Как работает пневмоподвеска на мерседес

Принцип работы амортизаторов пневмоподвески Mercedes-Benz GL/ML W164 с функцией системы адаптивной амортизации ADS

Пневмоподвеска Mercedes-Benz GL/ML W164 с функцией регулировки уровня кузова AIRmatic и системой адаптивной амортизации ADS на сегодняшний день самая совершенная система интеллектуального управления ходом автомобиля в любых дорожных условиях. При этом подвеска адаптируется под качество дорожного покрытия, скорость движения, манеру вождения и конкретные дорожные обстоятельства.

Система представляет собой полностью несущую пневматическую подвеску. Причем, и саму подвеску, и систему ее амортизации можно также легко регулировать вручную с водительского места. Регулировки возможны по высоте и степени жесткости. От этого изменяется упругость или мягкость отрабатывания дорожных помех, высота клиренса, способность автомобиля к безопасной скоростной езде или проявление внедорожных свойств.

Пневмостойки с системой ADS хороши тем, что позволяют легко регулировать индивидуальное поведение каждого из четырех амортизаторов в прямой зависимости от дорожной ситуации, всегда при этом оставаясь в нужной степени жесткости. Физические свойства сжатого газа таковы, что при нарастании степени сжатия нарастает и его упругость. По сути, газ – это идеальная пружина, которую невозможно «пробить».

Именно пневмоамортизаторы с системой ADS позволяют эффективно противодействовать кивкам, клевкам при торможении, боковым порывам ветра, наклонам при резких поворотах и т. п., посылая соответствующий управляющий сигнал каждому амортизатору пневмостойки в отдельности.

Помимо этого, с пневмоподвеской AIRmatic легко доступна как автоматическая, так и принудительная регулировка клиренса – высоты уровня кузова. Если вы мчитесь по трассе – важно, чтобы центр тяжести автомобиля был как можно ниже для обеспечения его устойчивости. Если же вы съезжаете на ухабистый проселок – то чем выше клиренс, тем более глубокие рытвины сможет преодолеть ваш автомобиль.

Адаптивная система амортизации (ADS) имеет 3-ступенчатую регулировку, работающую по алгоритму Skyhook. Выбор ступени первоначально осуществляется водителем. Затем система ADS управляет амортизаторами пневмостоек не только в соответствии с желаниями водителя, но и от автоматически определяемых параметров ускорения или торможения автомобиля, боковых наклонов и других параметров.

Рассмотрим принцип работы комплекса на примере Mercedes-Benz GL W164.

Пневматическая подвеска AIRMATIC это:

– Упругий пневмоэлемент, который соединён с амортизатором-пневмостойкой;
– Модуль подачи сжатого воздуха в систему (компрессор пневмоподвески);
– Блок электромагнитных клапанов – система управления;
– Датчики входных показателей: датчик уровня кузова, датчик бокового ускорения или гироскоп, датчик температуры компрессора.

На основе сигналов датчиков ускорения кузова, AIRMATIC определяет вертикальную скорость перемещения кузова. Благодаря датчикам сигнала скорости вращения ступиц и датчика угла поворота рулевого колеса, рассчитывается продольное и поперечное ускорение.

Регулировка жесткости демпфирования осуществляется в клапанных блоках. На каждой стойке установлен клапанный блок регулирования жесткости амортизатора между верхней и нижней камерой однотрубного газового амортизатора.

Каждый отдельный клапанный блок может управляться на основе индивидуальной параметрической кривой. Крайне небольшая длительность регулировки (в миллисекундном диапазоне) способствует тому, что при внезапных изменениях режима езды почти без замедления устанавливается оптимальная степень усилия демпфирования.

Путем анализа состояния стоп-сигнала можно быстро распознать процесс торможения и своевременно уменьшить наклоны (клевки) кузова автомобиля с помощью регулировки жесткости амортизаторов.

Решающим критерием для выбора подходящей степени усилия демпфирования в прямой зависимости от соответствующей ситуации при езде является направление движения кузова а/м. При перемещении вверх амортизатор должен иметь жесткий ход сжатия и мягкий ход отдачи. При движении вниз требуется мягкая ступень отдачи и жесткая ступень сжатия, согласно этому принципу работает алгоритм AIRMATIC.

С помощью переключателя водитель может активировать комфортную, спортивную и автоматическую параметрическую кривую.

Функциональное описание на примере передней амортизационной пневмостойки Mercedes-Benz GL/ML W164

Массу машины несет сжатый воздух в пневмоэлементе амортизационных стоек. Пневмобаллон рукавного типа изготовлен из прочной резины. При возникновении динамической нагрузки во время езды, пневмобаллон сжимается параллельно амортизационной стойке, обеспечивая необходимый ход пружины.

Зона сжатия амортизационной стойки снаружи защищена резиновым защитным чехлом, который препятствует проникновению грязи сквозь резиновую манжету. При этом подъем или опускание кузова происходит путем повышения или понижения давления сжатого воздуха в воздушной камере. Это приводит к сокращению или удлинению амортизационной стойки.

Изменение жесткости регулируется в клапанном блоке, установленном между верхней и нижней камерой однотрубного газового амортизатора. Клапанный блок содержит в своей конструкции электромагнитный клапан 1 электромагнитный клапан 2, которые, по управляющему сигналу блока управления AIRMATIC, позволяют настроить 4 разных ступени демпфирования.

Конструктивное исполнение клапанного блока пневмоамортизатора передней подвески состоит из корпуса и модульного 2-поршневого пластинчатого клапана. Над ним расположены оснащенные пружиной поршни электромагнитного клапана и электромагнитные катушки. Поршни клапана и магнитные катушки образуют соответственно электромагнитный клапан 2.
Так же существует аварийный режим. Неисправность в адаптивной системе амортизации приводит к отключению системы ADS и устанавливается самая жесткая степень амортизации. Ручная и автоматическая регулировка уровня в таком случае не возможна.

Пневмоподвеска – как она работает, ее плюсы и минус

Традиционные системы подвески хорошо известны, и с годами становится все труднее найти принципиально новое решение в этой области. Вот почему появилась идея возложить некоторые функции подвески на пневматические системы . Как это выглядит с утилитарной стороны? Как это реализовано с технической стороны и какие затраты оно вызывает в случае износа или поломки?

Пневматические системы были разработаны машиностроителями в течение многих лет. Они реализуют множество рабочих движений экскаваторов, погрузчиков и других рабочих машин. Более 30 лет назад производители автомобилей впервые использовали пневматические системы для подавления неровностей.

Пневмоподвеска предназначена для улучшения тяговых параметров автомобиля . Такое решение обеспечивает оптимальное снижение вибраций и ударов. Поэтому они улучшают комфорт вождения. Это связано с тем, что сжатый азот в демпфирующих элементах более эффективно поглощает неровности поверхности.

Неоспоримым преимуществом использования пневматической системы является постоянный дорожный просвет автомобиля, не зависящий от нагрузки . Это делает это решение особенно популярным для универсалов. Постоянный дорожный просвет обеспечивает более предсказуемое поведение автомобиля при прохождении поворотов и меньшее влияние нагрузки на безопасность вождения. Это также улучшает визуальный аспект использования автомобиля. Нагруженный автомобиль с приседанием сзади выглядит непривлекательно – подвеска с пневматическими элементами избегает этого.

Пневмоподвеска отлично работает при движении по неровной поверхности, отсюда и популярность этого решения на внедорожниках и внедорожниках. Его преимуществами пользуются, среди прочего VW Touareg, Porsche Cayenne или Audi A6 Allroad. Пневматическая подвеска позволяет осуществлять постоянную регулировку высоты , поэтому при движении через большие неровности вы можете увеличить зазор автомобиля и уменьшить его до минимума, например, во время погрузки. Система Quadra-Lift, используемая в Jeep Grand Cherokee , обеспечивает максимальный дорожный просвет до 27 см.

Адаптивная подвеска, используемая, например, в поколении Audi A8 II, является разработкой пневматической подвески. В такой подвеске высота, на которой подвешен автомобиль, связана со скоростью движения . Если скорость низкая, машина хорошо впитывает неровности, и ее расстояние от поверхности увеличивается. Это облегчает преодоление неравенства, например, порогов замедления. В свою очередь, на более высокой скорости автомобиль становится ниже, дорожный просвет уменьшается, а вместе с ним и высота центра тяжести автомобиля. Это улучшает вашу способность быстро поворачивать.

Во многих решениях с пневматической подвеской можно скорректировать прогиб подвески при прохождении поворотов . Это относится, среди прочего на мерседес S W220. Преимущество постоянного прогиба заключается в улучшении сцепления и устойчивости, а значит – в повышении безопасности.

В пневматической подвеске обычные металлические пружинные элементы заменяются воздушными подушками, называемыми сильфонами . Сильфон часто может быть интегрирован с пневматическими амортизаторами, необходимыми для правильной работы системы (в отличие от гидропневматических систем). Сильфон заполняется через компрессор. Компрессор приводится в действие от двигателя автомобиля или от электрической системы автомобиля. Воздушный сильфонный поршень соединяется с маятником, а маятник – с колесом.

Ремонт пневмоподвески Мерседес W220 – что можно сделать своими руками?

Немецкие производители стремятся постоянно модернизировать конструкцию своих автомобилей, а поэтому заниматься ремонтом пневмоподвески Мерседес W220 приходится достаточно редко. Тем не менее, следует иметь представление как о самой конструкции подвески, так и о этапах ремонта, когда он действительно будет нужен.

1 Особенности конструкции Мерседеса W220

Пневмоподвеска позволяет не только упростить управление машиной, но и обеспечить дополнительную безопасность. Существует возможность быстрого изменения клиренса. Блок управления позволяет максимально использовать грузоподъемность, что помогает решить проблему жесткости. Мерседес располагает подвеской, которая дает возможность выбора наилучшего режима работы. Например, для бездорожья и проселочных дорог самый мягкий – это “комфорт”. В городе подойдет стандартный режим, а для хорошего шоссе – “спорт”. Также на W220 не составит труда въехать для парковки на бордюр, выбраться из глубокой колеи.

Вместо традиционных пружин и торсионов пневмоподвески снабжаются баллонами с воздухом. Компрессор, в свою очередь, подаст необходимое количество воздуха исходя из режима. Это позволяет достичь максимального дорожного просвета в 307 мм, а значит, можно преодолевать глубину до 600 мм.

Пневмобаллоны в машине рассчитаны как для передней, так и для задней оси. Управлять ими помогает пневмосистема, куда входит компрессор, ресивер (резервуар для сжатого воздуха) и блок управления. Размер клапанов, диаметр воздушной магистрали, объем ресивера и пневмобаллонов подбирается специально для W220, чтобы компрессор работал на полную мощность.

Обычно Мерседес может проехать не менее 100 тысяч километров, прежде чем возникают проблемы с пневмоподвеской и требуется ремонт. Но тут следует учитывать качество дорог, по которым приходится ездить. Поэтому не помешает каждые 50 тысяч километров делать диагностический осмотр.

2 Основные проблемы пневмоподвески

Чтобы избежать преждевременного ремонта, необходимо обращать внимание на характерные неполадки, которые могут возникнуть:

• Задняя ось начинает опускаться, особенно при заглушенном двигателе;
• При запуске происходит обратный процесс, при этом в самом начале поднимается задняя ось, а затем передняя;
• Высокая скорость приводит к тому, что передняя ось опускается, а при торможении резко поднимается;
• Клиренс у W220 также постоянно плавает и его трудно отрегулировать, к тому же возникает небольшой перекос.

Нередко проблемы у пневмоподвески начинаются с утечки воздуха. Это связано с работой клапанов и соединительных элементов, компрессор перестает нормально функционировать из-за износа колец. Плюс ко всему противогололедные средства, которыми посыпают дороги в зимний период, попадают на пневмобаллоны и это приводит к преждевременной коррозии.

3 Замена пневмостоек в W220

Периодически возникает ситуация, когда требуется замена пневмостоек. Мерседес, как известно, имеет различные модификации пневмоподвески. Например, для W220 Airmatic чаще приходится менять заднюю стойку и здесь важно соблюдать поэтапность. Однако этот ремонт можно выполнить собственными силами. Для этого потребуется следующее:

1. Новая амортизационная стойка рассчитана на режим хранения от −15 °C до +2 °C. Кроме нее потребуются крепежные гайки, так как старые лучше сразу заменить;
2. Необходимо отключить зажигание и постараться работать с предельной осторожностью, чтобы не повредить кабели или трубопровод;
3. Отсоединить средний предохранитель, который находится с правой стороны W220 и поднять автомобиль при помощи домкрата;
4. После демонтажа колеса отсоединяется кожух рычага пневмоподвески. Это же касается штекера клапанов и резиновой насадки;
5. Затем ремонт потребует демонтажа стабилизатора. После откручивания гайки рычага отсоединяется амортизационная стойка и кожух задней полки;
6. Отвинчивание патрубка пневмопровода надо производить медленно, так как там находится воздух под давлением и его следует постепенно спустить;
7. Отсоединить гайки кузова и аккуратно достать амортизационную стойку. При этом следует придерживаться направления сбоку вниз;
8. После этого вставляется новая стойка, и закручиваются гайки. Вот только полностью затягивать их не рекомендуется. Это лучше сделать, когда будет убран домкрат и машина встанет на колеса;
9. Далее следует смонтировать стойку вместе с рычагом подвески, установить стабилизатор, штекер, который имеет блок демпфирующих клапанов и подсоединить патрубок пневмопровода;
10. Остается только вновь установить колеса и подсоединить предохранитель. Лишь теперь можно хорошо затянуть винты.

Верхнюю часть этого элемента пневмоподвески герметизируют клеем. Со временем он растрескивается, и воздушный замок начинает пропускать воздух. Кузов постоянно опускается, поэтому и приходится делать ремонт с заменой стойки.

4 Устранение возможных неисправностей в Мерседесе W220

Возникают и некоторые другие проблемы, которые в меньшей степени затрагивают блок управления. Чаще ремонт касается пневмобаллонов и штекеров, поскольку в них постоянно попадают агрессивные вещества, грязь и влага. Корпус ресивера может даже треснуть, либо соединяющая трубка системы перетереться (ее, как и баллон, следует заменить). Необходимо проверить состояние клапанов, так как иногда перегорают катушки. Даже небольшой перекос потребует провести калибровку и здесь уже потребуется специальное оборудование. А вот компрессор, наоборот, гораздо реже выходит из строя.

Мерседес требует периодического прохождения компьютерного диагностического осмотра. Поэтому серьезный ремонт либо адаптация пневмоподвески при возникновении небольшой проблемы у Мерседеса, в отличие от автомобилей-конкурентов, не всегда обязателен. К тому же воздушная подвеска W220 имеет хорошие пневмостойки, которые автоматически регулирует блок управления. Все будет зависеть от дорожного полотна и условий, при этом ничто не помешает перейти на ручное управление (для этого достаточно нажать на переключатель, расположенный на приборной панели).

Автомобиль имеет четыре режима демпфирования. Они созданы для того, чтобы следить за состоянием покрытия и обеспечивать мягкий ход и управление. Например, при скорости в 140 км/ч клиренс автоматически уменьшится до 15 см, а на 70 км/ч последует восстановление уровня.

Диагностика и профилактика предотвратит возникновения многих проблем, а своевременная замена неисправных элементов этой системы позволит ездить по любым трассам абсолютно спокойно. Мелкий ремонт можно выполнить и собственными силами, но если вы столкнулись с более серьезными неполадками, то лучше довериться профессионалам – Мерседес W220 этого заслуживает.

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.