Auto >> Fordonsteknik >  >> Motor

Hur luftfjädringssystem fungerar


Luftfjädringssystem erbjuder ett alternativ till de typiska stötdämparna på bilar. Vill du lära dig mer? Kolla in dessa lastbilsbilder! Jupiterimages/Comstock Images/Getty Images

Landets fraktförsändelser flyger, och nu kan din bil också göra det. Luftfjädringssystem har länge använts i lastbilsbranschen, men under det senaste decenniet eller så har de flyttat in i den kommersiella världen. Motorcyklar, terrängfordon, skräddarsydda bilar, prestandabilar – även vardagliga pendlarbilar – använder fjädringssystemen.

Teknikförändringar gör att systemen inte längre är klumpiga, långsamma och oprecisa. Istället använder de snabb, precisionsbaserad teknik med avancerad elektronik som kontrollerar allt från åkhöjd till påstryck, vilket ger en mjuk, kontrollerad körning.

Och det är på tiden, eftersom bilens fjädringssystem är ett område som ofta förbises. Ur en komfort- och säkerhetssynpunkt är din bils fjädring en integrerad del av hur din bil kör. Stötdämpare och spiralfjädrar hjälper till att absorbera och rikta vägkraften och bibehålla hjulsvängningar, hopp och studsar.

Men varje gång du lägger till eller tar bort vikt på ett fordon, snabbar upp eller saktar ner, eller svänger vänster eller höger, utmanar detta vad stötdämparna och fjädrarna kan. Traditionella lagerdämpare och fjädrar är designade och installerade med endast en fast uppsättning situationer i åtanke.

Luftfjädringssystem ersätter i huvudsak ett fordons spiralfjädrar med luftfjädrar. Luftfjädrarna är helt enkelt tuffa gummi- och plastpåsar uppblåsta till ett visst tryck och höjd för att efterlikna spiralfjädrarna. Men likheterna slutar där. Genom att lägga till en inbyggd luftkompressor, sensorer och elektroniska kontroller ger dagens luftfjädringssystem flera fördelar jämfört med konventionella fjädrar helt i metall, inklusive nästan omedelbar inställning, och möjligheten att anpassa hanteringen till olika situationer och variera belastningsförmågan.

Oavsett om systemet är manuellt eller elektroniskt, eller installerat av en helgmekaniker eller en erfaren tekniker, kan luftfjädring sänka en bil för att förbättra sin street cred, jämna ut en tung nyttolast, eller helt enkelt förbättra körningen av ett vintage Detroit-metallgatmonster.

Läs vidare för att lära dig mer om denna trend och vad du ska leta efter när du vill ge din bil ett lyft.

Innehåll
  1. Komponenter för luftfjädringssystem
  2. Solenoider, ventiler och ledningar
  3. Luftfjädringssatser
  4. Installation av luftfjädringssystem

>Komponenter för luftfjädringssystem

Tidiga versioner av luftfjädringssystem var relativt enkla. Krockkuddar ersatte spiralfjädrarna. Påsen blåstes upp till rätt tryck eller höjd med en utvändig kompressor genom en ventil på påsen. Förändringar i teknik och användning tillförde fler komponenter och kontroll till systemet. Men dagens luftfjädringssystem har alla ett grundläggande lager av liknande komponenter som varierar lite från tillverkare till tillverkare. Skillnaderna kommer främst i kontroller och enkel installation.

Krockkuddens material har förändrats lite över tiden. Väskan är en komposit av gummi och polyuretan, vilket ger strukturell integritet, lufttät konstruktion, seghet mot lätt nötning från vägskräp och sand samt motståndskraft mot salt och kemisk korrosion.

Väskorna finns i tre grundläggande former:

  • Dubbel veck. Denna väska är formad som ett timglas. Designen möjliggör lite mer flexibilitet i sidled än de andra designerna.
  • Avsmalnande hylsa. Denna krockkudde fungerar på samma sätt som alla andra men är designad för att passa i ett trångt område och erbjuder lite mer justerbarhet i åkhöjd.
  • Rullande hylsa. Detta är också en krockkudde för specifik tillämpning. De relevanta skillnaderna mellan de två ärmarna handlar egentligen om körhöjd och fjäderkontroll, och vad som är bäst för fordonet och applikationen.

De flesta luftfjädringssystem kommer nu med en kompressor ombord . Kompressorn är en elektrisk pump som matar luft till påsarna genom en serie tryckluftsledningar. Kompressorn är vanligtvis monterad på fordonets ram, eller i bagageutrymmet. De allra flesta kompressorer kommer med en ansluten torktumlare. Kompressorn fungerar genom att dra in utomhusluft i pumpen, komprimera den och flytta den till påsarna. Uteluften är ofta laddad med fukt, och fukt kan orsaka förödelse i ett slutet system. Torken använder ett ämne som kallas torkmedel att absorbera så mycket fukt från luften som möjligt innan luften skickas genom systemet.

Enklare kompressorsystem förlitar sig på att kompressorn själv upprätthåller, ökar eller minskar trycket. Mer avancerade system lägger till en lufttank för att upprätthålla trycket och ge en jämn övergång mellan trycken. Kompressorer kan aktiveras manuellt eller automatiskt, och kontrolleras enbart av föraren, automatiskt genom ett elektroniskt system, eller en kombination av båda.

Håller sig torr

Ett torkmedel är en typ av adsorbent, vilket är en typ av ämne som håller ett annat ämne, såsom vatten, inuti sig själv.

>Solenoider, ventiler och ledningar


En serie ventiler låter luft röra sig in och ut ur fjädringssystemet. David Nicolas/Botanica/Getty Images

Naturligtvis finns det mer med ett luftfjädringssystem än bara en enkel väska. Här är delarna som hjälper till att få ett luftfjädringssystem att fungera.

Linjer bära tryckluften till påsarna. Ledningarna liknar vanliga högtrycksluftledningar och dras längs fordonets ram. Även om de flesta linjer är en gummi-/polyuretankomposition, kan de ersättas med anpassade stållinjer, vilket ger ett renare utseende och en mer robust konstruktion.

Ventiler är portarna för luften att komma in i olika delar av systemet. I dagens luftfjädringssystem spelar ventiler en avgörande roll för att isolera och kontrollera vart luften riktas och hur. Den tidiga generationens luftfjädringssystem var tvåvägsuppställningar. I huvudsak var varje vänster och höger krockkudde ansluten med en linje och delade luft. När fordonet körde i kurvor komprimerade den ena krockkudden sin luft och tryckte den genom ledningen till den andra krockkudden, som expanderade. Detta resulterade i allvarlig karossrullning och stod för en del av det rykte som luftfjädringssystem hade för att orsaka en fruktansvärd åktur. Nu använder systemen en serie ventiler som kontrollerar denna tendens och erbjuder bättre hantering.

Solenoider används i elektroniskt styrda system för att fylla och ventilera varje krockkudde. Eftersom systemet anpassar sig för olika förhållanden, beordrar det varje solenoid att öppna eller stänga, vilket ändrar mängden luft i var och en av påsarna.

Elektroniska system hanteras genom en elektronisk styrmodul . Styrmjukvaran kan vara väldigt enkel, nästan en digital version av analoga på/av-kontroller, eller så kan den köra en mer sofistikerad mjukvara som övervakar tryck och åkhöjd i realtid. Modulerna får information genom en mängd olika ingångar, inklusive åkhöjdssensorer, och kopplar på och av kompressorn efter behov. Den elektroniska sidan av systemet är där mest innovation har skett och där förändringar sannolikt kommer att ske i framtiden. Dessa system förblir i allmänhet separata från fordonets ombordmoduler och kommunikationer.

>Luftfjädringssatser

Produktionsbilar använder fasta stötdämpare och spiralfjädrar, och att byta dem från lager utan att förstöra bilens körning eller hantering tar tid, tålamod och expertis. Och att välja ett upphängningspaket kan vara en skrämmande uppgift. Det finns en mängd tillverkare och företag som säljer ett brett utbud av komponenter i en förvirrande kombination av kvantitet och kvalitet.

Till mixen är det faktum att luftfjädringssatser endast ersätter spiralfjädrar, och spiralfjädrar är en del av ett större fjädringssystem. Med tanke på detta faktum erbjuder många företag kompletta översynssatser för fjädring, där allt från dragstag till styrarmar och stötdämpare ersätts med avancerade komponenter utformade för att maximera vad ett luftfjädringssystem kan erbjuda.

Men i allmänhet kommer de mest grundläggande satserna med krockkuddar för att ersätta ett fordons spiralfjädrar, tillsammans med en kompressor och luftledningar. De flesta grundläggande kit är ett tvåvägssystem som kan resultera i tung kroppsrullning. Att öka prisnivån innebär bättre komponenter, vilket innebär mer kontroll och variation, bättre komponenter och snabbare ändringar.

Att köpa ett kit bör inte vara en tillfällig affär. Ägare måste tänka mycket på vad de vill ha av ett system. Ägaren till en klassisk El Camino utställningsbil som vill sänka sin fjädring till nya låga nivåer skulle behöva ett annat system än en kraftig pickup-förare som letar efter bättre lastkapacitet och kontroll när han transporterar verktyg och byggmaterial. På samma sätt skulle en racerförare leta efter en annan prestandanivå än föraren av en touringbil.

Top-of-the-line kit använder ett fyrvägssystem tillsammans med en avancerad kontroller. Varje krockkudde styrs separat, men de är sammanlänkade av den elektroniska styrenheten för dynamisk och statisk kontroll. När konsumenterna väljer ett kit måste de också förstå skillnaderna mellan trycksystem och åkhöjdssystem.

Tryckbaserade system övervaka endast lufttrycket i påsen. Detta är bra i de flesta fall när du vill göra något som att förinställa ett tryck för att sänka en lågåkare på en utställning. Men att lägga till åkhöjdssensorer i den elektroniska mixen tar kitet till en ny nivå. Körhöjdssystem övervaka hur mycket en bil höjer och sänker samtidigt som du övervakar trycket som behövs för att nå varje nivå. Körhöjd och tryck spelar in i såväl prestandaapplikationer som arbetsapplikationer, som att hålla fjädring uppe på en pickup lastad med några ton kompost.

Gör din forskning

Internet erbjuder en mängd information, men det är bättre att prata med en expert, ta reda på vad som behövs och sätta upp en budget för ett system som fungerar snarare än ett som helt enkelt är billigt. Priserna på kit kan variera från några hundra dollar till flera tusen.

>Installation av luftfjädringssystem


Om du inte riktigt vet vad du gör är det bäst att låta en expert installera ett luftfjädringssystem. Reza Estakhrian/Taxi/Getty Images

I ett litet försök till omvänd psykologi, placerade RideTech, en av branschledande inom luftfjädringssystem och komponenter, frasen "Öppna inte" på sina installationsanvisningar. Det största problemet som människor stötte på när de installerade sitt nya system var att de aldrig läste instruktionerna. Företaget kände att folk kanske faktiskt skulle öppna manualen om de blev tillsagda att inte göra det.

RideTech illustrerar en mycket värdefull poäng. Installation av även komplexa system är möjlig, men folk måste läsa instruktionerna och följa dem. En installation bör dock inte utföras av någon med liten kunskap om hur man arbetar på bilar; någon som aldrig har arbetat med en avstängning; eller någon som saknar verktyg och faciliteter för att utföra jobbet säkert och kompetent.

RideTech uppskattade installationen av deras muskelbilsmonteringssatser till 12 till 15 timmar för undervagnsupphängningskomponenterna och ytterligare 10 för kompressorsystemet. Lägg till ytterligare fem till sex timmar om du lägger till ett utjämningssystem. Som sagt, korrekt installation kommer att spara pengar genom att se till att alla komponenter fungerar rätt och är inställda för att undvika skav som oftast dödar ett luftfjädringssystem.

Luftfjädringssystem är designade för att vara lufttäta. De flesta problem uppstår när en installatör inte vidtar de lämpliga försiktighetsåtgärderna, vanligtvis beskrivna i anvisningarna, för att säkerställa att systemet är så lufttätt som möjligt. RideTech uppskattar att 90 till 95 procent av läckorna skulle kunna förhindras om installatörer använde tätningstejp på alla gängor där det rekommenderas, och dirigerade linjer bort från eventuella skavpunkter.

Företaget betonade också att vara säker på att själva påsarna hade rätt utrymme så att de inte skavde mot en del av bilen, och att de var fria från heta komponenter som avgasrör och ljuddämpare. En noggrann och flitig installatör skulle tillhandahålla ett system som lätt skulle kunna hålla i mer än ett decennium.

En annan sak att tänka på under installationen är tuning. Bland tilläggen som föreslås av de flesta företag är att byta bilens stötdämpare samtidigt som man byter spiralfjädrar till krockkuddar. Stötdämpare är utformade för att fungera tillsammans med fjädrar, och att installera ett luftfjädringssystem på $4 000 plus på ett fordon med fabriksstötar är slöseri med pengar. Ändringen är relativt enkel, men den lägger till ytterligare ett lager av inställning till hela projektet.

Luftfjädringssystem är komplexa och skrämmande, men de kan ge ett imponerande utseende och prestanda om de installeras och justeras korrekt. För mycket mer information om bildelar, se länkarna på nästa sida.

Ursprungligen publicerad:21 juni 2012

Vanliga frågor om luftfjädringssystem

Vad är ett luftfjädringssystem?
Luftfjädringssystem ersätter i huvudsak ett fordons spiralfjädrar med luftfjädrar. Genom att lägga till en inbyggd luftkompressor, sensorer och elektroniska kontroller ger dagens luftfjädringssystem flera fördelar jämfört med konventionella fjädrar helt i metall, inklusive nästan omedelbar inställning, och möjligheten att anpassa hanteringen till olika situationer och variera belastningsförmågan.
Vad är luftfjädrar gjorda av?
Luftfjädrarna är helt enkelt tuffa gummi- och plastpåsar uppblåsta till ett visst tryck och höjd för att efterlikna spiralfjädrarna.
Är luftfjädring bra för daglig körning?
Oavsett om systemet är manuellt eller elektroniskt, eller installerat av en helgmekaniker eller en erfaren tekniker, kan luftfjädring sänka en bil för att förbättra sin street cred, jämna ut en tung nyttolast, eller helt enkelt förbättra körningen av ett vintage Detroit-metallgatmonster.
Hur mycket kostar luftfjädringssatser?
Priserna för luftfjädringskit kan variera från några hundra dollar till flera tusen.
Vad ingår i luftfjädringssatserna?
Ägare måste tänka mycket på vad de vill ha av ett system. De mest grundläggande kiten kommer med krockkuddar för att ersätta ett fordons spiralfjädrar, tillsammans med en kompressor och luftledningar. Top-of-the-line kit använder ett fyrvägssystem tillsammans med en avancerad kontroller.

>Mycket mer information

Relaterade artiklar

  • De 10 bästa sätten att sänka och lyfta din bil eller lastbil
  • 10 biltillbehör som kan vara farliga
  • Vad gör vissa biltillbehör osäkra (eller till och med olagliga)?
  • Så fungerar motorsmörjningssystem
  • Fungerar HHO-systemen verkligen?

Källor

  • Knowles, Don. "Automotive Suspension &Steering Systems, 4th Edition." Thomson Delmar Learning. 2007. (7 februari 2011)
  • Potter, Georg. RideTech talesman. E-postintervju. (3 februari 2011)
  • RideTech Air Ride Technologies. "Översikt över luftfjädring." (7 februari 2011) http://www.ridetech.com/tech/air-suspension-overview/