Кіріспе
Көлік аспасының түрі Көлік аспасы Ауа аспасы – электрмен немесе қозғалтқышпен жұмыс істейтін ауа сорғысы немесе компрессормен қамтамасыз етілетін көлік аспасының түрі. Бұл компрессор ауаны иілгіш балғаға соғады, ол көбінесе тоқымамен нығайтылған резеңкеден жасалған болады. Гидропневматикалық аспа сияқты көптеген мүмкіндіктерді ұсынатын, бірақ қысымдағы сұйықтықты емес, қысымдағы ауаны пайдаланатындықтан, ауа аспасынан ерекшеленеді. Ауа қысымы балғаны қабындырады және шассиді осьтен көтереді.
vehicle suspension
Air suspension is a type of vehicle suspension powered by an electric or engine driven air pump or compressor. This compressor pumps the air into a flexible bellows, usually made from textile reinforced rubber. Unlike hydropneumatic suspension, which offers many similar features, air suspension does not use pressurized liquid, but pressurized air. The air pressure inflates the bellows, and raises the chassis from the axle.
Шолу
Ауалы аспа автобустар мен жүк көліктері сияқты ауыр көліктерде, сондай-ақ кейбір жеңіл автомобильдерде дәстүрлі болат серіппелердің орнына қолданылады. Ол жартылай тіркемелерде және пойыздарда (атап айтқанда, жолаушылар пойыздарында) кеңінен таралған. Ауалы аспаның негізгі мақсаты – тегіс және тұрақты жүруді қамтамасыз ету, бірақ кейде спорттық аспа ретінде де қолданылады. Көліктер мен жеңіл жүк көліктеріндегі заманауи электрондық басқару жүйелері көбінесе өзін-өзі деңгейлеумен қатар көтеру және түсіру мүмкіндіктерін де ұсынады. Көптеген жағдайда ауа қаптары немесе ауа балғалары деп аталатын бұл жүйенің дұрыс атауы – ауа серіппесі (бірақ бұл терминдер резеңке балға элементін және оның аяқтау пластиналарын сипаттау үшін де қолданылады).
Тарих
1901 жылдың 7 қаңтарында британдық инженер Арчибальд Шарп пневматикалық немесе гидравликалық аппаратты «айналмалы қолғап тұйықтамасы» деп сипаттауға мүмкіндік беретін тұйықтаманы жасау әдісін патенттеді, ал 1901 жылдың 11 қаңтарында велосипедтерде ауа серігін қамтамасыз ету үшін құрылғыны пайдалануға патент алуға өтініш берді. 1901 жылғы осы тұйықтаманы пайдаланудың одан әрі дамуы болды. Air Springs Ltd компаниясы 1909 жылы A.S.L. мотоциклін өндіруді бастады. Бұл мотоциклдің кез келген түрінде алдыңғы және артқы пневматикалық серігінің болуы ерекшелік болды, мұндай артқы серік кез келген мотоцикл түрінде сирек кездесетін. Серік блогы қалыпты арқалық бұрандаларға ұқсас болды, алайда серік телескопиялық ауа блогымен алмастырылды, оны жүргізушіге қарай қысыммен реттеуге болады. Мотоциклдердің өндірісі 1914 жылы тоқтатылды. 1901 жылдың 22 қаңтарында америкалық Уильям У. Хамфрис «көліктерге арналған пневматикалық серік» идеясын патенттеді. Бұл конструкция көліктің ұзындығы бойына созылған сол және оң жақ ауа серіктерінен тұрады. Арналар екі ұзын пневматикалық төсектерді қабылдау үшін ойысқан. Әрқайсысының бір жағында ауа клапаны және екінші жағында жабық болды. 1920 жылдан бастап француз Джордж Мессье нарықта пневматикалық серік жүйелерін ұсынды. 1922-1930 жылдардағы Мессье автомобильдері «көлікті төрт газ көпіршігімен жоғары көтеріп ұстайтын» серікпен жабдықталған. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде АҚШ ауыр ұшақтар үшін ауа серігін жасады, бұл құрылымның ықшамдығы арқасында салмақты азайтуға мүмкіндік берді. Ауа жүйелері ауыр жүк көліктері мен ұшақтарда өздігінен тегістелетін серіктерді жасау үшін де қолданылды. Ауа қысымын реттеу арқылы ось биіктігі көлік жүктемесіне тәуелсіз болды. 1946 жылы америкалық Уильям Бушнелл Стоут көптеген жаңалықтарды, соның ішінде төрт дөңгелекті тәуелсіз ауа серігін қамтитын, өндіріске жатпайтын Стоут Скараб прототипін жасады. 1950 жылы Air Lift компаниясы автомобильдің зауыттық серігіне енгізілетін резеңке ауа серігіне патент алды. Ауа серігі серіктің кеңістігіне кеңейіп, зауыттық серіктің толық қысылуына және көліктің төмендеуіне жол бермейді. Ауа серіктері NASCAR жарыс машиналарын көп жылдар бойы қолданылды. 1954 жылы француз Пауль Магес жұмыс істейтін ауа/май гидропневматикалық серігін жасады, ол бұрынғы ауа серігі тұжырымдамаларының артықшылықтарын қамтиды, бірақ қысымдағы ауаның орнына гидравликалық сұйықтықпен. Citroën өзінің ең жоғары сатылы моделі Traction Avant 15 Hydraulique артқы осіндегі әдеттегі болат серіктерін алмастырды. 1955 жылы Citroën DS төрт дөңгелекті гидропневматикалық серігін енгізді. Бұл өте жұмсақ, ыңғайлы серік, бақыланатын қозғалыстармен және өткір басқарумен, сондай-ақ өздігінен тегістелетін серікпен үйлесімді болды. 1956 жылы EMD-нің эксперименталды Aerotrain-інде ауа серігі қолданылды. АҚШ-та General Motors екінші дүниежүзілік соғыста жүк көліктері мен ұшақтардың ауа серігін жасау тәжірибесіне сүйенді. Ол 1957 жылы жаңа Cadillac Eldorado Brougham-де ауа серігін стандартты жабдық ретінде енгізді. Әр дөңгелектің жанындағы «Ауа күмбезі» құрамына жолдың тегіс емес бетін өтейтін және көліктің биіктігін автоматты түрде ұстайтын сенсорлар кірді. 1958 және 1959 жылдары жүйе Eldorado Brougham-де жалғасты, ал басқа Cadillac-терде қосымша құн ретінде ұсынылды. 1958 жылы Buick автоматты түрде тегістеу үшін төрт цилиндрлі ауамен (әдеттегі серіктердің орнына) және машинаның тік пандуста немесе жолдың қиылысында пайдалану үшін, сондай-ақ дөңгелектерді ауыстыруды жеңілдету немесе ақ қабырғалы дөңгелектерді тазалау үшін машинаның панельінде «Bootstrap» басқаруын ұсынды. 1959 жылы Buick барлық модельдерде алдыңғы жақтағы «жұмсақ мөлшердегі» болат серіктерін артқы жақтағы ауа серіктерімен біріктіретін «Air Ride» жүйесін ұсынды. 1958 және 1959 жылдардағы Rambler Ambassadors, сондай-ақ барлық American Motors «Cross Country» универсал модельдерінде ерікті ауа серігі жүйесі болды. «Ауа серігі» қозғалтқышпен жұмыс істейтін компрессорды, резервуарды, серіктердегі ауа қаптарын және жүріп өту биіктігін басқаруды қолданды, бірақ $99 опциялық жүйе сатып алушылар арасында танымал болмады және American Motors (AMC) оны 1960 жылы тоқтатты. Тек Cadillac 1960 жылғы модельге дейін ауа серігін ұсына берді, онда ол Eldorado Seville, Biarritz және Brougham-те стандартты жабдық болды. 1960 жылы Borgward P 100 - бұл өздігінен тегістелетін ауа серігімен жабдықталған алғашқы неміс автомобилі болды. 1962 жылы Mercedes Benz W112 платформасы 300SE модельдерінде ауа серігі пайда болды. Bentley, BMW, Cadillac, Citroën, Ford, Genesis, Hummer, Hyundai, Jaguar, Jeep, Land Rover, Lamborghini, Lexus, Lincoln, Mercedes Benz, Mercedes Maybach, Porsche, Ram, Rivian, Rolls Royce, SsanYong, Subaru, Tesla, Volkswagen және Volvo. Jaguar және Porsche өздерінің XJ және Panamera модельдерінде серіктің қатаңдығын және демпферлеу параметрлерін өзгертетін, басқа да өзгерістермен бірге жаңа деңгейге көтерді. Lincoln Mark VIII серік параметрлері жадқа сақталатын орындық жүйесімен байланысты болды, яғни автомобиль әр жүргізушіге қарай серікті автоматты түрде реттейтін. Көптеген ауа серігі конструкциялары биіктігін реттеуге мүмкіндік береді, бұл көлікке кіруді, кедергілерді немесе қиын жолдарды жеңуді жеңілдетеді. Төмендеу биіктігі әртүрлі аэродинамикалық сипаттамаларға ие болғандықтан, автокөлік өндірушілері тиімділікті немесе басқаруды жақсарту үшін белсенді серік технологиясын пайдалана алады. Tesla Motors Model S және Model X автомобильдерінде аэродинамиканы жақсарту және қозғалыс ауқымын арттыру үшін төмендетуге немесе көтеруге мүмкіндік беретін «Белсенді ауа серігін» пайдаланады. 2014 жылы жаңа C217 S Class Coupe Magic Body Control жаңартуын, Active Curve Tilting деп аталатын жаңа жүйені ұсынды. Бұл жаңа жүйе көлікке бұрылыс кезінде 2,5 градусқа дейін еңкейуге мүмкіндік береді, бұл теміржол вагонына ұқсас. Еңкею мақсаты – центрифугалық күштің жолгерлерге тигізетін әсерін азайту және тек артқы дөңгелекті модельдерде қол жетімді.
Өзгешелендіру
Соңғы он жыл ішінде ауа серіппесі автомобиль мәдениетінде кең таралды: көше тағандары, жүк көліктері, жеңіл автокөліктер, тіпті мотоциклдерде ауа серіппелері болуы мүмкін. Олар осы мақсаттар үшін қолданылады, көліктерге өте төменге отыруға, бірақ кедергілер мен жолдың нашарлығын жеңіп өту үшін жеткілікті биіктікке көтерілуге мүмкіндік беретін реттелетін серіппелерді қамтамасыз ету үшін. Бұл жүйелер әдетте кішкентай электрлік немесе қозғалтқышпен қуатталатын ауа компрессорларын пайдаланады, олар кейде кестенің ішіндегі ауа қабылдағыш резервуарды толтырады, ол қысылған ауаны кейін пайдалану үшін кешіктірмей сақтайды. Резервуардың тапсырмаға сәйкес өлшемді болуы және компрессордың өнімділігін, стандартты атмосфералық қысымды және қысымды ескеретін арнайы формуламен есептелуі маңызды. Көбінесе, дәнекерлеуге арналған қорғау газдарын сақтауға арналған азот немесе көмірқышқыл газы баллондары сияқты жоғары қысымды өнеркәсіптік газ баллондары ауа серіппесінің күрделі конструкцияларында қолданылады. Бұл резервуарлық жүйелердің кез келгенін толық реттеуге болады, әрбір доңғалақтың ауа қысымын жеке-жеке реттеуге мүмкіндік береді. Бұл пайдаланушыға көлікті бүйірден-бүйірге, алдыңғы жағынан артқа қарай бұруға, кейде «үш доңғалаққа түсіруге» (бір доңғалақтың жерден көтерілуіне дейін көліктің пішінін өзгертуге) және тіпті бүкіл көлікті ауаға «секіруге» мүмкіндік береді. Қысымды резервуар болған жағдайда, ауа немесе газ ағыны пневматикалық соленоидты клапандармен басқарылады. Бұл пайдаланушыға электрлік түймешікті немесе қосқышты басу арқылы реттеулер жасауға мүмкіндік береді. Бұл жүйелерді орнату және конфигурациялау түрлі маркалар мен модельдерге байланысты өзгереді, бірақ негізгі принцип бірдей болып қалады. Металл серіппе (спиральді немесе жапырақты) алынып тасталады және зауыттық серіппенің орнына ауа қабы, сондай-ақ ауа серіппесі орнатылады немесе жасалады. Ауа қабына ауа қысымы берілген кезде, серіппе жоғары немесе төмен (көтеріледі немесе төмендетіледі) реттеледі. Жапырақты серіппелі көліктерде, мысалы, пикаптарда, жапырақты серіппе кейде алынып тасталып, көп будақты байланыспен ауыстырылады. Бұл будақтар әдетте артқы жең конфигурациясында болады және ауа серіппесі байланыс будағының немесе ось корпусының және көліктің рамасындағы нүктесінің арасында тік орналасуы мүмкін. Басқа жағдайларда ауа қабы негізгі байланыс будақтарынан басқа жағында қосымша консольді мүшеде орналасқан. Егер негізгі байланыс будақтары көліктің бойлық (жүргізу) осіне параллель бағытта орналасқан болса, ось корпусы Panhard немесе Watt байланысымен бүйірден шектелуі мүмкін. Кейбір жағдайларда екі байланыс будағы үшбұрышты пішінде біріктірілуі мүмкін, бұл көліктің осін тиімді түрде шектейді. Көбінесе, иелері көліктерін осылай төмендеткісі келеді, олар раманың кейбір бөліктерін көбірек орын алу үшін кесіп тастауға мәжбүр болады. Конструкциялық тұрақтылықты сақтау үшін көліктің рамасына C ойығы деп аталатын нығайту мүшесі болттап немесе дәнекерленеді. Атап айтқанда, пикаптарда бұл процеске «ойыс жасау» дейді, өйткені жүк алаңының бір бөлігі (ойыс) дөңгелектердің ойықтарымен бірге ең көп осьтік кеңістікті қамтамасыз ету үшін алынып тасталуы мүмкін. Кейбірлер көліктің ауа қаптары толық босаған кезде рамасы жерге тиіп қалуын қалайды. Иелері көбінесе өз машиналарын ауа серіппесі толық төмендетілгенде доңғалақтары қанаттардың ішіне «жасырынуын» немесе «қондыруды» таңдайды, сондай-ақ шиналардың тартылуымен қанаттың өзі шина мен дискінің арасына орналасқан «қондыруды» таңдайды. Ауа серіппесі жүк көліктерімен, SUV, фургонмен немесе автокөлікпен ауыр жүктерді таситын немесе сүйрейтін адамдар үшін де кең таралған серіппе жаңартуы болып табылады. Ауа серіппелері, сондай-ақ «ауа көмекші серіппелері» деп аталады, жүк көтергіштік күшін арттыру үшін көліктің артқы немесе алдыңғы жағындағы аспа компоненттеріне орналастырылады. Ауа серіппесін жүк көмегі ретінде пайдаланудың бір артықшылығы - ауа серіппелерін сүйреу немесе тасымалдау кезінде дефляциялауға болады, осылайша зауыттық серіппе сапасын сақтауға болады.
Электрондық ауамен ілу
Электрондық басқарылатын ауа серіппесі (ECAS) – 1993 жылы Range Rover Classic-те, содан кейін Range Rover P38A-да орнатылған ауа серіппесі жүйесінің атауы. Ол 1990-шы жылдардың басында қазіргі Dunlop Systems and Components Ltd компаниясы Ұлыбританияның Ковентри қаласында әзірленді. ECAS жолда және жолсыз жүру үшін биіктігі өзгертілетін серіппе ұсынады. ECAS ұсынатын бес серіппе биіктігі (ең төменгіден ең жоғарыға дейін) – "Жүктеу", "Тас жол", "Стандартты", "Жолсыз", және "Жолсыз кеңейтілген". Биіктік жылдамдық пен шасси сенсорларына сүйене отырып автоматты түрде басқарылады, бірақ жүргізушіге серіппені басқаруға мүмкіндік беретін қолмен биіктік реттегіші де бар. "Жүктеу" және "Жолсыз" биіктіктері әдетте төмен жылдамдықтарда ғана қолжетімді. "Тас жол" режимі қолмен қосылмайды; ол көлік 30 секундтан астам уақыт бойы белгілі бір жылдамдықтан жоғары жылдамдықпен қозғалғанда автоматты түрде қосылады. Механикалық серіппелер жүйесінен (онда иілу жүктемеге пропорционалды) айырмашылығы, ауа серіппелеріндегі қысымды өзгерту арқылы биіктік жүктемеге тәуелсіз түрде өзгертілуі мүмкін. Ауа серіппелері тегіс жүруді қамтамасыз ету үшін, сондай-ақ жолсыз жүру үшін көліктің кузовының биіктігін көтеруге және жоғары жылдамдықтағы жүру үшін төмендетуге арналған. Механикалық серіппелерде иілу жүктемеге пропорционалды болғандықтан, мұндай мүмкіндік жоқ; ECAS-та биіктік жүктемеге көптеп тәуелді емес. ECAS-ті әзірлеушілер сондай-ақ LoadSafe жүйесін жасады, ол ауа серіппелерімен жабдықталған LCV типті көліктердегі жүктемені және жүктеме өзгерісін анықтауға арналған.
Көп камералы ауалы аспа
Көп камералы ауа серіппесі – ауа серіппесінің серпімділік қасиеттерін қадамдық түрде реттеуге мүмкіндік беретін аспа.
Жаратылыс G90
Genesis G90 көлігінде қолданылатын көп камералы ауа серігі үш камерадан тұрады. Үш камера салмақты жүріс үшін, ал бір камера динамикалық басқару сезімін беру үшін пайдаланылады. Әрбір камера мен жеке электрондық басқару блогы арасында орналасқан электромагниттік клапан басқару процесін қадағалайды. Сонымен қатар, 148 мм негізгі ең төменгі биіктік жүргізу режиміне, жылдамдығына және жол жағдайына қарай төрт деңгейге бөлінеді: жоғары, қалыпты, төмен және өте төмен. Бұл ақпарат жүргізушіге мультимедия экраны арқылы гараж басқаруы туралы хабарлайды. Ауа серігі басқаруымен жылдамдық кедергілерін, ойықтарды, көлбеулерді және жоғары жылдамдықтағы басқару функциялары қосылады.
Әдеттегі ауалы аспалы проблемалар
Ауа қапшығының немесе ауа серігінің бұзылуы көбінесе қартаюға, ауа жүйесі ішіндегі ылғалға немесе тотқа байланысты болады, ол іштен зақымдайды. Ауа серігінің аспалы бөліктері резеңке кеуіп кетуінен бұзылуы мүмкін. Ауа қапшығының тесілуі жолдағы бөлшектерден туындауы мүмкін. Тәртіптік қолдануда дұрыс орнатылмаса, ауа қапшығы көліктің рамасына немесе басқа да айналасындағы бөліктерге тиіп, зақымдануы мүмкін. Ауа серігінің шамадан тыс созылуы, басқа аспалы компоненттермен, мысалы, амортизатормен жеткілікті түрде шектелмесе, серіпке жатқан қабаттардың жыртылуына алып келіп, ерте бұзылуға себеп болуы мүмкін. Ауа серігінің бұзылуы көліктің толық қозғалмас болуына әкелуі мүмкін, себебі көлік жерге тиіп немесе қозғалу үшін тым биік болады. Дегенмен, қазіргі заманғы автомобиль жүйелері осы мәселелердің көп бөлігін шешті. Ауа құбырының бұзылуы – ауа қапшықтарын немесе серіктерін ауа жүйесінің қалған бөлігімен байланыстыратын түтіктің бұзылуы. Әдетте, бұл DOT стандартымен бекітілген нейлондық ауа тежегіш құбыры болады. Бұл көбінесе ауа құбырлары, көліктің шассиі арқылы ауа қапшықтарына бағытталғанда, шасси мүшесінің немесе қозғалмалы аспалы компоненттің өткір жиегіне тиіп, тесік пайда болуына себеп болады. Жүйенің орнатылғаннан кейін осы ақаулық пайда болуына біраз уақыт қажет, себебі ауа құбырының бір бөлігі материалдың тозуынан зақымдалады. Ауа құбырының бұзылуы жолдағы бөлшектердің тиюінен де болуы мүмкін, бірақ бұл қалыпты жағдайда сирек кездеседі. Бұл қиын жол жағдайларында мүмкін, бірақ дұрыс орнатылған жағдайда жиі кездеспейді. Ауа фитингілерінің бұзылуы көбінесе олар алғаш орнатылғанда немесе сирек пайдаланылғанда болады. Арзан, сапасыз компоненттер өте сенімсіз болады. Ауа фитингілері ауа қапшықтары, клапандар және соленоидтар сияқты компоненттерді ауа құбырына қосу үшін қолданылады. Олар компонентке бұралады және көбінесе түрту арқылы бекітіледі, содан кейін DOT құбыры фитингіге енгізіледі. Компрессордың бұзылуының басты себебі – ауа қапшықтарының немесе ауа серіктерінің ағып кетуі. Компрессор ауа ағып жатқан жүйеде дұрыс қысымды ұстауға тырысқанда тозып кетеді. Компрессордың күюіне ауа жүйесінің ішіндегі ылғалдың оның электрондық бөліктерімен жанасуы да себеп болуы мүмкін. Бұл жеткілікті жұмыс циклы жоқ, арзан компрессорларда жиі кездеседі. Жүйедегі сенімділік үшін екі компрессор пайдалану жақсырақ. Кептіргіш бұзылғанда ауа жүйесінен ылғалдылықты кетіруге арналған кептіргіш ақырында толып, функциясын орындай алмайды. Бұл жүйеде ылғалдың жиналуына және ауа қапшықтарының зақымдануына және/немесе компрессордың күюіне әкелуі мүмкін.
ECAS проблемалары
ECAS компьютері алдын ала бағдарламаланған критерийлерді пайдаланып, ақауды анықтаса, жүйені "Қатты ақау режиміне" көшіреді, бұл көлікті серіппелерге дейін төмендетіп, жөндеуге дейін өнімділігі күрт төмендеген күйде пайдалануға мүмкіндік береді. Көптеген жанкүйерлер арнайы әзірленген бағдарламалық жасақтамасы бар ноутбуктер мен қолға ұсталатын компьютерлер сияқты диагностикалық құрылғыларды қолданып, қате ақауларды жоюға және жөндеу қажеттілігін болдырмауға тырысады. Ал кейбіреулері сенсорларды манипуляциялау арқылы биіктік сезгіш құрылғылардың рычаг қатынасын реттеу немесе жүйені "шатастыру" үшін қосымша ЭЕМ пайдаланып, көлікті әрдайым белгілі бір биіктікте ұстауға көмектеседі. Жүйедегі ақаулар, көбінесе тым көп жұмыс істеуден туындаған негізгі тығындардың тозуынан, компрессордың мерзімінен бұрын істен шығуына себеп болуы мүмкін.
Автобустар мен автобустарда пайдалану
Автобус аспаларында ауа серіппелері механикалық серіппелерге қарағанда көптеген артықшылықтарға ие. Механикалық серіппемен салыстырғанда, ауа аспасы ауа қапшығындағы қысымды арттыру арқылы көліктің әртүрлі салмағына бейімделе алады, бұл көліктің биіктігін белгілі бір деңгейде ұстауға мүмкіндік береді. Стандартты автобустарда көлікті көтеретін және оның ең төмен нүктесінен өту бұрышын арттыратын "ферри-лифт" жүйесі де бар. Бұл жүйе қайыққа түсіру және қайықтан түсіру кезінде көмектеседі, себебі қайық пандустары тік болып келеді және көліктің тоқтауы мүмкін, сонымен қатар бұл жүйені қиыр жерлерде немесе тік беткейлерде де қолдануға болады. Паромдық лифт кейбір автобустарда орнатылса да, "Тізе бүгіп түсу" мүмкіндігі қоғамдық көлік автобустарында көбірек таралған. Бұл жолаушылардың оңай кіруі үшін баспалдақтың биіктігін төмендетуге көмектеседі. "Тізе бүгіп түсу" мүмкіндігі орнатылған шанаға отыруға арналған пандустарды пайдаланған кезде де қолданылады. Көптеген артықшылықтарының арқасында ауа аспасы 1980 жылдан бері коммерциялық көліктерде кеңінен қолданылып келеді.