Устройството и принципът на действие на хидропневматичното окачване Hydractive

Всяка година производителите на автомобили подобряват своите модели автомобили, като правят някои промени в дизайна и оформлението на автомобилите от последно поколение. Някои актуализации могат да бъдат получени от следните автоматични системи:

• Охлаждане (описано е устройството на класическата охладителна система, както и някои от нейните модификации в отделна статия);
• Смазочни материали (неговото предназначение и принцип на действие са обсъдени подробно тук);
• Запалване (за нея съществува още едно ревю);
• Гориво (разглежда се подробно отделно);
• Различни модификации на задвижването на четирите колела, например xDrive, за които се чете повече тук.

В зависимост от оформлението и целта на хомологацията, автомобилът може да получава актуализации на абсолютно всяка система, дори такава, която не е задължителна за съвременните превозни средства (подробности за такива автомобилни системи са описани в отделен преглед).

Една от най-важните системи, които осигуряват безопасното и комфортно движение на автомобила, е неговото окачване. Класическата версия е разгледана подробно тук... Разработвайки нови модификации на окачването, всеки производител се стреми да приближи своите продукти възможно най-близо до идеалните, способни да се адаптират към различни пътни условия и да отговорят на нуждите на всеки, дори и най-сложният водач. За това например са разработени активни системи за окачване (прочетете за това отделно).

В този преглед ще се съсредоточим върху една от успешните модификации на окачването, използвани в много модели Citroen, както и някои други автомобилни производители. Това е хидравличното хидропневматично окачване. Нека да обсъдим каква е неговата особеност, как работи и как работи. Ще разгледаме и какви са неговите неизправности и какви са неговите предимства и недостатъци.

Какво е хидропневматично окачване на автомобила

Всяка модификация на окачването е предназначена предимно за подобряване на динамичните характеристики на автомобила (неговата стабилност при завиване и при извършване на остри маневри), както и за увеличаване на комфорта за всички, които са в кабината по време на пътуването. Хидропневматичното окачване не прави изключение.

Това е вид окачване, чийто дизайн предполага наличието на допълнителни елементи, които ви позволяват да промените еластичността на системата. Това, в зависимост от условията на пътя, позволява на автомобила да се люлее по-малко (твърдостта е необходима за високоскоростно спортно шофиране) или да осигури максимална мекота на транспорта.

Също така, тази система ви позволява да променяте просвет (за това какво е, как се измерва, както и каква роля има за колата, прочетете в друго ревю) на колата, не само за да я стабилизира, но и за придаване на оригиналност на превозното средство, както например при лоурайдерите (прочетете за този стил на автоматична настройка тук).

Накратко, това окачване се различава от обичайния си аналог по това, че не използва никакъв стандартен еластичен елемент, например пружина, амортисьор или торсионна греда. Схемата на такова окачване задължително ще включва няколко сфери, които са пълни с газ или определена течност.

Между тези кухини има еластична, здрава мембрана, която предотвратява смесването на тези различни среди. Всяка сфера е пълна с течност до определена степен, което ви позволява да промените режима на работа на окачването (тя ще реагира по различен начин на неравностите на пътя). Промяната в твърдостта на окачването се дължи на факта, че буталото променя налягането във веригата, поради което чрез мембраната се получава компресия или отслабване на ефекта на газа, запълващ работната верига на сферата.

Хидравличната верига се управлява автоматично. В съвременен автомобил, оборудван с тази система, позицията на тялото се коригира по електронен път. Височината на автомобила се определя от параметри като скоростта на автомобила, състоянието на пътната настилка и т.н. В зависимост от модела на автомобила, той може да използва свой собствен сензор или сензор, който е предназначен за работата на друга автомобилна система.

Системата Hydractive се счита за една от най-ефективните и прогресивни, въпреки факта, че технологията е на повече от 70 години. Преди да разгледаме на кои автомобили може да се монтира хидропневматичният тип окачване и какъв е принципът на неговото действие, ще разгледаме как се е появила тази разработка.

Историята на появата на хидравличното окачване на Citroen

Историята на разработването на хидравлична версия на тази автосистема започва през 1954 г. с пускането на първата кола с такова окачване. Това беше Citroen Traction Avante. Този модел получи хидравлични амортизиращи елементи (те бяха инсталирани в задната част на машината вместо пружини). Тази модификация по -късно е използвана в моделите DS.

Но по това време тази система не може да се нарече хидропневматична. Хидропневматично адаптивното окачване, наречено сега Hydractive, се появи за първи път на концептуалния автомобил Activa. Работеща система беше демонстрирана през 88-та година на миналия век. През целия производствен период Hydractive е променил две поколения и днес третото поколение на устройството се използва на някои модели машини.

Разработката се основава на принципа на функциониране на различни видове окачвания, използвани в тежки превозни средства, включително тежко военно оборудване. Новостта, адаптирана за първи път за пътнически транспорт, предизвика голяма наслада сред автокореспондентите и специалистите в света на автомобилната индустрия. Между другото, адаптивното окачване не е единствената революционна разработка, която Citroen представи в своите модели.

Адаптивната светлина (фаровете се обръщат настрани, където се завърта кормилната уредба или всеки волан) е друга усъвършенствана разработка, въведена в модела Citroen DS от 1968 г. Подробности за тази система са описани в друго ревю... В комбинация с тази система, каросерията, способна за повдигане, както и най-меката и плавна работа на амортисьорите, донесоха на колата безпрецедентна слава. Дори днес това е желана вещ, която някои колекционери биха искали да придобият.

Съвременните модели вече използват третото поколение на системата, независимо дали автомобилът е със задно задвижване или с предно предаване. За разликите между предишни дизайни ще говорим малко по-късно. Сега нека разгледаме какъв принцип има съвременната система.

Как работи хидравличното окачване

Хидропневматичното окачване се основава на принципа на ефекта на хидравликата върху задвижването, както например в спирачната система (подробно е описано в друго ревю). Както бе споменато по-рано, вместо пружини и амортисьори, такава система използва сфера, която се пълни с азот под високо налягане. Този параметър зависи от теглото на автомобила и понякога може да достигне 100 атм.

Във всяка сфера има еластична, но изключително издръжлива мембрана, която разделя газовите и хидравличните вериги. В по-ранните поколения хидравлично окачване се използва автомобилно масло с минерален състав (за повече подробности относно видовете авто масла, прочетете тук). Беше от категорията LHM и беше зелен. Последните поколения на системата използват синтетичен оранжев аналог (тип LDS за хидравлични инсталации).

В автомобила са монтирани два вида сфери: работещи и акумулиращи. Едната работна зона е посветена на отделно колело. Акумулаторната сфера е свързана с работниците чрез обща магистрала. В работните контейнери в долната част има отвор за пръта на хидравличния цилиндър (той трябва да повдигне каросерията на автомобила до необходимата височина или да го спусне).

Окачването работи чрез промяна на налягането на работната течност. Газът се използва като еластичен елемент, запълвайки пространството в горната част на сферата над мембраната. За да се предотврати самостоятелното протичане на хидравлично масло от една работна сфера в друга (поради това ще се наблюдава силно търкаляне на тялото), производителят използва отвори с определен участък в системата, както и клапани от тип венчелистчета.

Особеността на калибрираните отвори е, че те създават вискозно триене (хидравличното масло има плътност, много по-висока от водата, поради което то не е в състояние свободно да тече от кухина до кухина през тесни канали - това изисква много натиск). По време на работа маслото се загрява, което води до неговото разширяване и намалява получените вибрации.

Вместо класически амортисьор (прочетете за неговата структура и принцип на действие отделно) използва се хидравлична опора. Маслото в него не се пени или кипи. Амортисьорите, пълни с газ, вече имат същия принцип (прочетете кои амортисьори са по-добри: газ или масло, прочетете в друга статия). Този дизайн позволява на устройството да работи дълго време при тежки товари. Освен това, малко в този дизайн не губи свойствата си, дори ако се нагрее много.

Различните работни условия на системата изискват собствено налягане на маслото и скоростта на създаване на желаното налягане. Този процес е многоетапен в системата. Гладкостта на хода на буталото зависи от отварянето на определен клапан. Можете също да промените твърдостта на окачването, като инсталирате допълнителна сфера.

В последните модификации този процес се регулира от сензори за стабилност на посоката, а в някои автомобили производителят дори предвижда ръчна адаптация (в този случай цената на системата няма да бъде толкова скъпа).

Линията работи само когато двигателят работи. Контролната електроника на много автомобили ви позволява да променяте позицията на тялото в четири режима. Първият е най-ниският пътен просвет. Това улеснява товаренето на превозното средство. Последният е най-големият просвет. В този случай е по-лесно за превозното средство да преодолява офроуд условията.

Вярно е, че качеството на преминаването на препятствията от автомобила директно зависи от вида на задната част на окачването - напречна греда или многовръзка. Другите два режима просто осигуряват комфорта, който шофьорът иска, но обикновено няма големи разлики между тях.

Ако хидропневматиката просто увеличи разстоянието между каросерията и напречната греда, проходимостта на превозното средство в повечето случаи практически не се променя - автомобилът може да се закачи за препятствие с гредата. По-ефективно използване на хидропневматиката се наблюдава при използване на многозвенна конструкция. В този случай клирънсът наистина се променя. Пример за това е адаптивното окачване на Land Rover Defender от последно поколение (може да се прочете тест драйв на този модел тук).

Увеличаването на налягането в тръбопровода се осигурява от маслена помпа. Облекчението на височината се осигурява от съответния клапан. За да увеличи клиренса, електрониката активира помпата и тя изпомпва допълнително масло в централната сфера. Веднага щом налягането в тръбопровода достигне необходимия параметър, клапанът се активира и помпата се изключва.

Когато водачът натисне педала за газ по-рязко и автомобилът набере скорост, електрониката регистрира ускорението на автомобила. Ако оставите пътен просвет висок, аеродинамиката ще навреди на превозното средство (за подробности относно аеродинамиката прочетете в друга статия). Поради тази причина електрониката инициира освобождаването на налягането на маслото във веригата чрез връщащата линия. Това приближава превозното средство до земята и въздушният поток го притиска по-близо до пътя.

Системата променя клиренса с 15 милиметра по-ниско, когато автомобилът ускорява до скорости над 110 километра в час. Важна предпоставка за това е качеството на пътната настилка (за да се определи това има например система за контрол на стабилността). В случай на лоша пътна настилка и скорост под 60 км / ч, колата се издига с 20 милиметра. Ако автомобилът е натоварен, електрониката също изпомпва масло в магистралата, така че тялото да запази позицията си спрямо пътя.

Друга опция, достъпна за някои типове модели, оборудвани със системата Hydractive, е възможността да се елиминира търкалянето на автомобила по време на високоскоростни завои. В този случай блокът за управление определя до каква степен е натоварена определена част от окачването и с помощта на предпазните клапани променя налягането на всяко колело. Подобен процес се случва за премахване на кълването, когато машината рязко спре.

Основни елементи на окачването Hydractive

Схемата за хидропневматично окачване се състои от:

• Хидропневматични подпори на колелата (работна зона на едно колело);
• Акумулатор (централна сфера). Той натрупва резервно количество петрол за експлоатацията на всички области;
• Допълнителни зони, които регулират твърдостта на окачването;
• Помпа, която изпомпва работната течност в отделни вериги. Първоначално устройството беше механично, но последното поколение използва електрическа помпа;
• Клапани и регулатори на налягането, които са комбинирани в отделни модули или платформи. Всеки блок от клапани и регулатори отговаря за собственото си сглобяване. За всяка ос има по един такъв сайт;
• Хидравличната линия, която обединява всички регулиращи и изпълнителни елементи;
• Предпазни, регулиращи и байпасни клапани, свързани със спирачната система и сервоуправлението (подобна подредба при някои разновидности е била използвана през първото и второто поколение, а в третото те липсват, тъй като тази система вече е независима);
• Електронен блок за управление, който в съответствие със сигналите, получени от сензорите на тази и други системи, активира програмирания алгоритъм и изпраща сигнал към помпата или регулаторите;
• Датчици за положение на тялото, монтирани в предната и задната част на автомобила.

Поколения Hydractive окачване

Модернизацията на всяко поколение се проведе с цел повишаване на надеждността и развитие на функционалността на системата. Първоначално хидравличната линия се комбинира със спирачната система и сервоуправлението. Последното поколение получи контури, независими от тези възли. Поради това отказът на една от изброените системи не влияе върху работата на окачването.

Помислете за отличителните черти на всяко от съществуващите поколения хидропневматично окачване на автомобила.

XNUMX-во поколение

Въпреки факта, че разработката се появи през 50-те години на миналия век, системата влезе в масово производство през 1990 година. Тази модификация на окачването беше включена в някои модели на Citroen, като XM или Xantia.

Както обсъждахме по-рано, първите поколения системи бяха комбинирани със спирачна и хидравлична хидравлика. При първото поколение на системата окачването може да бъде настроено на два режима:

• Автоматический... Сензорите записват различни параметри на автомобила, например позицията на педала на газта, налягането в спирачките, положението на волана и т.н. Както подсказва името на режима, електрониката самостоятелно определя какво е налягането в магистралата, за да постигне идеалния баланс между комфорт и безопасност по време на пътуването;
• спортен... Това е режим, адаптиран за динамично шофиране. В допълнение към височината на превозното средство, системата променя и твърдостта на елементите на амортисьорите.

XNUMX-ро поколение

В резултат на модернизацията производителят промени някои параметри на автоматичния режим. Във второто поколение това беше наречено удобно. Това направи възможно не само да се промени клирънсът на автомобила, но и за кратко твърдостта на амортисьорите, когато автомобилът навлезе в завой със скорост или ускорение.

Наличието на такава функция позволи на водача да не променя настройките на електрониката, ако кара колата по-динамично за кратко. Пример за такива ситуации е рязка маневра при избягване на препятствие или изпреварване на друго превозно средство.

Друго нововъведение, направено от разработчиците на окачването, е допълнителната зона, в която е монтиран възвратен клапан. Този допълнителен компонент направи възможно поддържането на висока глава в линията за по-дълго време.

Особеността на това устройство беше, че налягането в системата се поддържаше повече от една седмица и за това собственикът на автомобила не се нуждаеше от стартиране на двигателя за помпата за изпомпване на масло в резервоара.

Системата Hydractive-2 се използва на модели Xantia, произведени от 1994 г. насам. Една година по-късно тази модификация на окачването се появи в Citroen XM.

III поколение

През 2001 г. хидравличното хидропневматично окачване претърпя голямо подобрение. Започва да се използва във моделите C5 на френския автомобилен производител. Сред актуализациите са следните функции:

1. Променена хидравлична верига. Сега спирачната система не е част от линията (тези вериги имат отделни резервоари, както и тръби). Благодарение на това схемата на окачване стана малко по-опростена - няма нужда да се контролира налягането в две системи, които се различават една от друга, като се използва различно налягане на работната течност (за да работи спирачната система, няма нужда за голям натиск спирачна течност).
2. В настройките на режимите на работа е премахната опцията за ръчно задаване на необходимия параметър. Всеки отделен режим се изравнява изключително от електрониката.
3. Автоматизацията независимо намалява клиренса с 15 мм спрямо стандартното положение (зададено от производителя - при всеки модел има свое), ако автомобилът ускорява по-бързо от 110 километра / час. При забавяне до скорост в диапазона от 60-70 км / ч, просветът се увеличава с 13-20 милиметра (в зависимост от модела на автомобила) спрямо стандартната стойност.

За да може електрониката правилно да регулира височината на тялото, управляващият блок събира сигнали от сензори, които определят:

• Скорост на превозното средство;
• Височината на предната част на тялото;
• Височина на задната част на тялото;
• Освен това - сигнали от сензорите на системата за стабилност на обменния курс, ако тя присъства в конкретен модел автомобил.

В допълнение към стандартното трето поколение в скъпата конфигурация C5, както и основното оборудване C6, производителят използва версията Hydractive3 + на хидропневматичното окачване. Основните разлики между тази опция и стандартния аналог са:

1. Водачът може да избира между два режима на окачване. Първият е удобен. Той е по-мек, но може да промени твърдостта си за кратко време в зависимост от ситуацията на пътя и действията на водача. Вторият е динамичен. Това са спортни настройки на окачването, които се отличават с повишена амортисьорна твърдост.
2. Подобрени алгоритми за реакция на системата - електрониката по-добре определя оптималния просвет. За целта управляващият блок получава сигнали за текущата скорост на транспорт, положението на тялото отпред и отзад, положението на волана, ускорението в надлъжно и напречно сечение, натоварванията върху елементите на окачването на амортисьора (това позволява вие да определите качеството на пътната настилка), както и положението на дросела (подробно за това какво е дроселен клапан в колата се казва отделно).

Ремонт и цена на части

Както всяка друга система, която осигурява автоматичен контрол на различни параметри на автомобила, хидравличното хидравлично окачване струва много пари. Той синхронизира работата на много електронни устройства, както и хидравлика и пневматика. Голям брой клапани и други механизми, от работата на които зависи стабилността на превозното средство, са всички агрегати, които изискват известна поддръжка, а в случай на повреда и скъпи ремонти.

Ето само няколко цени за хидропневматичен ремонт:

• Смяната на хидравличния подпор ще струва около $ 30;
• Предният регулатор на твърдост се променя за около 65 cu;
• За да смени предната сфера, шофьорът ще трябва да се раздели с 10 долара;
• Зареждането с гориво на обслужващ, но нехерметизиран агрегат струва около 20-30 долара.

Освен това това са само цените на някои бензиностанции за самата работа. Ако говорим за цената на частите, това също не е евтино удоволствие. Например, най-евтиното хидравлично масло може да бъде закупено за около 10 долара. за един литър и при извършване на ремонти на системата това вещество изисква прилично количество. Маслената помпа, в зависимост от вида на конструкцията и модела на автомобила, ще струва около $ 85.

Най-често в системата се появява неизправност в сфери, тръби с високо налягане, помпи, клапани и регулатори. Цената на сферата започва от 135 долара и ако не купите оригиналната част, това е един и половина пъти по-скъпо.

Често повечето окачващи елементи страдат от ефектите на корозия, тъй като не са защитени от нищо от мръсотия и влага. Самите части се демонтират без значителни усилия, но всичко се усложнява от корозия и кипене на болтове и гайки. Поради лошия достъп до някои скрепителни елементи, разходите за демонтиране на сглобката често се приравняват на разходите за самия елемент.

Смяната на тръбопровода е друг проблем, който може да падне върху главата на собственика на автомобила. Линията, свързана с помпата, повредена от корозия, не може да бъде премахната без демонтиране на останалите елементи на автомобила, разположени под дъното. Този тръбопровод минава под почти цялата кола и за да не повреди земята, той е инсталиран възможно най-близо до дъното.

Тъй като крепежните елементи на други устройства и конструкции също не са защитени от нищо от влага и мръсотия, демонтирането им също може да бъде трудно. Поради тази причина в някои бензиностанции шофьорите трябва да отделят около 300 долара за подмяна на обикновена тръба.

По принцип е неподходящо да се заменят някои системни компоненти с нови. Пример за това са платформи или модули, които регулират твърдостта на амортисьорните подпори. Обикновено в този случай елементите просто се ремонтират.

Преди да закупите превозни средства с такова окачване, също така е необходимо да се вземе предвид, че повредата на един елемент често е придружена от повреда на няколко механизма наведнъж, така че шофьорът ще трябва да плати скъпо за ремонта и поддръжката на такъв система. Това важи особено при покупка на употребяван автомобил. При такъв транспорт една част след друга със сигурност ще се провали. Също така, в сравнение с класическото окачване, поради големия брой части, работещи при голямо натоварване, тази система ще трябва да се подлага на рутинна поддръжка по-често.

Предимства на хидропневматичното окачване

На теория използването на газ в окачването като спирка е идеално. Тази подредба е лишена от постоянно вътрешно триене, газът няма "умора" като метала в пружини или пружини, а инерцията му е минимална. Това обаче е всичко на теория. Често разработката, която е на етапа на чертане, изисква промени при превръщането й в реалност.

Първото препятствие, пред което са изправени инженерите, е загубата на ефективност на окачването при изпълнение на всички основи, показани на хартия. Поради тези причини хидропневматичната версия на окачването има както предимства, така и недостатъци.

Първо, помислете за предимствата на такова окачване. Те включват:

1. Максимална гладкост на амортисьорите. В тази връзка, дълго време, модели, произведени от френската компания Citroen (прочетете за историята на тази марка автомобили тук), се считаха за стандарт.
2. По-лесно е за шофьора да управлява автомобила си зад завоите, докато шофира с висока скорост.
3. Електрониката е в състояние да адаптира окачването към стила на шофиране.
4. Производителят гарантира, че системата може да измине до 250 хиляди километра (при условие, че се купува нова, а не употребявана кола).
5. При някои модели автопроизводителят е предвидил ръчно регулиране на положението на каросерията спрямо пътя. Но дори и автоматичният режим върши отлична работа.
6. И в ръчния, и в автоматичния режим системата върши отлична работа за адаптиране на твърдостта на работата в зависимост от пътната обстановка.
7. Съвместим с повечето видове многовръзки заден мост, както и стойки на MacPherson, използвани в предната част на автомобила.

Недостатъци на хидропневматичното окачване

Въпреки факта, че хидропневматичното окачване може качествено да промени свойствата си, то има няколко съществени недостатъка, поради което повечето шофьори не обмислят закупуването на превозни средства с такова окачване. Тези недостатъци включват:

1. За да реализира максимален ефект от работата, нарисувана върху чертежите, производителят трябва да използва специални материали, както и да въведе иновативни технологии в производството на своите модели автомобили.
2. Голям брой регулатори, клапани и други елементи, необходими за висококачествената работа на системата, са едновременно потенциални области на възможна повреда.
3. В случай на повреда, ремонтът е свързан с демонтирането на съседни компоненти на превозното средство, което в някои случаи е изключително трудно за изпълнение. Поради това трябва да потърсите истински специалист, който да свърши цялата работа с високо качество и да не повреди машината.
4. Цялото сглобяване е скъпо и поради големия брой компоненти често изисква поддръжка и ремонт. Това важи особено за колите, закупени на вторичния пазар (за подробности какво трябва да търсите, когато купувате употребявана кола, прочетете в друго ревю).
5. Поради повредата на такова окачване автомобилът не може да се експлоатира, тъй като загубата на налягане автоматично води до изчезване на функциите на амортисьорите на системата, което не може да се каже за класическите пружини и амортисьори - те едновременно никога не излизат .
6. Системата често не е толкова надеждна, колкото е убеден производителят на автомобили.

След като Citroen започна все по-често да се сблъсква с неизправности в развитието си, беше решено това окачване да бъде променено на класически аналог за модели от бюджетния сегмент. Въпреки че марката не е изоставила напълно производството на системата. Различните му варианти могат да се видят на първокласни автомобили на други автомобилни марки.

Това развитие е почти невъзможно да се намери в обикновените серийни автомобили. Най-често премиум и луксозни автомобили като Mercedes-Benz, Bentley и Rolls-Royce са оборудвани с такова окачване. В продължение на много години хидропневматичното окачване е монтирано на луксозния SUV Lexus LX570.

Ако говорим за Citroen C5, за който е разработено последното поколение Hydractive, сега в тези автомобили се използва само пневматичен аналог. Описани са подробности за това как работи такова окачване, както и как работи в друга статия... Френският автомобилен производител взе това решение, за да намали разходите за производство и продажба на популярния модел.

И така, хидропневматичното окачване ви позволява да променяте височината на автомобила, както и твърдостта на амортисьорите. Като алтернатива някои производители използват модификации на магнитното окачване за тези цели. Те са описани подробно в друго ревю.

В заключение предлагаме кратко видео сравнение на някои ефективни конструкции на окачванията, включително хидропневматичната версия:

⚫СПОСОБЕН ДА ИЗДЪРЖИ ВСИЧКО! НЕОБИЧАЙНО ОКАЧВАНЕ НА АВТОМОБИЛ.