Установка пневмоподвески на автомобиль

Пневмоподвеска — решение, обычно используемое на грузовом транспорте, сейчас потихоньку начинает проникать и в среду легковых автомобилей. Что это за штука, чем она полезна и оправданно ли ее  использование? Давайте разбираться.

Принципиально пневмоподвеска — это альтернатива металлическим пружинам или рессорам, то есть тем элементам, которые отвечают за комфортное передвижение по кочкам и неровностям. Есть еще амортизаторы, но их задача — минимизировать остаточные сжатия — растяжения пружин. Простой пример: возьмите пружинку (скажем, от авторучки) и подвесьте на один ее конец грузик. Затем держите пружинку за другой конец, а грузик чуть приподнимите. Пружинка сожмется. Теперь отпустите грузик. Пружинка будет сжиматься — растягиваться, каждый раз с меньшей амплитудой, пока не остановится в одном положении. Длительность этого процесса может быть достаточно большой. Так вот, амортизаторы сокращают количество колебаний. Тоже полезно, но нас сейчас больше интересуют пружины, так как именно они не допускают (при соблюдении некоторых условий) тряски кузова машины во время движения.

Одна из возможных схем оборудования задействованных в установке пневмоподвески.

Зачем нужна пружина

Общий принцип комфортной езды (в плане тряски и раскачивания кузова) зависит от двух вещей: массы автомобиля и жесткости пружины. Легкий автомобиль + жесткие пружины = езда на «отбойном молотке». Тяжелый автомобиль + мягкие пружины = морская качка и пробои подвески. То есть нам нужно соответствие этих параметров. Но, допустим, у нас пружины соответствуют массе автомобиля. Ага, но только какой? Когда вы едете один и без груза? Или везете четверых пассажиров, каждый килограммов по 100 весом? Или когда у вас, помимо пассажиров, еще и в багажнике груз весом пусть всего 100 кг? Разница по весу получается значительной, а пружина не настолько универсальна, чтобы корректно работать во всех этих ситуациях. Соответственно, жесткость пружины надо менять. Но как же изменить жесткость железной проволоки, закрученной в спираль? Да никак, в том-то и дело. И тут на помощь приходит пневмоподвеска.

Еще одна проблема, связанная с изменением загрузки автомобиля — проседание кузова. Под большим весом пружины сжимаются, и уменьшается клиренс, что на наших дорогах, «оснащенных» не только кочками и ямами, но и сделанными как бог на душу положит лежачими полицейскими, может даже стать причиной поломки средства передвижения. Или, наоборот, автомобиль рассчитан на большую загрузку и, если ехать пустым, кузов слишком сильно приподнимается над землей, меняется положение центра тяжести и поездка становится менее комфортной. И тут тоже пригодится пневмоподвеска.

В этом автомобиле для установки пневмосистемы использования нишу запасного колеса. Отсутствие запаски необходимо компенсировать наличием в машине герметика для шин.

Кто использует пневмоподвеску

Пневмобаллоны вместо рессор и пружин используются в грузовом транспорте — там изменение веса огромное и без сжатого воздуха никуда. Тут баллоны служат для компенсации увеличения веса.

Еще одно направления применения — внедорожники, используемые как в городе, так и вне цивилизации. Резкое различие в условиях эксплуатации требует изменения клиренса: в городе и на трассе, где скорость большая, желателен низкий клиренс, с которым по лесу не проедешь.

И, пожалуй, наиболее интересное направление — low-riding, идея которого — опустить автомобиль до самой земли, чтобы волос не проходил. Понятно, что такое транспортное средство может передвигаться только по идеально гладкой твердой поверхности, которых не много. Вот и приходится вне площадок, где можно себя показать, клиренс увеличивать. А еще независимая пневмоподвеска на все колесах помогает машинам «танцевать»: изменение расстояния от колеса до кузова заставляет машину наклоняться в разные стороны, а наиболее умелые low-rider's могут делать это, попадая в ритм музыки. Картина захватывающая.

Для того чтобы информация о положении подвески поступала в блок управления на элементы кузова устанавливаются датчики.

Одного пневмоэлемента мало

Рабочий элемент пневмоподвески, заменяющий пружину или рессору, — это, по своей сути, резиновый мешок (он же — пневморессора, она же — пневматический элемент, она же — пневмоподушка) с отверстием, через которое поступает или откачивается воздух. Всем известно, что чем сильнее надуть подобное изделие, тем более жестким и устойчивым к сжатию оно становится. Вот именно этот мешок, который заменяет собой пружину, позволяет подстроиться к изменению веса автомобиля и получить отсутствие тряски. Еще одно свойство пневморессоры — изменение размера, которое, если его направить в нужном направлении, меняет у машины клиренс.

Но просто только в теории. На практике встают следующие проблемы:

1. Мешок должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать не просто вес автомобиля, а вес автомобиля, ускоренный во время перемещения вверх-вниз. Значения довольно большие и, соответственно, упругие элементы должны разрабатываться с большим запасом. Отсюда более высокая стоимость по сравнению с пружинами.
2. Как закачивать и откачивать воздух. Это должно делаться быстро и, если с откачиванием все понятно — открыл клапан, воздух «выбежал», причем чем больше отверстие, тем быстрее он выходит, то с поступлением все несколько сложнее. Понятно, что нужен компрессор. Но дополнять машину мощным компрессором — вариант неправильный. Мощный компрессор, производительности которого хватит для решения поставленной задачи, будет потреблять неоправданно много энергии и займет огромный объем. И тут на помощь приходят ресиверы. Ресивер — металлический баллон, в который обычным небольшим компрессором закачивается воздух с большим давлением. И когда требуется «надуть» пневмомешок, весь воздух из ресивера «выплевывается» в считанные доли секунды, поставляя необходимый объем. Впрочем, обычно настолько быстрой работы не требуется и скорость потока ограничивают сечением входного отверстия и автоматическим краном-регулятором. То есть просто заменить «железки» на «резинки» не получится — надо еще приобрести дополнительное оборудование.
3. В зависимости от назначения надо, чтобы пневмоэлемент при накачивании либо сохранял свои размеры (или не сильно их увеличивал), либо увеличивался в высоту. То есть, необходимо правильно подбирать пневморессоры под свои потребности.
4. Установка элементов пневмоподвески в автомобиль. Если автомобиль изначально создается под применение пневмоподвески, то, понятно, место под все составляющие предусматривается. А если речь идет о переделке, то надо найти способ размещения пружин, компрессора, ресивера, а также проложить воздушные магистрали и электропитание, предусмотреть и установить управляющие элементы — пневмоклапаны, реле, манометры, выключатели. Задача не простая, но решаемая. То есть придется затратить деньги и/или время на установку дополнительного оборудования.

Один из вариантов размещения пневмоэлемента с упором на кузов машины.

Из чего состоит

Пневмоподвеска может устанавливаться на одну ось или каждую оси, причем колеса на оси могут управляться либо зависимо, либо каждое самостоятельно.

Наиболее простая схема установки пневмоподвески применяется при установке «воздушки» на одну ось по зависимой схеме. Она состоит из компрессора, ресивера, разделителя воздушных потоков, пневмобаллонов (по одному на каждое колесо), воздушных магистралей, манометра, трехпозиционного выключателя (выкл., накачивание, спуск) и клапана, предотвращающего выход воздуха из пневматических мешков.

Более сложная схема включает в себя еще реле для автоматического контроля над давлением в системе или каждом мешке, увеличивается число манометров, компрессоров с ресиверами, датчиков, элементов управления. В совсем сложные схемы вводят микропроцессорные блоки управления, позволяющие подгонять жесткость подвески без участия или с минимальным участием водителя.

На автомобиле с установленной пневмоподвеской клиренс может меняться одним нажатием кнопки.

На практике

Примером раздельной пневмодвески с установкой на каждое колесо могут служить два проекта, недавно показанные на выставке «Московское тюнинг-шоу 2014». Две компании показали, насколько разной может реализация одной и той же задачи на основе одних и тех же главных компонентов: компрессора и ресивера.

Компания Tany, владелец торговой марки «Беркут», объявила конкурс на лучший проект по инсталляции пневмоподвески на основе своей продукции: двух компрессоров Беркут PRO24 и двух ресиверов Berkut AT-08 объемом 2 галлона (7,6 л) каждый.

Специальная серия компрессоров Berkut Professional включает в себя два компрессора, Berkut Pro 20 и Berkut Pro 24, два ресивера Беркут AT-08 и Беркут AT-10, а также комплекты подключения.

Компрессор Berkut Pro 20 предназначен исключительно для стационарной установки и работы с ресивером, обладает производительностью 42 л/мин и обеспечивает давление до 10,5 атм. Рабочий цикл 33%: 15 минут работает, 30 — отдыхает.

Компрессор Berkut Pro 24 — самая мощная модель в линейке компрессоров Berkut. Его производительность 47 л/мин, а максимально развиваемое давление — 10,5 атм. Рабочий цикл 100%, то есть компрессор может работать непрерывно.

Обе модели устойчивы к перепадам температур, защищены от перегрева и снабжены воздушным шлангом в металлической оплетке, выдерживающим высокое давление. Класс защиты от воды и пыли — IP67, что позволяет устройствам безболезненно переносить кратковременное погружение в воду на глубину до 1,5 м. Особое внимание уделено надежности компрессоров Berkut серии Pro. Здесь используется поршневой компрессор, не требующий смазки, стоит мощный теплоотвод и применен электродвигатель новой конструкции, обеспечивающий повышенный КПД. Для обеспечения возможности работы под водой в комплект входит специальный воздуховод для размещения воздушного фильтра.

Ресиверы Berkut AT-08 и Berkut AT-10 имеют, соответственно, объем 2 Ga (7,6 л) и 2,5 Ga (10,5 л). Оба хранилища воздуха рассчитаны под рабочее давление 10,5 атм и может использоваться в любых местах, включая подкапотное пространство или нишу под днищем кузова. Изнутри ресиверы обработаны специальным антикоррозийным составом, не позволяющим конденсату повредить стенки резервуара.

Установочные комплекты Berkut позволяют собрать бортовую пневмосистему и делятся на три вида. Berkut TG-53 – комплект начального уровня, включающий 6 позиций и позволяющий подключить одно пневмоустройство. Berkut TG-55/56/57 средний по составу комплект, обеспечивающий установку разветвленной системы, с реле-ограничителем и манометром. Различия этих трех модификаций в реле-ограничителях, обеспечивающих разные значения давления, при которых включается/выключается компрессор. И самый полный комплект, Berkut TG-59, позволяющий установить многозадачную пневмосистему с раздельным управлением устройствами.

На первоначальном этапе были отобраны две команды, которые и показали, что может получиться из, казалось бы, чисто технической задачи. Компания Recast выбрала в качестве автомобиля-донора VW Tiguan и использовала в качестве комплектующих подушки AirLift и элементы управления от Accuair e-Level. Команда LowLaboratory, при инсталляции пневмосистемы в Toyota Rumion, тоже выбрала пневмоэлементы  AirLift, а остальное, напротив, все делала своими руками.

Результат получился совершенно разный по дизайну, хотя на деле и та, и другая машина получили одинаковые возможности: поднимать и опускать независимо каждое колесо.

И та, и другая команда установили рабочие элементы в багажниках автомобилей и предусмотрели светодиодную подсветку.

Управление в обоих случаях осуществляется с проводного пульта, который не закреплен и может использоваться как водителем, так и одним из пассажиров.

Что было сделано:

Инсталяция пневмоподвески студии LowLaboratory

Практически все детали, включая фитинги и распределители, были выполнены вручную. Также вручную были изготовлены подиум под компрессоры и ресиверы и декоративная крышка, под которой скрывается светодиодная подсветка красного цвета.

Сердце пневмосистемы, два компрессора Беркут PRO24, очищены от краски, надраены до блеска и дополнены кастомными колпаками воздухозаборника. Ресиверы покрыты красной глянцевой краской. Все это вписали в треугольник, центр которого — блок клапанов-распределителей с оригинальной крышкой.

Управление — проводной блок с четырьмя переключателями-качалками, по одному на каждое колесо, изготовленный самостоятельно.

Используемое дизайнерское решение студии LowLaboratory напоминает магический треугольник.

Hand-Made от LowLaboratory навевает мысли о тяжелом роке и готике. В центре - самостоятельно собранный блок реле, под которым выточенный вручную распределитель.

Светодиодная подсветка у пневмосистемы LowLaboratory расположена под декоративной крышкой.

Пульт управления LowLaboratory, как и остальные комплектующие пневмосистемы, собран вручную и позволяет управлять независимо каждым колесом.

Инсталяция пневмоподвески студии Recast

Мастера студии решили поиграться с кожей. Она везде: корпуса компрессоров и ресиверов, а также внутренние стенки «пневмоотсека» обтянуты материалом голубого и бежевого цвета, верхнюю крышку упаковали в черную кожу. В крышку врезано стекло со светодиодной подсветкой, образующей красивый рисунок. В результате багажник, несмотря на установленную в нем часть пневмосистемы, а именно компрессоров Беркут PRO 24 и ресиверов Беркут, можно использовать и по назначению, то есть функциональность отсека сохранена.

Управление — кнопочный пульт e-Level с независимым воздействием на каждое колесо.

В инсталляционном решении от Recast пневмосистема закрыта крышкой со светодиодной подсветкой. Надо отметить, что студии удалось и систему расположить и полезный объем багажника сохранить.

Цветовое решение инсталляции - черно-бежево-голубая кожа и сталь.

Инсталяция пневмоподвески студии Recast. Распределительный блок в системе собран на основе комплектующих Accuair e-Level.

Пульт управления пневмосистемой Recast позволяет управлять каждым колесом независимо.

Оборудование используемое для создания пневмоподвески

Berkut (БЕРКУТ) PRO-20 - профессиональный компрессор

Профессиональный компрессор БЕРКУТ PRO-20 - предназначен для стационарной установки и обязательной работы в паре с ресивером (резервуаром для сжатого воздуха). Все модели серии PRO оснащены специальным шлангом высокого давления в стальной оплетке, обратным клапаном и тепловой защитой, которая отключает устройство при перегреве. Устройство устойчиво к перепадам температур, а также характеризуются водо- и пыленепроницаемым исполнением. Данный компрессор может быть установлен в подкапотном отсеке для выполнения профессиональных задач: управление пневмосигналом и пневмоподвеской, а также установка пневмоблокировок межосевого дифференциала. Функциональные особенности: - Компрессор поршневого типа, не требующий смазки - Поршневая камера с увеличенным теплоотводом - Воздушные клапаны из прочной нержавеющей стали - Рабочий цилиндр из алюминиевого сплава - Электродвигатель нового типа с повышенным КПД - Воздушный шланг высокого давления в стальной оплетке - Обратный клапан воздушной магистрали - Автоматическая система защиты от перегрева - Пыленепроницаемое и водостойкое исполнение - Воздушный фильтр с воздуховодом для удаленного размещения - Набор необходимых установочных аксессуаров и крепежа

Berkut (БЕРКУТ) PRO-24 - профессиональный компрессор

Компрессор для стационарной установки БЕРКУТ PRO-24 - это самая мощная и высокотехнологичная модель в профессиональной линейке BERKUT PROFESSIONAL. Данный компрессор может работать в паре с ресивером (резервуаром для сжатого воздуха) непрерывно - рабочий цикл устройства составляет 100%. Все модели компрессоров БЕРКУТ серии PRO устойчивы к перепадам температур, а также характеризуются водо- и пыленепроницаемым исполнением.Модель BERKUT PRO-24 имеет класс защиты IP 67 - что означает кратковременное погружение в воду до 1,5 метров. Для этого в комплект компрессора входит специальный воздуховод для удаленного размещения воздушного фильтра. На базе данного устройства можно построить самую сложную и многозадачную бортовую пневмосистему.Пневмосигналы, пневмоподвеска, а также установка пневмоблокировок - всё по плечу топовой модели БЕРКУТ PRO-24.Функциональные особенности: - Компрессор поршневого типа, не требующий смазки - Поршневая камера с увеличенным теплоотводом - Воздушные клапаны из прочной нержавеющей стали - Рабочий цилиндр из алюминиевого сплава - Электродвигатель нового типа с повышенным КПД - Воздушный шланг высокого давления в стальной оплетке - Обратный клапан воздушной магистрали - Автоматическая система защиты от перегрева - Пыленепроницаемое и водостойкое исполнение - Воздушный фильтр с воздуховодом для удаленного размещения - Набор необходимых установочных аксессуаров и крепежа

БЕРКУТ AT-08 (2 GA) - рессивер

Ресиверы служат для накопления и хранения сжатого воздуха, а также для выравнивания давления в пневмосистеме.Ресивер БЕРКУТ АТ-08 это компактный резервуар для сжатого воздуха, расчитанный под рабочее давление до 150 PSI (10,5 Атм).Если у вас немного места в багажнике или вы не хотите жертвовать свободным местом - этот ресивер для вас!Баллон оснащен шестью установочными отверстиями, а внутри обработан специальным антикорозийным покрытием. Допускается любая установка и эскплуатация устройства даже в самых агрессивных средах (под днищем или в подкапотном отделении).

БЕРКУТ AT-10 (2,5 GA) - рессивер

Компрессор накапливает объем сжатого воздуха в ресивере (балон с воздухом) - это компенсирует переменный расход сжатого воздуха в линии, таким образом снижается число циклов включения и выключения компрессора. Ресивер БЕРКУТ АТ-10 это самая популярная модель с объёмом около 10 литров. Данный ресивер расчитан под рабочее давление до 200 PSI (14 Атм) и оснащен шестью установочными отверстиями. Внутреннее покрытие ресиверов BERKUT обработано специальным составом против ржавчины, а снаружи ресиверы имеют порошковое покрытие Deep Grey. Допускается любая установка и эскплуатация ресивера БЕРКУТ, даже в самых агрессивных средах (под днищем или в подкапотном отделении).

БЕРКУТ TG-53 - установочный комплект для оснащения ресивера

БЕРКУТ TG-53 - это полный установочный комплект для оснащения ресивера (резервуара для сжатого воздуха). В комплект входят различные установочные компоненты и фитинги, которые необходимы для инсталляции пневмосистемы.

БЕРКУТ TG-55/56/57 - установочный комплект для оснащения ресивера

Этот полный установочный комплект подстать автомобилисту, готовому на базе своего автомобиля организовать и проинсталлировать целую пневмосистему, справляющуюся с любой поставленной задачей. Комплект рассчитан на стационарное соединение автомобильного компрессора и ресивера - резервуара, способного накапливать большое количество сжатого воздуха.