Также пневматика не редкость и на пассажирских автобусах, причём в нашей стране на этом виде транспорта её применили уже в 70-х годах минувшего столетия на легендарном ЛиАЗ-677.

Устройство и принцип работы пневмоподвески

В современном автомобиле почти не осталось механических или электрических систем в чистом виде. Комплексное использование разных источников энергии и различных вариантов ее поглощения — вот формула автомобиля сегодня. Едва ли не самой показательной в этом плане будет пневматическая подвеска. Здесь переплелось все — пневматика, механика, электроника. Каждый элемент пневматической подвески работает на комфорт и управляемость, а как именно — узнаем прямо сейчас.

Особенности пневмоподвески автомобиля

Пневматическая подвеска в чистом виде существует только в теории. На практике так называют достаточно сложный комплекс механизмов и узлов разных типов. В этой подвеске пневматическим остается только сам упругий элемент, который заменяет классические пружины, рессоры или торсионы. Тем не менее это позволяет пневмоподвеске получить массу преимуществ перед другими конструкциями. Основное — плавность хода и возможность регулировки клиренса автомобиля.

Общий вид пневматической подвески Mercedes ml350

Реализация пневмосистемы невозможна без заимствования элементов подвесок других типов: МакФерсон, многорычажной подвески (Multilink), адаптивной и гидропневматической. Пневмоподвеска имеет достаточно высокую стоимость, поэтому в основном она находит применение на автомобилях премиум-сегмента. Хотя несколько десятилетий назад предпринимались попытки использовать ее на массовых моделях, таких как Ситроен СХ.

Пневморессоры на трехосном тягаче

Пневматические подвески получили широкое распространение в большегрузном транспорте и в автобусах, поскольку грузоподъёмность, габариты и особенности применения такой техники позволяют в полной мере реализовать все преимущества пневматики. Легковые подвески данного типа сложны по конструкции и работают, как правило, с амортизаторами регулируемого типа под управлением электроники. Такие системы называют адаптивной подвеской.

Конструкция классической пневмоподвески

За несколько десятков лет, в течение которых пневматическая подвеска устанавливалась на серийные автомобили, она успела доказать свою выносливость, работоспособность и, главное, практичность. Основные элементы пневматической подвески:

• пневматические упругие элементы;
• компрессор;
• ресивер;
• датчики положения кузова;
• система управления.

Пневмоэлементы

Пневмобаллоны, пневматическая рессора, упругий элемент, называть их можно по-разному. Суть от этого не меняется. Задача пневмоэлемента состоит в том, чтобы эффективно воспринимать нагрузки от неровностей дороги и сохранять клиренс автомобиля на заданном уровне. Для этого ему необходимо поддерживать определённое давление воздуха и сохранять его в своём объеме. Конструктивно пневмобаллон может быть либо выполнен вместе с амортизатором, либо устанавливаться отдельно.
Если это комплексное решение, то амортизатор и пневмоподушка будут называться пневмостойкой. Она аналогична МакФерсону, только вместо пружины — резиновая камера, заполненная воздухом. Некоторые виды пневмоподушек имеют ограничительные клапаны давления, а некоторые – пневмоаккумуляторы, чтобы не так зависеть от давления, которое создаёт следующий элемент системы.

Компрессор

Его задача сводится к тому, чтобы обеспечивать все пневморессоры воздухом под заданным давлением. Это не просто компрессор, а цепь элементов, контролирующих подачу воздуха и общее давление в системе; кроме того, в конструкцию компрессора обязательно входит осушитель для предотвращения накапливания влаги в системе.

Ресивер

Ресивером называют резервуар, который служит для накопления сжатого воздуха и дальнейшего поддержания заданного давления в системе. Это необязательный элемент, однако его применение крайне желательно, тк позволяет не заставлять компрессор качать воздух постоянно. После понижения давления в ресивере до определенного предела электроника даст команду компрессору на включение.

Система управления

Электронная система управления следит за давлением в пневмобаллонах и распределяет его по каждому из них. Для этого в систему пневматической подвески интегрированы ограничительные и перепускные клапаны. Датчики контролируют работу пневмосистемы, положение кузова, скорость движения автомобиля, качество дорожного покрытия, угол поворота рулевого колеса и положение педали акселератора. На основе данных показателей система управления регулирует положения кузова автомобиля и степень демпфирования амортизаторов (в случае адаптивной подвески).

Принцип работы

Основная задача пневматической подвески — поддерживать заданный уровень высоты положения кузова над дорогой и эффективно поглощать все неровности. Системой можно управлять как в ручном, так в автоматическом режиме. И тут с каждым годом у производителя появляется все больше и больше возможностей. Данные, полученные от датчиков, передаются в систему управления, а она уже раздает команды исполнительным устройствам: подкачать и повысить давление либо стравить давление из переднего или заднего контура (или обоих сразу) и прижать кузов автомобиля к асфальту на минимально допустимое расстояние на высокой скорости. Каждая пневматическая подвеска имеет свои настройки и свое предназначение, которые зависят, в первую очередь, от типа автомобиля.

Применение пневматической подвески

Самые простые пневматические системы (что,кстати, не значит дешёвые) могут быть установлены только на заднюю ось. Часто такие решения можно встретить на универсалах и больших кроссоверах. Система предполагает периодическую повышенную нагрузку на задний мост, поэтому регулирует клиренс и жёсткость подвески в зависимости от загрузки. В основном такие схемы работают в паре с многорычажкой Multilink, но могут использоваться и со стойками МакФерсон. Причём такая пневмоподвеска позволяет максимально “опустить” автомобиль, что очень упрощает погрузку и выгрузку.

Кнопки управления пневмоподвеской Мерседес

Однако чаще всего пневматика устанавливается на все четыре колеса. Это даёт возможность более гибко управлять клиренсом. Такая схема используется не только на дорогих кроссоверах, но и на спортивных автомобилях, где каждый миллиметр дорожного просвета будет влиять на аэродинамику и, как следствие, на скорость и управляемость.

В последние годы конструкция пневматической подвески становится все более надежной, что позволяет устанавливать ее не только на дорогие автомобили премиум-сегмента. Применение пневматической подвески позволяет сделать управление автомобилем более динамичным, повысить плавность хода и уровень комфорта. Это достигается за счет возможности изменения положения кузова и степени демпфирования амортизаторов.