Zawieszenie pneumatyczne – jak działa, jakie są jego wady i zalety?

Tradycyjne układy zawieszeń są dobrze znane i z biegiem lat coraz trudniej wymyślić przełomowe rozwiązanie w tej dziedzinie. Dlatego pojawiła się koncepcja, aby niektóre funkcje zawieszenia powierzyć układom pneumatycznym. Jak to wygląda od strony użytkowej? Jak realizowane jest od strony technicznej i jakie generuje koszty w razie zużycia lub awarii?

Układy pneumatyczne od lat są projektowane przez konstruktorów maszyn. Realizują wiele ruchów roboczych koparek, ładowarek i innych maszyn roboczych. Ponad 30 lat temu konstruktorzy aut po raz pierwszy użyli układów pneumatycznych także do tłumienia nierówności.

Zawieszenia pneumatyczne z założenia mają poprawiać parametry trakcyjne samochodu. Takie rozwiązanie zapewnia optymalną redukcję drgań i wstrząsów. Poprawiają zatem komfort jazdy. Dzieje się tak, ponieważ sprężony azot w elementach tłumiących jest niezwykle skuteczny w pochłanianiu nierówności nawierzchni.

Niezaprzeczalną zaletą zastosowania układu pneumatycznego jest stały prześwit samochodu, niezależny od obciążenia. To sprawia, że rozwiązanie to jest szczególnie chętnie używane w autach typu kombi. Stały prześwit pozwala na bardziej przewidywalne zachowanie auta na zakrętach i mniejszy wpływ obciążenia na bezpieczeństwo jazdy. Poprawia to także aspekt wizualny użytkowania samochodu. Załadowane auto z przysiadającym tyłem wygląda mało atrakcyjnie – zawieszenie z elementami pneumatyki pozwala tego uniknąć.

Zawieszenie pneumatyczne doskonale spisuje się podczas jazdy po nierównej nawierzchni, stąd taka popularność tego rozwiązania w autach terenowych i SUV-ach. Z jego dobrodziejstw korzystają m.in. VW Touareg, Porsche Cayenne czy Audi A6 Allroad. Zawieszenie pneumatyczne pozwala na bieżącą regulację wysokości, dlatego podczas przejazdu przez większe nierówności można podnieść prześwit samochodu, a zmniejszyć go do minimum np. podczas załadunku. Użyty w Jeepie Grand Cherokee system Quadra-Lift umożliwia uzyskanie maksymalnego prześwitu aż 27 cm.

Rozwinięciem zawieszenia pneumatycznego jest zawieszenie adaptacyjne stosowane np. w Audi A8 II generacji. W takim zawieszeniu wysokość, na jakiej zawieszone jest auto, wiąże się z prędkością jazdy. Jeśli prędkość jest niewielka, auto dobrze tłumi nierówności, a jego odległość od nawierzchni zostaje zwiększona.

Ułatwia to pokonywanie nierówności, np. progów zwalniających. Z kolei przy większej prędkości samochód staje się niższy, prześwit się zmniejsza, a z nim także wysokość środka ciężkości pojazdu. Poprawia to zdolność do szybkiego pokonywania zakrętów.

W wielu rozwiązaniach zawieszenia pneumatycznego możliwe jest korygowanie ugięcia zawieszenia podczas jazdy w zakręcie. Stosuje się to m.in. w Mercedesie S W220. Zaletą stałego ugięcia jest poprawa przyczepności i stabilności, a tym samym - zwiększenie bezpieczeństwa.

W zawieszeniu pneumatycznym konwencjonalne metalowe elementy sprężyste zastąpione są powietrznymi workami zwanymi mieszkami. Mieszki mogą być często zintegrowane z amortyzatorami pneumatycznymi, niezbędnymi do prawidłowego działania układu (w przeciwieństwie do układów hydropneumatycznych).

Mieszki napełniane są poprzez kompresor. Kompresor napędzany jest albo z silnika samochodu, albo z układu elektrycznego auta. Tłok mieszka powietrznego łączy się z wahaczem, a wahacz z kołem.

Każdy ruch koła w płaszczyźnie góra-dół powoduje ruch tłoka. Zawór poziomujący związany z ruchem wahacza dba o stałą wysokość zawieszenia. Gdy zawieszenie jest obciążone i ściśnięte, układ pompuje dodatkowe powietrze, a wypuszcza je w momencie rozprężenia układu zawieszenia.

W skład układu wchodzą także sterownik sterujący pracą całego zawieszenia oraz czujnik wysokości. Dodatkowo w samochodach, w których kierowca może regulować wysokość zawieszenia, stosowane są elektrozawory zamiast zaworów tradycyjnych. Pozwala to po wybraniu odpowiedniej opcji pracy sterować ilością powietrza w układzie.

Popularne jest również zawieszenie pneumatyczne tylko na tylnej osi pojazdu. Zawieszenie takie występuje zazwyczaj w wersjach kombi popularnych pojazdów klasy wyższej. Układ określany jako tzw. Nivo lub Nivomat zamontowano m.in. w BMW E39 Touring oraz w Audi A6 C5 Avant.

Układ ma szerokie zastosowanie także podczas holowania przyczep. Podczas zwiększonego załadunku bagażnika utrzymuje optymalną aerodynamikę pojazdu poprzez uzyskanie optymalnego, neutralnego kąta natarcia. Zapobiega także często spotykanemu zjawisku dobijania obciążonego zawieszenia podczas większych nierówności.

Zawieszenie pneumatyczne jest projektowane tak, aby wytrzymywało znaczne przebiegi – często 300-400 tys. km. Niestety, eksploatując auto wyposażone w taki układ, musimy pamiętać o regularnym przeglądzie zawieszenia. Najważniejsze jest natychmiastowe wykrycie ewentualnych nieszczelności układu.

Dlatego należy sprawdzać stan przewodów ciśnieniowych, poduszek oraz działanie wszystkich zaworów i czujników. Niestety, jest to pracochłonne, co powoduje duży koszt przeglądu. Gdy niewielkie usterki nie zostaną w porę dostrzeżone, zawieszenie tego typu potrafi generować znaczne koszty.

Obsługę należy powierzyć specjalistom, ponieważ odpowiedni serwis nie jest prosty. Warto takie sprawdzenie wykonać zwłaszcza po sezonie zimowym, ponieważ duża wilgoć powietrza powoduje przedostawanie się do układu wody i jego nieprawidłowe działanie. Wtedy już tylko krok do poważnej awarii.

Gorzej, gdy niesprawne są poduszki powietrzne (miechy) lub amortyzatory. Elementy te zazwyczaj nie występują jako zamienniki, a koszty elementów oryginalnych są bardzo wysokie. Przykładowo, cena wymiany amortyzatorów w układzie typu Nivo wynosi około 2000 zł.

W przypadku napędu na cztery koła koszty mogą być jeszcze większe. Tak jest w Audi A6 – w modelach z systemem Quattro koszty są wyższe. Oryginalny komplet na obie strony to wydatek ponad 7000 zł. Nic dziwnego, że niektórzy użytkownicy w razie awarii montują zawieszenie tradycyjne.

Podobnie jest z awariami kompresora. Popularne jest to w modelu W220 Mercedesa – taka awaria powoduje osiadanie auta w najniższej pozycji i brak możliwości dalszej jazdy. Koszt to około 5000 zł.

Widać zatem wyraźnie, że tego typu zawieszenie ma wiele zalet w porównaniu z klasycznym. Jednak należy uważnie sprawdzić cały układ podczas kupna auta używanego – w przeciwnym razie, w aucie kilkunastoletnim, koszty wymian mogą sięgnąć ceny auta.

Dobrym przykładem jest Range Rover, którego kilkunastoletnie egzemplarze kosztują często mniej niż remont całego zawieszenia pneumatycznego. To cena za wysoki komfort i pewne prowadzenie.