Преимущества пневмоподвески для грузового транспорта
Многие эксплуатационные качества грузового автомобиля, такие как устойчивость в движении, плавность хода, долговечность узлов и отдельных деталей машины во многом зависят от характеристик подвески. Важность этих характеристик особенно возрастает в тяжелых дорожных условиях. Именно подвеска определяет среднюю скорость грузовика на плохой дороге, а не мощность двигателя, как некоторые считают.
На основании опыта эксплуатации грузовиков собрана некоторая статистика относительно влияния неровности дорожного покрытия на производительность автомобиля:
- снижается скорость движения на 35-40%;
- увеличивается расход топлива на 50-70%;
- ускоряется износ ходовой части на 40%;
- общая производительность грузового автомобиля падает на 33-36%;
- стоимость транспортировки грузов в среднем возрастает на 60%.
Среди косвенных потерь отмечается увеличение вредных выбросов в атмосферу из-за перерасхода топлива, износ шин, отпуск ресурсов и трудозатрат на техническое обслуживание авто. Данных проблем могло бы не быть, если бы качество дорожного покрытия было в идеальном состоянии. Однако есть и другой путь – улучшить подвеску. На первый взгляд эта мера может показаться нерентабельной, но, учитывая массовость грузовых авто и все перечисленные прямые и косвенные потери, является все же экономически обоснованной.
Усовершенствование подвески также важно и для ровных дорог, поскольку в последнее время ужесточаются требования к управляемости грузовых автомобилей и автопоездов.
Весовой коэффициент (отношение грузоподъемности автомобиля к собственному весу) выпускаемых грузовиков год от года увеличивается. Наблюдается отчетливая тенденция к уменьшению веса автомобиля при сохранении грузоподъемности. Подвески со стальными рессорами перестают соответствовать современным требованиям:
- обеспечение плавности хода без существенных смещений как подрессоренных, так и неподрессоренных частей;
- обеспечение постоянной высоты расположения кабины (подножки или пола) независимо от загрузки;
- просвет между шасси и осями должен быть минимальным.
Линейные характеристики упругих элементов не позволяют добиться приемлемой частоты колебаний, однако проблему можно решить при помощи упругих элементов с нелинейными характеристиками. Для этого конструкторы используют решения с привлечением пневматики и гидропневматики.
Снижение амплитуды колебаний в таких упругих элементах достигается за счет большой энергоемкости при сильных прогибах и в основном рабочем диапазоне. По этой же причине уменьшается и количество энергии, передаваемое амортизаторам. В подвесках со стальными упругими элементами улучшение характеристик достигается только усложнением конструкции.
Одним из главных достоинств пневматической подвески является автоматическая регулировка жесткости хода при изменениях условий нагрузки. В свою очередь это повышает плавность хода и улучшает ряд других характеристик. По части долговечности пневматические упругие элементы вне конкуренции: по данному параметру стальным элементам с ними не сравниться. Ресурс превмоэлементов может доходить до 1 млн. км., например, баллоны на автобусах GMC.
Благодаря совокупности положительных характеристик, пневмоподвески улучшают эксплуатационные качества автомобиля в целом. Среди них и устойчивость, и понижение центра тяжести, стабильность положения по горизонтальной оси, увеличение срока эксплуатации транспортного средства и прочее.
По себестоимости производство пневматических и рессорных подвесок практически уравнялось, а, учитывая технический и экономический эффект, «пневматика» – наиболее востребована.
Разновидности и возможности пневмоподвесок
Существуют два типа пневматических упругих элементов, один из которых резинокордный, имеющий переменную эффективную площадь, а другой – поршневой, с постоянной эффективной площадью.
Резинокордные двойные баллоны получили сегодня наибольшее распространение. Их целесообразно использовать при изменениях подрессоренной массы в широком диапазоне, как это происходит с задними подвесками грузовых автомобилей, седельных тягачей, а также подвесками автобусов и прицепов. Учитывая, что пневмобаллоны существенно умягчают ход, их также имеет смысл использовать и на крупном общественном транспорте.
Упругие элементы баллонного типа должны работать только на сжатие. Чтобы обеспечить это, в конструкцию подвески включены ограничители отбоя. Вместе с ограничителями сжатия и устройством, гасящим вертикальные колебания, они составляют довольно громоздкую конструкцию, что можно отнести к недостаткам пневмоподвески.
Однако ее преимущества впечатляют больше. Так, например, в современных версиях пневмоподвеска оснащается системой электронного контроля уровня платформы (ELC), которая позволяет регулировать высоту передка трехосного автомобиля в диапазоне 300 мм. Задняя ось может быть приподнята на 134 или опущена на 100 мм относительно уровня дороги. Управлять высотой можно при помощи внешнего пульта, что позволяет точно состыковать платформу с разгрузочной площадкой склада и беспрепятственно въезжать в кузов автопогрузчикам.
Наличие пневмоподвески задней оси седельного магистрального тягача существенно облегчает сцепку и расцепку, благодаря простой регулировки высоты задней части рамы.
