Il principio di funzionamento e la composizione delle sospensioni pneumatiche

Con l'industria automobilistica che passa gradualmente all'uso di molle elicoidali più compatte e precise nella maggior parte delle applicazioni di sospensione invece di molle grossolane ingombranti, è logico aspettarsi un'evoluzione continua del carrello. In parte è già successo: il metallo negli elementi elastici viene spesso sostituito con il gas. Naturalmente, racchiuso sotto pressione in un robusto guscio. Ma non bastava una semplice sostituzione delle molle con molle pneumatiche, la nuova sospensione prevede l'utilizzo attivo di dispositivi elettronici e attuatori.

Gruppi di sospensioni pneumatiche comuni e unici

Le caratteristiche dell'uso della pneumatica come elementi elastici hanno portato alla possibilità di cambiamenti operativi a distanza nelle caratteristiche della sospensione. Partendo da un semplice cambio di posizione della carrozzeria sopra la strada in statica e terminando con le funzioni di controllo attivo.

In generale, avendo mantenuto la classificazione dei tipi di sospensione, le molle pneumatiche hanno causato la comparsa di una serie di dispositivi aggiuntivi nel telaio. La quantità di apparecchiature dipende dall'implementazione specifica da parte di diversi produttori. Questi possono essere compressori elettrici e meccanici, piattaforme di valvole, unità di controllo elettroniche e talvolta kit idraulici. Non è difficile conferire proprietà di adattamento e selezione delle caratteristiche dal posto di guida a tali sistemi. E esteriormente, assomiglierà in gran parte alle tradizionali sospensioni dipendenti, indipendenti a due e multi-link, puntoni MacPherson o semplici travi di torsione. Fino alla completa intercambiabilità delle parti, quando è sufficiente rimuovere la parte pneumatica e installare le molle elicoidali nello stesso posto.

La composizione delle apparecchiature e dei singoli componenti

Lo scopo e le funzioni degli elementi di base sono cambiati poco nel corso dell'evoluzione delle sospensioni pneumatiche, solo il loro design e gli algoritmi di controllo sono stati migliorati. La composizione abituale prevede:

• molle pneumatiche installate al posto di molle o molle;
• un compressore d'aria che mantiene e regola la pressione nella pneumatica;
• raccordi per il controllo e la distribuzione dell'aria con un sistema di valvole elettromagnetiche;
• filtri ed essiccatori dell'aria;
• sensori di altezza del corpo per ogni ruota;
• unità elettronica di controllo;
• pannello di controllo delle sospensioni pneumatiche.

È possibile utilizzare altri dispositivi associati alla presenza di funzioni aggiuntive.

Ammortizzatori pneumatici (cilindri)

L'elemento di sospensione elastico è una molla pneumatica nel senso più ampio del termine, teoricamente una molla è anche una molla. In pratica, si tratta di aria sotto pressione in una custodia di gomma-metallo. È possibile modificare la geometria del guscio in determinate direzioni, il rinforzo impedisce deviazioni arbitrarie dalla forma.

È possibile integrare un elemento pneumatico con un ammortizzatore di smorzamento in un'unica struttura di un puntone pneumatico telescopico. Ciò consente di ottenere la compattezza di una singola unità nella composizione, ad esempio una sospensione tipo MacPherson. All'interno della cremagliera è presente una camera stagna con aria compressa e la consueta idraulica di un classico ammortizzatore.

Compressori e ricevitori

Per compensare perdite e rapide variazioni di pressione negli elementi pneumatici, il sistema è dotato di un compressore autonomo con azionamento elettrico dal driver di potenza della centralina. Il funzionamento del compressore è facilitato dalla presenza di un accumulatore d'aria - ricevitore. A causa dell'accumulo di aria compressa al suo interno, oltre a bypassare la pressione dai cilindri, il compressore si accende molto meno frequentemente, risparmiando risorse e riducendo anche il carico sulle unità di preparazione dell'aria, la sua filtrazione e asciugatura.

La pressione nel ricevitore è controllata da un sensore, in base ai segnali di cui l'elettronica invia comandi per ricostituire le riserve di gas compresso, compreso il compressore. Quando è richiesta una diminuzione della distanza, l'aria in eccesso non viene scaricata nell'atmosfera, ma entra nel ricevitore.

Regolazione elettronica

Ricevendo informazioni dai sensori dell'altezza di marcia, solitamente si tratta di elementi legati alla posizione dei bracci delle sospensioni e delle bielle, nonché alla pressione in diversi punti, l'unità elettronica controlla completamente la posizione della scocca. Grazie a ciò, la sospensione acquisisce funzioni fondamentalmente nuove, può essere resa adattabile a vari livelli.

Per fornire nuove funzionalità, sono state introdotte connessioni del controller con altri sistemi del veicolo. È in grado di tenere conto della traiettoria dell'auto, dell'impatto del guidatore sui comandi, della velocità e della natura del fondo stradale. Diventa abbastanza semplice ottimizzare il comportamento del telaio, dandogli un baricentro più basso per migliorare la stabilità alle alte velocità, per ridurre al minimo il rollio della carrozzeria, aumentando così la sicurezza dell'auto nel suo insieme. E fuoristrada, al contrario, aumentano l'altezza da terra, consentono l'articolazione estesa degli assi. Anche quando parcheggiata, l'auto diventerà più a misura di conducente abbassando l'altezza del cassone per facilitare il carico.

Uso pratico dei vantaggi delle sospensioni pneumatiche

A partire da una semplice regolazione dell'altezza di marcia, i progettisti di automobili hanno iniziato a introdurre funzionalità avanzate nelle sospensioni. Ciò ha permesso, tra l'altro, di introdurre la pneumatica come optional sui modelli di auto che sono fondamentalmente dotati di una sospensione convenzionale. Con la successiva pubblicità estesa di nuove funzionalità e ritorno sull'investimento nello sviluppo.

Divenne possibile controllare separatamente le sospensioni sui lati dell'auto e lungo gli assi. Diverse impostazioni fisse sono offerte per la selezione nel menu principale dell'auto. Inoltre, è disponibile un'impostazione personalizzata per utenti avanzati con ritenzione di memoria.

Le possibilità della pneumatica sono particolarmente importanti per il trasporto merci, dove c'è una grande differenza di massa per un'auto o un autotreno carico e vuoto. Lì, i sistemi di controllo del gioco sono diventati indispensabili, nessuna molla può essere paragonata alle capacità delle molle pneumatiche.

Per le auto ad alta velocità, è importante adattare le sospensioni per lavorare sulle autostrade. La minore altezza da terra non solo migliora la stabilità, ma migliora anche l'aerodinamica, aumentando il risparmio di carburante e le prestazioni di guida.

I fuoristrada su pneumatici, specie quelli il cui impiego non è limitato a condizioni estreme, sono in grado di aumentare notevolmente la capacità geometrica di cross country quando è realmente richiesta. Abbassare il corpo a un livello di sicurezza all'aumentare della velocità, cosa che avviene automaticamente.

Anche il comfort è fondamentalmente migliorato. Le proprietà del gas sotto pressione sono molte volte più preferibili rispetto a qualsiasi metallo per molle. Le caratteristiche delle sospensioni in qualsiasi condizione, anche se non viene utilizzato l'adattamento, saranno completamente determinate dagli ammortizzatori, le cui proprietà sono molto più facili e programmate in modo più accurato durante l'installazione e la produzione. E gli svantaggi sotto forma di complicazioni e l'affidabilità associata sono stati a lungo determinati non da caratteristiche fondamentali, ma dalla risorsa stabilita dal produttore.