18 Пневматическая подвеска автомобиля

Назначение системы питания пневматических подвесок – снабжение упругих элементов воздухом под давлением.

Компрессор автомобиля должен обеспечить воздухом тормозную систему, пневматическую подвеску и ряд вспомогательных систем.

Расчеты потребления воздуха пневматической подвеской проводим для изотермического процесса сжатия и расширения воздуха.

Потребление воздуха подвеской складывается из потребления:

- при изменении статической нагрузки;

- потребление воздуха при движении автобуса;

- компенсация утечек воздуха;

- компенсация изменения объёма воздуха вследствие изменения его температуры

Количество воздуха V_с, которое должен подать компрессор из атмосферы (давление 0,1 МПа) при изменении статической нагрузки, определяется формулой:

(1)

где V_з, V_n - объемы упругих элементов, резервуаров упругих элементов и трубопроводов соответственно задней и передней подвесок. У автобуса ЛАЗ V_з =44 л, V_n = 22 л:

∆р_з, ∆р_р - изменение давления соответственно в задней и передней подвесках при изменении статической нагрузки.

Также в передних упругих элементах автобуса ЛАЗ при изменении нагрузки давление растет с 0,265 до 0,31 МПа, а в задней – с 0,14 до 0,43 МПа,

Максимальное потребление воздуха имеет место при полной нагрузке автобуса.

Если вход и выход пассажиров происходит одновременно, то нагрузка изменяется меньше. Это уменьшение можно оценить коэффициентом неравномерности. Тогда потребление воздуха из-за изменения нагрузок

, (2)

где η_с = 0,1 - коэффициент сменности;

η_р = 0,5 - коэффициент неравномерности при регуляторах с гидравлическим замедлителем;

t = 1,5 - интервал остановок автобуса.

Производительность компрессора, необходимая для обеспечения работы пневматической подвески, определяется по следующей формуле:

, (3)

где V₀=V_p+V_н – потребление воздуха подвеской при эксплуатации, являющейся суммой потребления при движении V_p и потребления при изменении нагрузок V_н;

V_p – потребление воздуха вследствие работы регулятора равное примерно половине V_н;

η_з - коэффициент запаса, учитывающий, что компрессор должен быть загружен на 20-35%. При пневматическом приводе тормозов принимается η_з = 3. При наличии регулятора положения кузова с гидравлическим замедлителем

η_з = 2,3.

Для определения производительности компрессора V_к , обеспечивающего работу всех агрегатов автобуса, к величине V _пн следует добавить расход воздуха на тормозную систему, вспомогательное оборудование и утечку воздуха.

(4)

где k_з - коэффициент запаса.

Действительная производительность компрессора автобуса ЛАЗ при противодавлении от 0,7 до 0,43 МПа составляет 150 л/мин.

Объём ресиверов пневматической подвески выбирается из соображения обеспечения долговечности компрессора.

(5)

где ∆р = 0,05…0,15 колебание давления в ресивере, зависящее от типа регулятора давления. В расчётах принимают ∆р =0,1 МПа;

z - максимально допустимое число включений компрессора в час. Для автобусов z = 15.

Количество ресиверов и объём каждого из них выбирают согласно правилам Котлонадзора. Объём одного ресивера не должен превышать 25 л.

Ресиверы пневматической системы должны обеспечить наполнение воздухом упругих элементов при изменении статической нагрузки.

Количество воздуха, отдаваемого ресиверами в пневматические упругие элементы, зависит от ряда параметров системы.

В случае, когда максимальное давление воздуха в упругих элементах меньше давления, устанавливаемого межбалонным редуктором (р_меж > р_max), вначале воздух подаётся из всех ресиверов, и в упругие элементы будет подано количество воздуха (приведенное к давлению 0,1 МПа)

(6)

где объём ресиверов пнневмосистемы;

р_рес - давление в ресиверах.

Воздух с давлением, меньшим р_меж, выходит только из ресиверов, расположенных за межбалонным редуктором. Межбалонный редуктор рекомендуется ставить между первым и вторым (от компрессора) ресиверами. Поэтому при расчёте объём первого ресивера не учитывается, и тогда

(7)

1 – упругий элемент; 2 – резервуар упругого элемента; 3 – водомаслоотделитель; 2 – регулятор давления; 5 - противозамораживатель; 6 – обратный клапан; 7,10 – воздушный фильтр; 8 – ресивер тормозной системы; 9 – глушитель шума регулятора на выходе воздуха в атмосферу; 11 – передний регулятор положения кузова; 12 – ресивер пневмоподвески; 13 – межбалонный редуктор; 14 – задний регулятор положения кузова; 15 – резервуар заднего упругого элемента

Рисунок 1 – Схема питания пневматической подвески ЛАЗ

На автобусе ЛАЗ-695 установлены три ресивера по 23 л. Максимальное давление в ресиверах принимается р_рес = 0,68 МПа. Давление перепуска межбалонного редуктора р_меж = 0,45 МПа. Максимальное давление в передних упругих элементах р_max = 0,5 МПа. Одна треть из V′ входит в передние упругие элементы, где p_n = p_max =0,5 МПа и имеется один регулятор положения кузова; две трети попадут в задние упругие элементы, где р_з= р_max= 0,38 МПа. В заднюю подвеску продолжает подаваться воздух до давления р_рес = 0,45 МПа из всех ресиверов, т.е.

, (8)

а далее воздух подаётся (до достижения максимального давления в задней подвеске) только из второго и третьего ресиверов, т.е.

. (9)

Всего в заднюю подвеску может быть подан объём воздуха

. (10)

Приведенный расчёт расхода воздуха из ресиверов имеет ряд неточностей. Загрузка передней и задней подвесок принята одновременной и мгновенной, а в действительности на автобусе загружается в первую очередь задняя подвеска. Не учитывается осадка упругих элементов при увеличении нагрузки (и в связи с этим изменение давления), а также сопротивление перетеканию воздуха обратных клапанов, фильтров и т.д.

Рекомендуемая литература

1. Певзнер, Я.Н., Краснов, К.А. Пневматические и гидропневматические подвески / Я.Н. Певзнер, К.А. Горелик.- М.: Машгиз.-1963, 315 с.

2. Успенский, И.Н., Мельников, А.А. Проектирование подвески автомобиля /И.Н. Успенский, А.А. Мельников. - М.: Машиностроение. - 1976, 168с.

3. Мельников, А.А Некоторые вопросы проектирования и исследования подвески автомобиля /А.А. Мельников.- Горький. - 1973, 80с.