Принцип работы и секреты пневмоподвески грузовых автомобилей

В данной статье пойдет речь о принципе работы частей пневматической подвески с некоторыми хитростями, связанными с регулировками пневмосистемы. Преимущество пневмоподвески перед рессорной подвески, это плавность хода, возможность регулировки высоты рамы, а это очень удобно при погрузке-разгрузке автомобиля и при сцепке-расцепке автопоезда.

Данная система все чаще встречается в современных автомобилях, а особенно на грузовых, их условно можно разделить на три основных типа по способу управления:
- полностью электронная пневмоподвеска на Mercedes, MAN, Renault, DAF, Scania;
- электромеханическая подвеска. встречается на Volvo, Scania;
- подвеска с механическим управлением, встречается на старых моделях тягачей и на прицепах.

Изначально воздух в пневмоподвеску поступает после заполнения контуров рабочей и стояночной тормозных систем, таков принцип работы практически у всех грузовых автомобилей. В пневматической системе подвески обязательно присутствуют два перепускных клапана, первый клапан без обратного потока, он открывает воздух к пневмоподушкам и при достижении давления в системе около 8 атмосфер, второй перепускной клапан, с обратным потоком, пропускает воздух от подушек в ресивер пневмоподвески при достижении давления 10 атмосфер. Воздух в первую очередь попадает в пневморессоры, а уже потом в ресивер, а после заполнения ресивера пользуется этим запасом в обратную сторону.


В подвеске с электромеханическим или просто механическим управлением воздух сначала попадает на вход клапана уровня рамы. Этот прибор расположен на раме и шарнирно с помощью регулируемой тяги соединен с мостом автомобиля. Он служит для автоматической регулировки подвески в транспортном положении, а более сложный вариант выполняет также функцию автоматического ограничения высоты подвески при максимальном подъеме. В зависимости от положения рамы относительно моста клапан может открыть путь воздуха к подушкам, перекрыть воздух, или соединить пневмобаллоны с атмосферой и выпустить часть воздуха. На задней оси могут устанавливаться два клапана, в таком случае правая и левая сторона регулируются отдельно. Обозначения выводов: вход 11, выход к пневмобаллонам 21 и 22, атмосфера 3. В более сложной конструкции дополнительные выводы 12 и 23 работают в устройстве ограничения максимальной высоты подъема, а при подаче воздуха на вывод 4 уровень шасси подрастает на 75 – 85 мм выше транспортного положения (удобно при установке цепей противоскольжения). Примером использования клапана такой конструкции служит пневмоподвеска с механическим управлением Scania. Про неисправности клапанов мы еще расскажем, а пока идем дальше.

Между клапаном и непосредственно пневмоподушками устанавливается кран ручной регулировки уровня. Он может быть механическим, с рычагом переключения, или электропневматическим с пультом управления в кабине. Этот прибор имеет три положения: транспортное (при котором пневмоподушки соединены непосредственно с клапаном уровня пола), подъем кузова (при котором пневмоподушки соединяются с воздушным ресивером) и опускание кузова (при котором воздух из подушек выходит в атмосферу). Рукоятка механического крана имеет промежуточное положение – СТОП, в котором перекрываются выводы из пневмобаллонов. Кран ручного управления имеет довольно простое устройство и его подробное описание не имеет смысла. Заметим, что сейчас на грузовиках это «чудотехники» встречается крайне редко, только на старых моделях, а вот прицепы с пневмоподвеской имеют этот кран в стандартной комплектации.

Устройство электропневматического крана, устанавливаемого на современные грузовики, немного сложнее. Функции подъема, опускания и транспортного положения осуществляются комбинацией из двух электромагнитных клапанов. В исходном положении без подачи напряжения на соленоиды воздух свободно проходит от клапана уровня рамы к пневмоподушкам. При включении режима ручной регулировки от пульта управления идут команды на подъем (под напряжением два соленоида) или опускание (один соленоид). Для ограничения максимальной высоты подъема на раме устанавливается индуктивный датчик. При наличии пневмоподвески на передней оси, ею управляет отдельный электропневматический кран.

На Scania система выглядит несколько иначе. Ручное управление реализуется с помощью трех электромагнитных клапанов. Первый клапан срабатывает при включении ручного режима – он перекрывает магистраль выхода клапана уровня рамы. Второй клапан работает при подъеме подвески, он соединяет ресивер сжатого воздуха с подушками. Третий клапан служит для выпуска воздуха в атмосферу при опускании. Максимальная высота при ручном подъеме ограничивается с помощью уже известного нам клапана уровня пола, но более сложной конструкции. Воздух поступает на вход под номером 12 и через открытый клапан и выход 23 направляется к подушкам. В положении соответствующем максимально допустимой высоте (оно регулируется), клапан закрывается, прекращая подъем.


Сознательно оставим напоследок рассказ о системе электронного управления пневмоподвеской и перейдем к описанию пневмоподвески грузовика с колесной формулой 6х2. Конструкция усложняется наличием дополнительного моста-ленивца. Этот мост может находиться как позади ведущего моста, так и впереди него. В исправном состоянии давление воздуха в пневморукавах ведущего и поддерживающего мостов одинаково. Это позволяет равномерно распределить нагрузку по осям и вписаться в законодательные нормы. Для справки приведем данные весовых ограничений для некоторых стран.

Для уменьшения сопротивления качению и снижения износа шин поддерживающий мост часто делают подъемным. Функционально это выполняется следующим образом. Электромагнитный клапан, установленный в пневмомагистрале, перекрывает подачу воздуха в подушки и выпускает находящийся в них воздух в атмосферу. Одновременно подается воздух в подушку подъема моста. Для компенсации проседания подвески за счет увеличения нагрузки на ведущую ось в работу вступают пневмоцилиндры клапанов уровня пола. Удлиняя тягу, соединяющую клапан с ведущим мостом, они позволяют сохранить подвеске транспортное положение. Нагрузку на ось легко определить по величине давления в пневмоподушках. По конструкторским задумкам любая система должна автоматически распознавать перегрузку ведущего моста и реагировать на нее. С этой целью в пневмоподвеске 6х2 обязательно устанавливают датчик перегрузки, который в данном случае представляет собой обычный контакт. Если при подъеме тележки достигается максимальная нагрузка на ведущую ось, срабатывает датчик давления и через несколько секунд (в системе работает реле времени для фильтрации кратковременных нагрузок) мост автоматически опустится. На груженом автомобиле подъем тележки функционирует только в режиме увеличения тягового усилия. Мост поднимается на несколько секунд и автоматически опускается. Функцию увеличения тягового усилия можно расписать подробнее. В зависимости от законодательных норм в части ограничения осевых нагрузок существуют различные варианты специальных исполнений. Например, в некоторых упрощенных вариантах мост не приподнимается, а для увеличения тягового усилия просто выпускается воздух из подушек. Или еще один вариант – воздух из подушек не выпускается, а просто перекрывается одновременно с подачей воздуха в пневмоподушку подъема моста. Мост поднимается до тех пор, пока противодавление не станет слишком сильным. Увеличение нагрузки на ведущих колесах обеспечено, и налицо явная экономия воздуха и энергии компрессора.


Теперь поговорим о неисправностях по порядку.

Шарниры тяги клапана уровня рамы изнашиваются и соскакивают, а автомобиль может соответственно опустить либо существенно «подрасти». Шарниры в случае видимого износа лучше заменить, по возможности сохранив первоначальную длину тяги. Клапан уровня рамы требует внимания в случае, если тяга на месте, а подвеска все равно не слушается. Чаще всего этот элемент удается отремонтировать, если под рукой есть нужный ремкомплект. Единственное противопоказание – сломан эксцентрик или вал рычага. Электропневматический кран тоже можно отремонтировать с помощью соответствующего ремкомплекта, предварительно проверив обмотки соленоидов омметром. На Volvo FH иногда встречается неисправность, когда в левую и правую сторону подушек идет разное давление. Если установлено два клапана уровня (это редкость) – причина в разной работе клапанов, но чаще имеется один клапан на две стороны и неисправность, скорее всего, в электропневматическом кране.
Последнее время практически все производители стали оснащать грузовики электронной системой управления пневмоподвеской. Система разработана Wabco и имеет официальное название ECAS (Electronically Controlled Air Suspension). Несмотря на то, что различные производители иногда называют систему по-своему, функционально это одно и то же. Измерительная часть системы состоит, как правило, из двух датчиков, установленных на раме. На передний мост при наличии пневмоподушек ставится один датчик. Конструкция датчика представляет собой индуктивную катушку и сердечник. Сердечник перемещается внутри катушки под действием механизма – рычага с кривошипом. В зависимости от положения рычага катушка может иметь разную индуктивность. По величине индуктивности электроника получает информацию о текущей высоте подвески. Блок управления является основной частью системы. Он расположен в кабине водителя и имеет в своем составе микропроцессор, блок памяти и выходной каскад для управления исполнительными устройствами. В данном случае основным устройством является блок магнитных клапанов. Он расположен в непосредственной близости от пневмобаллонов.

Блок клапанов для управления одной осью имеет три магнита. Один из них управляет центральным клапаном подачи и сброса воздуха во внутренней камере блока. Два других клапана соединяют внутреннюю камеру блока с пневмобаллонами левой и правой стороны автомобиля. По информации от датчиков перемещения c обеих сторон оси регулируется высота бортов автомобиля и, несмотря на неравномерное распределение нагрузки на кузов, сохраняется горизонтальное положение. В автомобилях с подъемной осью управление подушками и подъемом оси осуществляется в одном блоке: в этом случае он имеет более сложную конструкцию, но принцип работы сохраняется. В магистрали пневморессор обязательно присутствует датчик давления. По цифровому сигналу, приходящему в блок управления, определяется максимальная нагрузка на ось.

Обязательным элементом системы является пульт управления. Кроме стандартных функций подъема, опускания и транспортного положения пульт дает возможность запрограммировать несколько промежуточных положений, что может быть с удобством использовано в различных ситуациях. Некоторые варианты электроники (MAN F2000, Volvo FM) позволяют изменять уровень транспортного положения переключением клавиши на панели приборов. Понижение уровня транспортного положения для пустого автомобиля позволяет компенсировать деформацию шин от нагрузки при порожнем пробеге.

О работе системы ECAS информируют контрольные лампы на щитке приборов. Желтые лампы сообщают о включении режима ручной регулировки (гаснет при установке в транспортное положение) и подъеме поддерживающего моста. Постоянно горящая лампа красного цвета информирует о неисправности системы. Для определения характера неисправности требуется подсоединение диагностического тестера. Связь между элементами системы происходит в цифровом виде, и «голыми руками» с ней не справиться. Здесь самое время поделиться практическим опытом. Наибольшее число неприятностей связано с датчиками уровня. Конденсат, скапливающийся со временем внутри пластмассового корпуса, либо полностью выводит датчик из строя (замерзая при низкой температуре), либо, оставаясь исправными, датчики начинают давать блоку управления разные показания, а он соответственно не может выставить подвеску в транспортное положение. Временно выйти из такой ситуации можно, осторожно отсоединив один разъем с левого или правого датчика. На щитке приборов загорится красная лампа неисправности, и в аварийном режиме регулировка уровня будет производиться по одному датчику на обе стороны равномерно. Заболевший датчик иногда можно вылечить, просто удалив из него влагу, убедившись заодно в исправности эксцентрика, перемещающего сердечник. «Правильный» способ ремонта предусматривает замену обоих датчиков на новые, с последующей калибровкой. Устанавливая датчики, советуем убедиться в отсутствии люфтов в рычагах и одинаковом положении рычагов с обеих сторон. Суть процесса калибровки заключается в запоминании блоком управления показаний датчиков в нижнем, верхнем и транспортном положении подвески. Калибровка производится с помощью специального прибора, подключаемого в диагностический разъем автомобиля, а высота транспортного положения выставляется с помощью определенной измерительной процедуры (для каждой модели автомобиля существует своя высота). Обратим внимание на серьезность этого момента – от высоты подвески в транспортном положении зависит, кроме всего, и тормозное усилие. Это относится ко всем видам подвесок. При большом желании калибровку можно выполнить без прибора. В блоке управления предусмотрена функция запоминания выставленного уровня при кратковременном соединении определенного штекера с минусом аккумулятора, но эта операция требует дополнительного подробного описания для каждой модели. Иногда встречаются неисправности, связанные с электромагнитным блоком клапанов, а также пультом управления. Обмотки электромагнитных клапанов и проводку к ним удобно проверять прямо из кабины, отсоединив разъем блока управления. Для этого под рукой нужно иметь электрическую схему и обычный омметр. Неисправность пульта управления проще определить, подсоединив на его место заведомо исправный пульт, цифровые сигналы вручную не проверить. И еще, если при включении зажигания не горят контрольные лампочки, относящиеся к системе пневматической подвески, начните с предохранителей.

Завершая статью, несколько общих советов:
1. Нагрузку на ось груженого автомобиля может четко показать манометр, подсоединенный к контрольному выводу пневморессора.
2. Неравномерное распределение нагрузки по осям может возникнуть вследствие разного давления в пневморессорах ведущего и поддерживающего мостов, за это отвечают упомянутые в статье приборы и механизмы. Если отсутствует возможность точного определения причины неисправности, можно временно соединить между собой магистрали пневморессор обоих мостов через контрольные выводы.
3. Правильная регулировка высоты уровня рамы косвенно влияет на распределение нагрузок по осям.

Запчасти пневматической подвески для грузовых автомобилей ДАФ, Скания, Ивеко, Рено, МАН, Ивеко, Мерседес можно приобрести на сайте hodovik.com у нас можно купить клапаны, краны, тормозные краны, краны ручного тормоза, энергоаккумуляторы, пневморессоры (подушки, пневмоподушки), тормозные шланки и многое другое.

опубликовано: blog.auto-sklad.com

Похожие материалы: