Гидропневматическая подвеска

Инженеры Citroen хотели создать автомобиль приспособленный к любым дорожным покрытия. Так в 1954 году появился первый автомобиль с гидропневматической подвеской
Назначение
Логично, что в гидропневматической подвеске используются гидропневматические упругие элементы. В их роли выступают газ под давлением и рабочая жидкость, заключенные в специальные резервуары.
Такие подвески сегодня называют адаптивными – автомобиль движется плавно и способен изменять положение кузова над дорогой. Гидропневматическая подвеска может сосуществовать и с другими типами подвесок. Так, в Citroen C5 гидропневмоподвеска на передней оси интегрирована с подвеской МакФерсон, а на задней – с многорычажной подвеской.
Но вернемся к началу истории. На автосалоне в Париже в 1955 году новинка фирмы Citroen DS произвела настоящий фурор. Для автопрома того времени это была прямо-таки чудо-машина. С любым количеством пассажиров, независимо от того, заполнен багажник или пуст, автомобиль держал постоянный дорожный просвет и обеспечивал небывалую плавность движения. Машина не только могла крениться вперед или назад – можно было вообще вывесить любое колесо без домкрата! Возможность вручную регулировать высоту кузова особенно порадовала автолюбителей. Для проселочных дорог Франции было важно облегчить езду в сложных условиях.
В течение последующих тридцати лет устройство гидропневматических подвесок совершенствовалось. Результатом разработок Citroen стали активные подвески Hydractive, которые используются французской компанией по сей день. Первое поколение Hydractive 1 появилось в 1989 году. При помощи электроники подвеска контролировала ситуацию на дороге и подстраивалась под неё. Через четыре года автомобили Citroen оснащали уже новой подвеской Hydractive 2, а в 2000 году появилась Hydractive 3, которая обладала набором лучших характеристик гидропневматических подвесок предыдущих поколений.
В отличие от ранних версий, где подвеска была связана с тормозной системой, в Hydractive 3 тормозная система независима. Такие подвески устанавливают на современные модели Citroen – например, C6. По лицензии подвеску Hydractive использовали для своих автомобилей заводы Mercedes, Bentley, Rolls-Royce. Последние и сегодня продолжают применять такую схему.
Устройство
Гидропневматические упругие элементы подвески Hydractive завязаны в сложную систему. Современная Hydractive 3 может автоматически регулировать и изменять дорожный просвет автомобиля на нужную величину (в соответствии со скоростью движения). Помимо этого, расширенная версия Hydractive 3+ может самостоятельно регулировать свою жесткость – в зависимости от характера движения (ускорение, торможение, поворот или движение по прямой).
Гидропневматическая подвеска Hydractive 3 состоит из следующих основных элементов:
- гидропневматичнские упругие элементы;
- гидроэлектронный блок;
- задние гидропневматические цилиндры;
- стойки передней подвески;
- регуляторы жесткости;
- система управления.
Гидропневматические упругие элементы – это металлические сферы. Внутри они разделены эластичными перегородками. Над перегородкой – азот под давлением. Под перегородкой – жидкость, которая передает давление всей системе. В более ранних модификациях использовалась жидкость LHM зеленого цвета, затем на замену ей пришла оранжевая LDS. Эластичность перегородок позволяет изменять давление газа и жидкости внутри сфер. Как правило, устанавливается по одному упругому элементу на каждое колесо.
Функции гидроэлектронного блока (или гидротроника) – обеспечивать нужное давление рабочей жидкости в резервуаре и следить за её количеством. Это осуществляется при помощи насоса и клапанов.
Задние гидропневматические цилиндры с поршнями внутри нагнетают жидкость в упругие элементы. Таким образом, они помогают регулировать положение кузова автомобиля по отношению к дорожному полотну.
Стойки передней подвески объединяют гидропневматические упругие элементы с гидроцилиндрами.
Регуляторы жесткости, которые крепятся на передней и задней подвеске, изменяют её жесткость и следят, чтобы все упругие элементы работали согласованно. На регуляторы жесткости установлены дополнительные сферы (по одной на каждый), поэтому общая ситуация на дороге передается и им.
Система управления объединяет электронный блок с входными и исполнительными устройствами. Входные устройства – датчики и переключатель режимов работы. Датчики передают сигналы о средней высоте кузова и направлении и скорости вращения руля. При помощи переключателя режимов работы можно вручную (принудительно) регулировать жесткость подвески и высоту кузова.
Принцип работы
Взаимодействие этих элементов происходит следующим образом.
Гидропневматические цилиндры нагнетают жидкость в сферы (упругие элементы). Гидроэлектронный блок следит за её количеством и давлением. Между упругими элементами и цилиндрами расположен амортизационный клапан. При возникновении колебаний кузова жидкость проходит через клапан – и колебания затухают.
В мягком режиме все гидропневматические упругие элементы объединены между собой, объем газа максимальный. В упругих элементах поддерживается необходимое давление, и крены машины компенсируются.
Когда наступает необходимость включения жесткого режима подвески, система управления автоматически подает напряжение. После этого цилиндры, стойки передней подвески и дополнительные сферы (на регуляторах жесткости) оказываются изолированными друг от друга. При повороте жесткость может меняться для отдельного упругого элемента, а при прямолинейном движении – для всей системы.
От Hydractive несколько отличается по конструкции Active Body Control – система активного контроля кузова, разработанная инженерами Mercrdes. Однако принцип работы очень похож: гидроцилиндры поджимают пружины, давление изменяется, и задается нужное положение кузова и жесткость подвески.
Свою версию адаптивной подвески разработал и завод Volkswagen. Система DCC (aDaptive Chassis Control) управляет настройками амортизаторов при помощи датчиков и изменяет жесткость шасси.
Плюсы и минусы. Вопросы эксплуатации
К преимуществам гидропневматической подвески, несомненно, относится возможность ручного изменения высоты кузова. Это способствует преодолению препятствий, а также обеспечивает удобство парковки возле бордюра, погрузки-выгрузки и уборки автомобиля. Кроме этого, предусмотрено и автоматическое регулирование положения кузова.
Еще один плюс – комфорт во время поездки благодаря плавности хода. Многие автовладельцы отмечают, что они будто бы плывут по воде, а не едут по твердому асфальту.
Ну и конечно, нельзя забывать об адаптивности гидропневматической подвески – она подстраивается под самые разные дорожные покрытия и стили вождения.
Однако у этих подвесок есть и недостатки. Во-первых, система гидропневматической подвески сложна, а изготовление её обходится недешево. Дороговизна подвески увеличивает и цену автомобиля. Ремонт такой машины тоже влетит владельцу в копеечку.
Во-вторых, надежность гидропневматических подвесок по сравнению с обычными несколько ниже. Такие подвески довольно нежны, а потому не всегда хорошо выдерживают экстремальные нагрузки.