Пневматическая подвеска автомобиля

Пневматическая подвеска является стандартной на городских автобусах и тяжелых самосвалах. Как правило, на автобусах применяется пневматическая подвеска баллонного типа (рис. 153, 154).

Рис. 153. Подвеска переднего моста автобуса ЛИАЗ-677М

Поршневого типа подвески применяютсяна тягачах КЗКТ – рис. 155, 156 и тяжелых самосвалах БЕЛАЗ – рис. 157

Рис. 154. Пневмобаллон подвески

автобуса ЛИАЗ-677 М

Рис. 155. Пневморессора подвески

передних колес тягача КЗКТ-538Д

1– шток с поршнем; 2 – цилиндр; 3 – диафрагма;

4 –проушина

Рис. 156. Подвеска переднего колеса двухосного тягача КЗКТ-538Д

Устанавливаемая на нижнем рычаге подвески переднего колеса тягача КЗКТ-38Д пневморессора называется также гидропневморессорой (сокращенно – ГПР), имеет следующие параметры:

- статическая нагрузка на рессору – 70 КН;

- давление азота при статической нагрузке – 5,4 МПа;

- собственная частота колебаний остова сиденья в кабине тягача – 67 кол./мин;

- полный ход поршня в цилиндре рессоры – 100 мм;

- динамический ход рессоры – 40 мм;

- диаметр цилиндра – 120 мм;

- масло над порнем марки АУ (МГ-22А) ТУ 38 1011232-89;

- длина по центру проушин – 540 мм.

Для увеличения износостойкости внутренняя поверхность цилиндра пневморессоры хромируется и полируется. Так как смесь воздуха и масла взрывоопасна, рессора заправляется азотом.

а)

б)

Рис. 157. Передняя подвеска самосвала БЕЛАЗ-540М:

а – управляемый мост; б – пневмоцилиндр; 4 – продольная

штанга; 14 – поперечная штанга

На легковых автомобилях среднего класса французской фирмы Ситроен начиная с модели DS-19 (рис. 158), выпущенной в 1956 г., устанавливается пневматическая подвеска с упругими элементами поршневого типа. Автомобили имеют очень хорошую плавность хода. Частота колебаний кузова над передней подвеской равна 43...54 кол/мин, над задней – 43-44 кол/мин. Максимальные ускорения на сиденьях на асфальтированной дороге – 1...1,5 м/с², на булыжном шоссе – 2,5...3 м/с². Давление жидкости при полной нагрузке (5 чел. и 50 кг багажа) составляет в цилиндрах передней подвески 10 МПа, в цилиндрах задней подвески 9,2 МПа. Водитель со своего места может изменять дорожный просвет автомобиля, устанавливая: 160 мм – на асфальтированной дороге, 190 мм – на неровной дороге, 215 мм на изношенной дороге, 215 мм – на разбитой дороге, 275 мм – для преодаления особо тяжелых участков дороги и для снятия колеса. При этом на снимаемом колесе дорожный просвет равен 90 мм

Рис. 158. Автомобиль мод. Ситроен DS-19 с пневматической подвеской колес

Постояный уровень кузова поддерживается изменением давления воздуха в баллонах пневмоподвески ("пневматическая компенсация" уровня”) или количества масла над поршем в цидиндрах гидроподвески ("гидравлическая компенсация уровня"). Пневматическая компенсация в отличие от гидравлической обеспечивает почти постоянную частоту колебаний: рис. 159, где n/n_о – отношение частот колебаний при постоянном уровне кузова, но разных нагрузках; G/G_о – отношение нагрузок, приходящихся на упругий элемент подвески.

Рис. 159. Зависимость частоты колебаний

от нагрузки при различных компенсациях уровня:

1 - пневматическая компенсация; 2 - гидравлическая компенсация

Используя пневматический упругий элемент диафрагменного типа, можно получить упругую характеристику различного вида. На рис. 160 показана зависимость активной площади оболочки диафрагменного пневмобаллона от формы внутреннего корпуса.

Для подвесок с диафрагменными пневмобaллонами достижимой является частота собственных колебаний кузова 37...39 кол/мин. Для пневмобаллонов рукавного и подушечного типа частота колебаний кузова находится обычно в пределах 70-80 кол/мин. Ускорения на сидениях автомобилей с пневмоподвесками в 1,5...2 раза ниже, чем с другими подвесками.

Рис.160. Упругая характеристика диафрагменного пневмобаллона

Частота собственных колебаний кузова автомобиля над пневмобаллоном может быть определена следующим образом:

n = ,

где P_aG - абсолютное давление в пневмобаллоне под нагрузкой; P_иG - избыточное давление в пневмобаллоне под нагрузкой; S_G - эффективная площадь баллона; g - ускорение свободного падения; g - показатель политропы (g =1,3 - для обычных частот); V_G - объем баллона под нагрузкой.

Для пневмоэлемента поршневого типа, где изменениe эффективной площади, т.е. площади, передающей усилие на кузов, отсутствует, частота колебаний может быть рассчитана:

n = .

Подставив в эту зависимость V_G = S_G × (h_o – f_G ), где h_o - высота столба газа в пневмоэлементе, f_G - смещение поршня под нагрузкой, получим:

n = .

Преимуществами автомобилей с пневмоподвесками кроме высокой плавности хода является виброзащита кузова от воздействий микронеровностей дороги, постоянство уровня кузова независимо от веса перевозимого груза и др. Однако из-за сложности конструкции автомобильные фирмы пневмоподвеску на легковые автомобили ставят очень редко.