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Luftfederbeine und Federn
Das Herzstück einer Luftfederung sind die Luftfederbeine und/oder Luftfedern, die mit separaten Stoßdämpfern kombiniert sind. Bei einer Vollluftfederung ist jedes Rad - sowohl vorne als auch hinten - entweder mit einem Luftfederbein oder einer Kombination aus Luftfeder und Stoßdämpfer ausgestattet.
Jede Luftfeder verfügt über eine mehrlagige, kreuzgekordelte Gummikonstruktion für Langlebigkeit und dauerhafte Leistung. Crimpringe aus Edelstahl sorgen für eine luftdichte Abdichtung zwischen der Gummimanschette und den oberen und unteren Befestigungskomponenten. Luftfedern unterliegen zwar einem gewissen Verschleiß, sind jedoch so konzipiert, dass sie extremen Temperaturen standhalten und dauerhaft Schmutz und Straßenschmutz ausgesetzt sind. Luftfedern haben eine erwartete Lebensdauer von 6 bis 10 Jahren, je nach Nutzung und Umgebungsbedingungen.
Die Luftfederbälge und Stoßdämpfer in einem Luftfedersystem, arbeiten ähnlich wie die herkömmliche Stahlfederung, mit einem entscheidenden Unterschied: Anstelle von Schraubenfedern tragen flexible, unter Druck stehende Luftfedern das Fahrzeuggewicht und sorgen für einen außergewöhnlichen Fahrkomfort. Weiterhin kann das Fahrzeug mit der Luftfederung nicht nur seine Fahrhöhe anpassen und die Federungsleistung optimieren, sondern sich auch effektiv an unterschiedliche Lasten anpassen. Stoßdämpfer ergänzen die Federung indem sie die Federbewegung kontrollieren und Stöße von Fahrbahnunebenheiten abdämpfen.
Der Kompressor
Der Kompressor liefert und reguliert den Luftdruck, der benötigt wird, um die Luftfedern auf dem gewünschten Niveau zu halten. Viele Kompressoren verfügen über einen integrierten Trockner, der Feuchtigkeit aus dem System absorbiert. Diese Feuchtigkeit verdunstet aufgrund der vom Kompressor erzeugten Wärme und wird jedes Mal in die Atmosphäre abgegeben, wenn sich das Druckentlastungsventil öffnet, um überschüssigen Luftdruck abzulassen.
Wenn Höhensensoren eine Abweichung von der voreingestellten Fahrhöhe feststellen, aktiviert die elektronische Steuereinheit (ECU) entweder den Kompressor oder das Entlüftungsventil. Die Druckluft strömt dann durch den Ventilblock und die Luftschläuche zu oder aus den Luftfedern und passt die Fahrhöhe je nach Bedarf an. Wenn das System einen Druckspeicher umfasst, wird die Luft in der Regel direkt aus dem Speicher zugeführt und der Kompressor wird aktiviert, um den Vorratsdruck wiederherzustellen. Die Luft aus den Bälgen wird beim Entlüften aus den Bälgen durch den Lufttrockner geführt, wodurch dieser regeneriert wird.
Der Ventilblock
Der Ventilblock regelt den Luftstrom, um das Aufpumpen und Ablassen der Luftfedern zu steuern. Er stellt sicher, dass jede Luftfeder die richtige Luftmenge erhält, basierend auf den Signalen aus der ECU. Wenn Überdruck abgebaut werden muss, strömt Luft von den Luftfedern zurück zum Ventilblock, wo sie entweder durch ein Druckablassventil ausgestoßen oder in einem Druckspeicher für die spätere Verwendung gespeichert wird.
Der Druckspeicher
Der Druckspeicher, der sich in der Regel im hinteren Teil des Fahrzeugs befindet, dient als Puffer und Speichereinheit für Druckluft. Durch die Aufrechterhaltung einer Druckluftreserve sind schnelle Höhenanpassungen möglich, während gleichzeitig die Häufigkeit der Kompressoraktivierung reduziert wird. Dadurch werden der Verschleiß und die Überhitzung des Kompressors minimiert, was die Lebensdauer des Systems verlängert und die Gesamteffizienz verbessert.
Die elektronische Steuereinheit (ECU)
Die elektronische Steuereinheit (ECU) ist das Gehirn des Luftfederungssystems. Sie verarbeitet Daten von Höhensensoren und überwacht gleichzeitig Motordrehzahl, Beschleunigung und Systemdruck, um festzustellen, ob die Luftfedern befüllt oder entleert werden müssen, um die vorgegebene Fahrhöhe zu erreichen. Die ECU erreicht dies, indem sie die Magnetventile im Ventilblock ansteuert und ggf. den Kompressor aktiviert, um den erforderlichen Luftdruck zu liefern, und so sicherstellt, dass sich die Federung dynamisch an wechselnde Fahrbedingungen anpasst.
Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass das Luftfederungssystem die Luftfedern kontinuierlich aufpumpt oder Luft ablässt, um sich an jede Bewegung anzupassen, z. B. bei Kurvenfahrten. In Wirklichkeit verfügen moderne Federungssysteme über elektronisch gesteuerte Stoßdämpfer, die die Steifigkeit sofort anpassen. Diese Stoßdämpfer passen sich den Fahrbedingungen an und stabilisieren das Fahrzeug beim Abbiegen, Bremsen oder Beschleunigen, ohne dass eine ständige Anpassung der Luft erforderlich ist. Dies führt zu einem reaktionsschnelleren und effizienteren System, das eine sanfte und kontrollierte Fahrt gewährleistet.
Höhesensoren
Zwischen der Achse und dem Fahrgestell – in der Regel an jeder Ecke des Fahrzeugs – montierte Fahrhöhensensoren überwachen kontinuierlich die Position und Fahrhöhe des Fahrzeugs und übertragen diese Daten an die ECU. Wenn eine Abweichung von der voreingestellten Fahrhöhe festgestellt wird, bewertet die ECU, ob Anpassungen erforderlich sind. Wenn dies der Fall ist, signalisiert sie dem Ventilblock, die vorberechneten Höhenanpassungen vorzunehmen.
Dieser automatische Zyklus stellt sicher, dass sich das Federungssystem umgehend an Gewichtsschwankungen, Straßenbedingungen und Fahrdynamik anpasst. Alle Komponenten des Luftfederungssystems arbeiten nahtlos zusammen, um ein kontrolliertes, anpassungsfähiges und komfortables Fahrerlebnis zu bieten.
Vorteile der Luftfederung
Obwohl die Luftfederung einige Ähnlichkeiten mit herkömmlichen Systemen aufweist, bietet sie mehrere deutliche Vorteile:
- Einstellbare Fahrzeughöhe: Passt die Fahrzeughöhe an verschiedene Fahrbedingungen an.
- Erhöhter Komfort und reduzierter NVH: Genießen Sie verbesserten Fahrkomfort mit minimierten Geräuschen, Vibrationen und Unebenheiten.
- Automatischer Lastausgleich: Behalten Sie unabhängig von der Last den vollen Federweg bei.
- Verbesserte Stabilität und Kraftstoffeffizienz: Das Absenken der Fahrhöhe bei hohen Geschwindigkeiten verbessert die Fahrzeugstabilität und senkt den Kraftstoffverbrauch.
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