Как работает подкачка колес на ходу

Обновлено: 07.07.2024

Автомобили повышенной проходимости ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и Урал-375 имеют специальные эластичные шины и централизованную систему регулирования давления воздуха в них на ходу автомобиля.

Применение эластичных шин и централизованной системы регулирования давления воздуха в них позволяет:

повышать проходимость автомобили на труднопроходимых участках пути (рыхлый песок, болотистая местность, сильно разбитые грунтовые дороги, снежная целина);
продолжать движение автомобиля до парка без смены колес в случае повреждения камеры путем непрерывной подкачки воздуха в поврежденную шину;
постоянно наблюдать за давлением воздуха в каждой из шин автомобиля и доводить до нормы на ходу автомобиля.

Устройство и работа централизованной системы регулирования давления в шинах автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и Урал-375 одинаковы; различаются они между собой только конструкцией отдельных деталей и узлов.

Система регулирования давления воздуха в шинах входит в общую пневматическую систему автомобиля и состоит из центрального крана 2 управления давлением воздуха в шинах, блока шинных кранов 3, междубаллонного редуктора 5, запорных кранов 4 на колесах, блоков сальников 5, манометра 10 и трубопроводов с гибкими шлангами 6.

Рис. Схема централизованной системы регулирования давления воздуха в шинах (автомобиля Урал-375): А — подвод воздуха к стеклоочистителям; Б — подвод воздуха к манометру; 1 — воздушные баллоны (два задних); 2 — центральный кран управления давлением; 3 — блок шинных кранов; 4 — запорный кран; 5 — блок сальников; 6 — гибкий шланг; 7 — передний воздушный баллон; 8 — междубаллонный редуктор; 9 — манометр; 10 — шинный манометр

Регулирование давления воздуха в шинах производится центральным краном, установленным в кабине. В кране имеются три клапана: впускной 6, сообщающий блок шинных кранов с воздушными баллонами, выпускной 4, сообщающий блок шинных кранов с атмосферой, и обратный 3, предотвращающий выпуск воздуха из шин в пневматическую систему, когда давление в ней ниже, чем в шинах.

Рис. Центральный кран управления давлением воздуха в шинах: 1 — регулировочный винт; 2 — рычаг крана; 3 — обратный клапан; 4 — выпускной клапан; 5 — корпус крана; 6 — впускной клапан

Рычаг 2 крана управления может быть установлен в трех положениях: правое положение — накачка шин, среднее — нейтральное, левое — выпуск воздуха из шин в атмосферу.

Рис. Блок шинных кранов: а — отдельный кран; б — блок кранов; 1 — вентиль; 2 — колпачковая гайка; 3 — сальник; 4 — шток; 5 — гайка; 6 — пробка; 7 — угольник шинного крана; 8 — седло крана; 9 — сальник

Блок шинных кранов установлен в кабине. Ом имеет шесть вентилей, которые разобщают трубопроводы, идущие к каждой шине от крана управления. Когда вентили открыты, все шины соединены между собой и с центральным краном управления.

Междубаллонный редуктор установлен между баллонами 7 и 1 и предназначен для обеспечения в пневматической системе привода тормозов давления, достаточного для надежного торможения автомобиля.

Нагнетаемый компрессором в баллон 7 воздух поступает к тормозному крану.

При достижении в баллоне 7 давления выше 4,5 кг/см2 диафрагма 5 междубаллонного редуктора, сжимая пружину 4, прогибается вверх и открывает клапан 6. Только при этом воздух из переднего воздушного баллона 7 начинает поступать в остальные два баллона.

Рис. Междубаллонный редуктор: А — от переднего воздушного баллона; Б — к заднему воздушному баллону; 1 — регулировочный болт; 2 — крышка; 3 — тарелка пружины; 4 — пружины; 5 — диафрагма; 6 — клапан; 7 — обратный клапан; 8 — кронштейн; 9 — штуцер; 10 — угольник; 11 — воздухоподводящие каналы

Если при торможении давление в баллоне 7 станет ниже, чем в других баллонах, на 0,5 кг/см2, запас воздуха из этих баллонов через обратный клапан 7 междубаллонного редуктора поступит в тормозную систему, обеспечивая надежное торможение автомобиля.

Запорные краны 4 устанавливаются на каждом колесе и предназначаются для разобщения каждой камеры шины от системы регулирования давления, что необходимо при длительных стоянках. Блок сальников 5 устанавливается в ступице каждого колеса. Он обеспечивает герметичность соединения канала в неподвижной цапфе и канале во вращающейся полуоси.

Для снижения давления в шинах рычаг центрального крана управления ставят в левое положение. При этом выпускной клапан крана открывается и воздух из шин через открытые запорные краны по каналам в полуосях и цапфах, по гибким шлангам и трубопроводам через открытые вентили блока шинных кранов и центральный кран уходит в атмосферу. Когда давление в шинах достигнет необходимой величины, рычаг крана управления ставят в среднее положение. Выпускной клапан закрывается, и выпуск воздуха из шин прекращается.

Для накачки шин рычаг крана управления ставят в правое положение. При этом открывается впускной клапан и воздух из баллонов начинает поступать в шины. Накачка шин производится до требуемого давления.

На дорогах с твердым покрытием давление в шинах должно соответствовать требованиям заводской инструкции.

Рис. Кран управления давлением воздуха в шинах автомобиля ЗИЛ-157К: А — в шины; Б — в атмосферу; В — из воздушного баллона; 1 — корпус; 2 — распорное кольцо; 3 — втулка; 4 — резиновое кольцо; 5 — опорная шайба; 6 — замочное кольцо; 7 — направляющая золотника; 8 — золотник

Снижать давление следует только перед преодолением труднопроходимых участков пути.

Во время движения вентили блока шинных кранов и запорные краны на колесах должны быть полностью открыты, а на длительных стоянках во избежание утечки воздуха из шин запорные краны закрываются.

Давление воздуха контролируют манометром. Давление в шинах замеряют при открытых запорных кранах на колесах и вентилях блока шинных кранов. Рычаг центрального, крана управления обязательно должен при этом находиться в среднем положении.

На автомобиле ЗИЛ-157К устанавливается центральный кран управления золотникового типа.

В корпусе 1 крана перемещается золотник 8, который уплотняется в корпусе резиновыми кольцами 4. Замочное кольцо 6 ограничивает перемещение золотника в корпусе. Золотник соединен тягой с рычагом управления крана.

Будет использоваться специальная электронная начинка, отслеживающая в режиме реального времени уровень давления воздуха в шине . Если давление начнёт снижаться в результате повреждения целостности колеса, то система автоматической подкачки шин сможет нагнетать необходимое количество воздуха для продолжения движения.

Система успешно апробирована на военной технике и зарекомендовала себя с положительной стороны. На легковых автомобилях её можно встретить крайне редко. Обычно это машины руководителей государств и в массовое производство шины оснащённые автоматической подкачкой не поступали.

В ближайшие годы, ситуация может кардинальным образом измениться. Многие известные производители автомобилей и шин высказали свою заинтересованность во внедрении автоматической подкачки. Специалисты считают, что система будет востребована на рынке и водители одобрят её использование.

Почему важен контроль давления в шинах?

Отдельные водители не придают большого значения уровню д авления в колёсах . Это непростительная ошибка, которая заканчивается рядом неприятных последствий для кошелька незадачливого автовладельца. Кажется мелочь, но давление в шинах оказывает влияние на безопасность и эффективность управления автомобилем.

Выделяют 3 основных состояния колеса:

1.Недокаченное колесо.

Характерным признаком хронической недостатка воздуха в шине является неравномерный износ протектора. В этом случае средняя часть испытывает меньший уровень трения и быстро изнашиваются боковые зоны колеса.

2.Накаченное колесо.

Оптимальный уровень воздуха в шине способствует равномерному износу протектора. Площадь соприкосновения колеса и поверхности дороги максимальная.

3.Перекаченное колесо.

Максимальный износ протектора происходит в средней части. Боковые стороны практические не соприкасаются с дорожным полотном.

Недостаток или избыток давления в шине приводит к преждевременному износу протектора и снижения управляемости машиной.

Многие водители в силу недостатка времени или лени не контролируют должным образом параметр. Зачастую во всех 4-х колёсах можно обнаружить различный уровень давления воздуха.

Система информирования о текущем состоянии давления в колесе, которая устанавливается в современных машинах не способна решить проблемы. Многие водители обращают внимание на показатели когда давление воздуха стремится к нулю в шине.

Вредные последствия использования шины с неправильным давлением воздуха:

Неравномерный износ.
Сокращение срока использования в 3 раза.
Увеличение тормозного пути.
Снижение управляемости.
Снижение уровня сцепления с дорожным покрытием.
Увеличение расхода топлива.
Вероятность повреждения увеличивается в 2 раза.

Что собой представляет автоматическая подкачка шин?

Система автоматической подкачки шин даёт возможность в режиме реального времени изменять уровень давления воздуха. Первоначально она создавалась с целью эффективности работы резины на различных поверхностях.

Использование Сentral tire inflation system (CTIS) или централизованная система подкачки шин. Сегодня активно применяется на военной и сельскохозяйственной технике.

Даёт возможность поддерживать оптимальный уровень давления в шине даже в случае нарушения целостности.

Устройство CTIS:

1.Клапан.

Установлен изолированно на каждом колесе.

2.Основной блок управления.

Установлен в салоне машины.

3.Пневматический блок управления.

Получает сигналы от основного блока управления. Обеспечивает контроль клапана и передаёт показания о давлении воздуха в шинах на основной блок управления в режиме реального времени.

4.Панель управления.

Служит для ручного управления давлением в шине.

5.Датчики скорости.

Система в автоматическом режиме регулирует давление в зависимости от скорости движения.

Первые наработки в области автоматических систем накачки воздуха в шины успешно существуют и опробованы. Компания Goodyear представила шины Air Maintenance System, где компактный насос и все необходимые элементы системы установлены непосредственно внутри колеса.

Немного об автомобиле.

Что такое и как работает автоматическая подкачка колес?

Применяя вышеуказанную подкачку колёс, время, проведённое в пути, будет безопасным и безпроблемным.

Контрольную функцию степени давления в шинах, а также их подкачку выполняет автоматическая подкачка колёс. Система автоматического контроля давления в шинах помогает владельцу авто сэкономить на контроле давления шин. В случаях повреждения покрышки автоматическая система может поддерживать нужное давление в пробитом колесе до проведения необходимых ремонтных работ.

Автоматическая подкачка – специальный комплект узлов и деталей, позволяющий производить автоматическое изменение давление в шинах автомобиля. Для работы автоматической подкачки колёс машина оборудована набором деталей, которые установлены в передний и задний мосты, блоком управления в шинах, компрессором (механический или электрический), системой воздуходувных трубок. Установка необходимого давления, производится блоком управления давлением, который обеспечивает размеренную регулировку давления в шинах автомобиля. Не покидая салон автомобиля, можно произвести замер давления в любом из колес и подкачать их – каждое в отдельности или все сразу.

Технология автоматической подкачки шин применялась на грузовых и военных автомобилях. В военное время, разработанная пневматическая система, позволяла сохранять выносливость шины автомобиля после попадания в нее пуль и при огромным количестве пробоин система могла сохранять внутреннее давление в камерах или замедлять его снижение на время необходимое для выполнения поставленной задачи и выхода машины из боя тяжелые машины проходили через ямы занесенные снегом и большие снежные заносы. Подвод воздуха к шинам по специальным резиновым трубкам через наружные шарнирные головки даёт возможность повысить проходимость автомобиля по бездорожью.

Во избежание аварийной ситуации применяется автоматическая подкачка шин, которая имеет огромные преимущества перед ручной. Автоматическая подкачка колёс требует меньшей затраты сил водителя, используя этот метод подкачки, контролируется давление в шинах, что даёт возможность добиться желаемого результата. Автоматический режим подкачки шин позволяет владельцу автомобиля проверить и выставить необходимое давление.

Существуют посты автоматической подкачки шин, на которых проводится автоматическая коррекция и выравнивание давления в автомобильных шинах до заданных параметров.

Система регулирования давления в шинах происходит при помощи винта, головки подвода воздуха, воздухопровода, блока шинных кранов и других деталей.

Для использования автоматического накачивание колёс необходимо соблюдать следующие правила: шинные краны на колёсах должны быть постоянно открыты. Закрывать их необходимо только на длительных стоянках. На плохих дорогах давление в шинах и скорость движения следует снижать. После преодоления тяжелых участков дороги нужно остановиться, довести давление в шинах до нужных параметров и только потом продолжать движение.

Хаммер и многие военные машины, уже много лет оснащаются системой подкачки колёс. Это сделано для улучшения проходимости автомобиля, по плохим дорогам или в плохих погодных условиях.
В настоящее время, большинство массово производимых автомобилей оснащаются только системой мониторинга давления в шинах.
Давайте рассмотрим, какие преимущества предоставляет такая система, ведь сильно спущенное колесо можно различить и без неё, а чуть спущенное не создает проблем. Первое о чём хотелось бы сказать, что давление в колесе может уменьшаться во время обычной езды, например, при попадании колеса в яму или при любом другом ударе, также на изменение давления влияет сезонное изменение температуры. Такое изменение давления в шинах не имеет визуального эффекта, но приводит к увеличению расхода топлива, быстрому износу протектора и ухудшает управляемость автомобиля. Давайте рассмотрим подробнее как это происходит.

На картинку выше видно, что в зависимости от давления в шинах, изменяется площадь соприкосновения с поверхностью, а следовательно, и сила трения. При низком давлении в шинах, площадь соприкосновения увеличивается, а следовательно, увеличивается сила трения, это может быть полезным в условиях тяжелой проходимости, но при движении по асфальтной дороге приводит к повышенному расходу топлива. Также в случае если давление в какой-либо из шин автомобиля существенно занижено, это может привести к разбортировке колеса во время движения, про такие ситуации водители говорят “переобулся на ходу”.
Что касается износа, уменьшение давления на 20% от номинального, сокращает ресурс шины в 3 раза.
Очевидно, что если давление в шинах отличается это ухудшает управляемость автомобиля, также если давление выше номинального, то при повороте на большой скорости, из-за плохого сцепления колеса с дорогой, можно потерять управление.
Ещё одним существенным плюсом является, возможность во время движения узнать о том, что пробилось колесо. Также узнать о том, что пробито колесо можно по косвенным признакам, например, по расстоянию, которое проходит колесо за один оборот, в этом случае источником данных служат датчики ABS.
Давайте рассмотрим централизованную систему подкачки шин(CTIS).
CTIS позволяет контролировать давление воздуха в каждой шине, разрабатывалась она для повышения эффективности работы на различных поверхностях. Снижение давления воздуха в шине, как мы упоминали выше, создаёт большую площадь контакта между шиной и грунтом, это позволяет наносить меньший ущерб поверхности, поэтому она нашла применение в сельскохозяйственных отраслях. Ещё одна функция CTIS — это поддержание давления в колесе в случае прокола.
Существуют два основных производители CTIS: американская корпорации Dana и Французская Syegon. Dana выпускает две версии CTIS, для использования в военных целях (PSI) и для коммерческого использования (TPCS).
На рисунке выше показано общее устройство CTIS.

На каждом колесе расположен клапан, который позволяет изолировать колесо от системы и воздействовать на него, только в случае необходимости.

Электронный блок управления (ECU), установленные позади пассажирского сиденья, отправляет команды Пневматическому блоку управления, который контролирует клапана и давление в системе, а также передает показания давления в шинах ECU .

С помощью панели управления водитель регулирует давление в шинах, а также следит за состоянием системы.

Если транспортное движется по шоссе, для того чтобы избежать повреждений, давление в шинах должно быть выше, поэтому CTIS включает в себя датчики скорости. Система автоматически надувает и спускает колеса в зависимости от скорости движения.

Воздух для работы CTIS получает от того же компрессора, что и тормозная система, реле давления гарантирует, что воздух не будет поступать в CTIS пока не заполнится тормозная система.

Несколько лет назад компания Goodyear разработала технологию самоподкачивающихся шин Air Maintenance System, не требующая установки дополнительной электроники и внешнего насоса. Миниатюрный насос и все остальные детали системы находятся непосредственно в самой шине. А в основе работы лежит принцип работы сообщающихся сосудов.

Система успешно апробирована на военной технике и зарекомендовала себя с положительной стороны. На легковых автомобилях её можно встретить крайне редко. Обычно это машины руководителей государств и в массовое производство шины оснащённые автоматической подкачкой не поступали.