Гидропневматическая подвеска: принцип работы
Гидропневматическая подвеска представляет собой автомобильный узел, который состоит из упругих элементов, взаимодействующих между собой посредством гидравлической и пневматической силы. Современная система данной конструкции известна под наименованием Hydractive. В третьем поколении предусмотрена автоматическая регулировка характеристик, что делает узел активным, в зависимости от дороги и прочих транспортных условий. Рассмотрим особенности и характеристики этого блока.
История создания
Впервые гидропневматическая подвеска «Ситроен» появилась в 1954 году. Именно на этой марке машины была испробована более современная, по сравнению с аналогами, система. За прошедший период конструкторы активно дорабатывали этот узел, вносили в него кардинальные изменения.
В современности применяется уже третье поколение такого типа активной подвески. Конструкция позволяет свести к минимуму воздействие человеческого фактора. Подобная система по лицензии используется также компаниями, «Роллс-ройс» и «Мерседес».
Достоинства
Основным плюсом гидропневматической подвески является плавность работы и минимальная передача удара на кузов машины. Кроме того, имеется возможность корректировки дорожного просвета. Последнее поколение рассматриваемой системы способно приспосабливаться к стилю вождения. Высокая эффективность гасит колебания даже при быстрой езде на неровной дороге или резких поворотах.
Изготовители, имеющие официальное право на выпуск рассматриваемой системы, часто комбинируют ее с аналогами типа «МакФерсон». Сложность конструкции и высокая цена обуславливают то, что данный узел используется преимущественно на дорогих автомобилях.
Например, гидропневматическая подвеска «Ситроена С5» агрегирует с многорычажным блоком в задней части, а спереди комбинируется с «МакФерсоном». Подобное сочетание делает ее дешевле и проще в обслуживании. Основное развитие узла идет в двух направлениях: расширения функционала и повышения показателя надежности.
Устройство
Гидропневматическая подвеска последнего поколения состоит из следующих элементов:
- фронтальных подвесок стойки;
- гидропневматических цилиндров на задней оси;
- гидравлического и электронного блока;
- резервуара для рабочей жидкости.
Каждая деталь выполняет свою функцию, но, в некоторых случаях, может еще присутствовать контур гидравлического рулевого усилителя.
Комбинированный гидроэлектронный блок (ГЭБ) обеспечивает стабильное давление в системе и уровень жидкости. К дополнительным устройствам относятся:
- электромотор;
- насос;
- поршень;
- электронное управление;
- запорный и предохранительный клапан.
Емкость с жидкостью размещается над ГЭБ. Передняя стойка объединяет гидропневматику и цилиндр, а между ними находится клапан амортизации, отвечающий за уменьшение колебаний кузова авто.
Рабочий элемент и цилиндр
Гидропневматическая подвеска оборудована деталью, представляющей собой металлическую сферу, внутри которой находится многослойная мембрана. Над ней пространство заполнено сжиженным азотом, а в нижней части присутствует специальная жидкость. Следовательно, жидкость дает давление, а газ служит основным упругим элементом.
Последняя модификация рассматриваемого узла оснащается одной упругой деталью на каждое колесо и парой сфер на оси автомобиля. Добавочные упругие элементы существенно увеличивают диапазон корректировки жесткости, а сферы серого цвета, используемые в системе, имеют рабочий ресурс не менее 200 тысяч километров пути.
Гидравлический цилиндр служит для накапливания жидкости, предназначенной для упругих элементов. Кроме того, он выполняет функцию регулятора высоты кузова относительно трассы. Деталь состоит из штока, поршня, соединенного с рычагом подвески. Передние и задние цилиндры идентичны по конструкции, однако задние экземпляры размещены под углом.
Регулятор жесткости
Эта деталь предназначена для изменения жесткости подвески. Состоит регулятор из амортизационного и электромагнитного клапана, золотника и дополнительной сферы. Для достижения предельной мягкости узел позволяет нагнетать максимальный внутренний объем газа. При этом электромагнитный клапан отключается от питания.
При активировании электромагнитного клапана гидропневматическая подвеска переходит в жесткий режим. В этом случае, задние цилиндры, добавочные сферы и стойки оказываются в изоляции друг от друга.
К входным дополнительным устройствам системы относятся датчики, переключатели режимов. На узле типа Hydractive 3 предусмотрены датчики измерения высоты кузова и угла руля. Еще один индикатор наблюдает за скоростью и вращением рулевого колеса. Переключатель режимов принудительно выставляет высоту машины и жесткость подвески.
Электронный блок управления
ЭБУ служит для принятия и обработки сигналов входных устройств. Затем он выдает сигнал на приспособления подвески. Электронный блок управления обычно функционирует в тандеме с системой контроля двигателя и антиблокировкой тормозов.
Исполнительные устройства гидропневматической подвески Citroen включают в себя электрический мотор насоса, корректор фар, клапаны. Электродвигатель контролируемо изменяет скорость вращения, давление в системе и производительность помпы. В последнем поколении рассматриваемого узла используется четыре электромагнитных клапана, два из которых регулируют заднюю ось, а оставшаяся пара – передний аналог. Преимущественно эти элементы помещены в регуляторы уровня жидкости.
Принцип работы гидропневматической подвески
Рассматриваемый узел служит для автоматического контроля дорожного просвета, регулировки жесткости и принудительного изменения этих показателей. Корректировка клиренса происходит с учетом скорости передвижения, манеры вождения и покрытия дороги. Например, при скорости более 110 км/ч клиренс уменьшается автоматически на 15 миллиметров. На плохой дороге и низкой скорости (60 км/ч и менее) этот параметр увеличивается на 20 мм. Стоит отметить, что высота поддерживается независимо от нагрузки.
Такая возможность существует благодаря специальной жидкости, циркулирующей в контуре системы. Это дает возможность сохранить заданный уровень кузова машины при езде по неровной дороге.
Работа гидропневматической подвески категории «+» отличается тем, что в ней предусмотрена автоматическая корректировка жесткости в зависимости от ускорения на поворотах, при резком торможении и движении прямо. Блок управления учитывает скорость транспортного средства, параметры рулевого управления и прочие аспекты, меняющиеся в процессе езды.
Система в автоматическом режиме контролирует электромагнитный клапан жесткости, увеличивая или понижая данный показатель. Жесткость может меняться на конкретном колесе либо на всех элементах. Конструкторы предусмотрели также ручное управление изменения клиренса.
Ремонт и обслуживание
Гидропневматическая подвеска, устройство которой рассмотрено выше, - это довольно дорогое удовольствие. Следовательно, ее ремонт также обойдется «в копеечку». Ниже приведены ориентировочные цены на ремонт тех или иных элементов системы:
- Починка гидравлического амортизатора – от двух тысяч рублей.
- Замена регулятора жесткости – от 4,5 тысяч.
- Аналогичная процедура по передней сфере – 700 рублей и выше.
- Стоимость жидкости, используемой в третьем поколении – не менее 600 рублей.
Окончательная стоимость зависит от комплектации узла и года выпуска машины. Стоит отметить, что поломка одной из деталей часто влечет выход из строя других элементов. Как видно, на обслуживание придется потратиться, однако это того стоит.
Гидропневматическая подвеска "Ситроен С5": отзывы
Как подтверждают владельцы, основным преимуществом машины «Ситроен С5» является именно наличие описываемой подвески. И, как бы ее ни критиковали конкуренты, она позволяет держать автомобиль уверенно и ровно практически на любом дорожном покрытии. Рассматриваемый узел позволяет корректировать клиренс от 15 до 20 миллиметров в сторону уменьшения или увеличения. Причем происходит это в автоматическом режиме.
Среди других плюсов пользователи отмечают плавность хода, удобство при демонтаже колес и долговечность узла. К отрицательным чертам потребители относят высокую стоимость ремонта. Кроме того, при перемещении практически не замечаются ямы и выбоины, что приводит к более интенсивному износу подвески
Заключение
Гидропневматическая подвеска, несомненно, является прорывом в сфере автомобильной промышленности. Она в автоматическом режиме позволяет корректировать целый спектр параметров. Видимо, не зря лицензию на ее использование приобрели такие гиганты автопрома, как «Роллс-ройс», «Мазерати» и «Мерседес». Однако первые вариации придумал Поль Маже (французский конструктор).
Стартовое испытание инновационного узла произошло на автомобиле Citroen Traction Avant в 1954 году. Компания до сих пор успешно использует данную систему, постоянно дорабатывая и обновляя ее. С развитием прогресса возможны и кардинальные усовершенствования, но пока одним из лучших в своем класс считается третье поколение гидропневматической подвески Hydractive.