Princíp činnosti a zloženie vzduchového odpruženia

Keďže automobilový priemysel postupne prechádza na používanie kompaktnejších a presnejších vinutých pružín vo väčšine aplikácií zavesenia namiesto objemných hrubých pružín, je logické očakávať pokračujúci vývoj podvozku. Čiastočne sa to už stalo - kov v elastických prvkoch sa často nahrádza plynom. Samozrejme, uzavreté pod tlakom v silnej škrupine. Jednoduchá výmena pružín vzduchovými pružinami však nestačila, nové odpruženie znamená aktívne používanie elektronických zariadení a ovládačov.

Bežné a jedinečné zostavy vzduchového odpruženia

Vlastnosti použitia pneumatiky ako elastických prvkov viedli k možnosti diaľkových prevádzkových zmien charakteristík odpruženia. Počnúc jednoduchou zmenou polohy tela nad vozovkou v statike a končiac aktívnymi funkciami riadenia.

Vo všeobecnosti, po zachovaní klasifikácie typov zavesenia, vzduchové pružiny spôsobili výskyt množstva ďalších zariadení v podvozku. Množstvo vybavenia závisí od konkrétnej implementácie rôznymi výrobcami. Môžu to byť elektrické a mechanické kompresory, ventilové plošiny, elektronické riadiace jednotky a niekedy hydraulické súpravy. Nie je ťažké dať takýmto systémom vlastnosti prispôsobenia a výberu charakteristík z miesta vodiča. A navonok bude do značnej miery pripomínať tradičné závislé zavesenia, dvoj- a viacprvkové nezávislé, vzpery MacPherson alebo jednoduché torzné nosníky. Až po úplnú zameniteľnosť dielov, kedy jednoducho odstránite pneumatiku a na rovnaké miesto namontujete vinuté pružiny.

Zloženie zariadenia a jednotlivých komponentov

Účel a funkcie základných prvkov sa v priebehu vývoja vzduchového pruženia len málo zmenili, zlepšili sa len ich dizajn a riadiace algoritmy. Zvyčajné zloženie zahŕňa:

• vzduchové pružiny inštalované namiesto pružín alebo pružín;
• vzduchový kompresor, ktorý udržiava a reguluje tlak v pneumatike;
• regulačné a rozvodné vzduchové armatúry so systémom elektromagnetických ventilov;
• vzduchové filtre a sušiče;
• snímače výšky karosérie pre každé koleso;
• riadiaca elektronická jednotka;
• ovládací panel vzduchového odpruženia.

Je možné použiť ďalšie zariadenia spojené s prítomnosťou ďalších funkcií.

Pneumatické vankúše (valce)

Pružný prvok pruženia je vzduchová pružina v najširšom zmysle slova, teoreticky je pružina tiež pružina. V praxi ide o vzduch pod tlakom v gumovo-kovovom puzdre. Zmena geometrie plášťa je možná v daných smeroch, vystuženie zabraňuje svojvoľnej odchýlke od tvaru.

Do jedinej konštrukcie teleskopickej vzduchovej vzpery je možné integrovať pneumatický prvok s tlmičom. Tým sa dosiahne kompaktnosť jednej jednotky v zložení, napríklad suspenzie typu MacPherson. Vo vnútri regálu je utesnená komora so stlačeným vzduchom a obvyklá hydraulika klasického tlmiča.

Kompresory a prijímače

Na kompenzáciu netesností a rýchlych zmien tlaku v pneumatických prvkoch je systém vybavený autonómnym kompresorom s elektrickým pohonom od silového pohonu riadiacej jednotky. Prevádzka kompresora je uľahčená prítomnosťou zásobníka vzduchu - prijímača. V dôsledku akumulácie stlačeného vzduchu v ňom, ako aj obchádzania tlaku z valcov, sa kompresor zapína oveľa menej často, čo šetrí jeho zdroje a tiež znižuje zaťaženie jednotiek na prípravu vzduchu, jeho filtráciu a sušenie.

Tlak v prijímači je riadený snímačom, podľa signálov ktorého elektronika vysiela príkazy na doplnenie zásob stlačeného plynu vrátane kompresora. Keď je potrebné znížiť klírens, prebytočný vzduch sa nevypúšťa do atmosféry, ale vstupuje do prijímača.

Elektronická regulácia

Pri prijímaní informácií zo snímačov svetlej výšky, zvyčajne ide o prvky súvisiace s polohou ramien a tyčí odpruženia, ako aj s tlakom v rôznych bodoch, elektronická jednotka plne riadi polohu tela. Vďaka tomu odpruženie získava zásadne nové funkcie, dá sa v rôznej miere prispôsobiť.

Na zabezpečenie nových funkcií boli zavedené prepojenia ovládačov s inými systémami vozidla. Dokáže zohľadniť trajektóriu auta, vplyv vodiča na ovládacie prvky, rýchlosť a charakter povrchu vozovky. Je celkom jednoduché optimalizovať správanie podvozku, dať mu nižšie ťažisko, aby sa zvýšila stabilita pri vysokej rýchlosti, aby sa minimalizovalo nakláňanie karosérie, čím sa zvýši bezpečnosť auta ako celku. A v teréne naopak zväčšiť svetlú výšku, umožniť predĺžené kĺbové spojenie náprav. Aj pri zaparkovaní sa auto stane pre vodiča prívetivejším znížením výšky karosérie pre jednoduchšie nakladanie.

Praktické využitie výhod vzduchového pruženia

Počnúc jednoduchým nastavením svetlej výšky začali dizajnéri automobilov zavádzať pokročilé funkcie do odpruženia. To umožnilo okrem iného zaviesť pneumatiku ako voliteľnú pri modeloch automobilov, ktoré sú v základe vybavené konvenčným zavesením. S následnou rozšírenou inzerciou nových funkcií a návratnosťou investícií do vývoja.

Bolo možné samostatne ovládať zavesenie na bokoch vozidla a pozdĺž náprav. V hlavnom menu auta je na výber niekoľko pevných nastavení. Okrem toho je pre pokročilých používateľov k dispozícii prispôsobené nastavenie so zachovaním pamäte.

Možnosti pneumatiky sú dôležité najmä pre nákladnú dopravu, kde je veľký rozdiel v hmotnosti na naložené a prázdne auto alebo cestný vlak. Tam sa systémy riadenia vôle stali nepostrádateľnými, žiadne pružiny sa nedajú porovnávať so schopnosťami vzduchových pružín.

Pre vysokorýchlostné autá je dôležité prispôsobiť pruženie práci na diaľniciach. Nižšia svetlá výška nielen zlepšuje stabilitu, ale zlepšuje aj aerodynamiku, zvyšuje spotrebu paliva a jazdné výkony.

Terénne vozidlá na pneumatike, najmä tie, ktorých použitie nie je obmedzené na extrémne podmienky, sú schopné výrazne zvýšiť geometrickú schopnosť cross-country, keď je to naozaj potrebné. Zníženie tela na bezpečnú úroveň pri zvyšovaní rýchlosti, čo sa deje automaticky.

Zásadne sa zlepšuje aj komfort. Vlastnosti plynu pod tlakom sú niekoľkonásobne výhodnejšie ako ktorýkoľvek pružinový kov. Charakteristiky odpruženia v akýchkoľvek podmienkach, aj keď sa nepoužije prispôsobenie, budú úplne určené tlmičmi, ktorých vlastnosti sú oveľa jednoduchšie a presnejšie naprogramované pri nastavovaní a výrobe. A nevýhody vo forme komplikácií a s tým spojenej spoľahlivosti už dávno neurčujú základné vlastnosti, ale zdroj stanovený výrobcom.