Ogólna charakterystyka zawieszenia hydropneumatycznego Hydractive, zasada działania i cena naprawy
Zawartość
Każde zawieszenie samochodu zawiera elementy elastyczne, tłumiące i prowadnice. Producenci dążą do tego, aby właściwości każdego węzła były jak najbardziej zbliżone do teoretycznego ideału. W tym miejscu ujawniają się organiczne wady powszechnie stosowanych rozwiązań, takich jak sprężyny, sprężyny i amortyzatory olejowo-hydrauliczne. W rezultacie niektóre firmy decydują się na radykalny krok, wykorzystując hydropneumatyka w zawieszeniu.
Jak powstało zawieszenie hydraktywne
Po licznych eksperymentach z zawieszeniem ciężkiego sprzętu, w tym czołgów, przetestowano nowy typ hydromechaniki w samochodach osobowych Citroen.
Osiągając dobre wyniki dzięki doświadczonemu tylnemu zawieszeniu na maszynach znanych już w tym czasie ze swojej rewolucyjnej konstrukcji z samonośnym nadwoziem i napędem na przednie koła. Trakcja Avant, nowy system był seryjnie montowany na obiecującym Citroenie DS19.
Sukces przerósł wszelkie oczekiwania. Samochód stał się niezwykle popularny, między innymi dzięki niezwykle płynnemu zawieszeniu z możliwością regulacji wysokości nadwozia.
Elementy, węzły i mechanizmy
Zawieszenie hydropneumatyczne zawiera elementy sprężyste działające na sprężony do wysokiego ciśnienia azot, który jest pompowany przez cały okres eksploatacji resora pneumatycznego.
Nie jest to jednak proste zastąpienie metalu sprężonym gazem, drugi ważny pierwiastek jest również oddzielany od azotu przez elastyczną membranę - płyn roboczy w postaci specjalnego oleju hydraulicznego.
Skład elementów zawieszenia jest z grubsza podzielony na:
- hydropneumatyczne rozpórki kół (sfery robocze);
- akumulator ciśnieniowy, który magazynuje energię do regulacji zawieszenia jako całości (sfera główna);
- dodatkowe obszary regulacji sztywności w celu nadania właściwości adaptacyjnych zawieszenia;
- pompa do pompowania płynu roboczego, najpierw mechanicznie napędzana silnikiem, a następnie elektryczna;
- system zaworów i regulatorów do sterowania wysokością samochodu, połączonych w tzw. platformy, po jednej na każdą oś;
- przewody hydrauliczne wysokiego ciśnienia łączące wszystkie węzły i elementy układu;
- zawory i regulatory łączące zawieszenie z układem kierowniczym i hamulcami zostały później usunięte z tego połączenia;
- elektroniczna jednostka sterująca (ECU) z możliwością ręcznego i automatycznego ustawiania poziomu pozycji ciała.
Oprócz elementów hydropneumatycznych w zawieszeniu znalazły się również tradycyjne zespoły w postaci łopatki kierującej, które składają się na ogólną konstrukcję niezależnego zawieszenia.
Zasada działania zawieszenia hydropneumatycznego
Podstawą zawieszenia była kula zawierająca azot pod wysokim ciśnieniem około 50-100 atmosfer, oddzielona elastyczną i wytrzymałą membraną od układu czysto hydraulicznego, w którym najpierw stosowano zielony olej mineralny typu LHM, a począwszy od trzeciej generacji zaczął używać pomarańczowych syntetyków LDS.
Sfery były dwojakiego rodzaju - pracujące i akumulujące. Kule robocze były umieszczane pojedynczo na każdym kole, ich membrany były połączone od dołu z prętami cylindrów hydraulicznych zawieszenia, ale nie bezpośrednio, ale przez płyn roboczy, którego ilość i ciśnienie mogły się zmieniać.
Podczas pracy siła była przenoszona przez ciecz i membranę, gaz był sprężany, zwiększało się jego ciśnienie, przez co pełnił funkcję elementu sprężystego.
Charakterystykę tłumienia zębatek roboczych od cylindra i kuli zapewniono dzięki obecności zaworów płatkowych i kalibrowanych otworów między nimi, uniemożliwiających swobodny przepływ cieczy. Tarcie lepkie przekształcało nadmiar energii w ciepło, które tłumiło powstałe oscylacje.
Stojak działał jak amortyzator hydrauliczny i był bardzo skuteczny, ponieważ jego płyn był pod wysokim ciśnieniem, nie gotował się ani nie pienił.
Zgodnie z tą samą zasadą zaczęto produkować znane amortyzatory gazowe dla wszystkich, które pozwalają im doświadczać dużych obciążeń przez długi czas bez wrzenia oleju i utraty swoich właściwości.
Dławienie przepływu odbywało się wieloetapowo, w zależności od charakteru przeszkody, otwierano różne zawory, zmieniano sztywność dynamiczną amortyzatora, co zapewniało płynną pracę i energochłonność w każdych warunkach.
Aby dostosować właściwości zawieszenia, można było zmienić jego sztywność, łącząc dodatkowe kule do wspólnej linii za pomocą oddzielnych zaworów. Ale najbardziej spektakularne było pojawienie się systemu monitorowania poziomu nadwozia i ręcznej kontroli jego wysokości.
Samochód można było ustawić w jednej z czterech pozycji wysokościowych, z których dwie były sprawne, normalne i ze zwiększonym prześwitem, a dwie wyłącznie dla wygody. W górnym położeniu można było symulować podnoszenie samochodu za pomocą podnośnika w celu zmiany koła, a w dolnym położeniu samochód kucał do ziemi, aby ułatwić załadunek.
Wszystko to było sterowane pompą hydrauliczną, na polecenie ECU, zwiększającą lub zmniejszającą ciśnienie w układzie poprzez pompowanie dodatkowego płynu. Zawory odcinające mogły naprawić wynik, po czym pompa została wyłączona do następnej potrzeby.
Wraz ze wzrostem prędkości ruch z podniesionym nadwoziem stawał się niebezpieczny i niewygodny, samochód automatycznie zmniejszał prześwit, omijając część płynu przewodami powrotnymi.
Te same systemy monitorowały brak przechyłów w zakrętach, a także minimalizowały dziobanie nadwozia podczas hamowania i przyspieszania. Wystarczyło rozprowadzić płyn w przewodach między kołami jednej osi lub między osiami.
Zalety i wady
Zastosowanie gazu jako elastycznego elementu zawieszenia należy teoretycznie uznać za opcję idealną.
Nie ma tarcia wewnętrznego, ma minimalną bezwładność i nie męczy się, w przeciwieństwie do metalu sprężyn i sprężyn. Ale teoria nie zawsze może być wdrożona z pełną wydajnością. Stąd dość oczekiwane mankamenty, które pojawiły się równolegle z zaletami nowego zawieszenia.
Plusy:
- bardzo przyzwoite prowadzenie, samochody Citroen z zawieszeniem hydropneumatycznym od dawna uważane są za standardy w tej części;
- możliwość szybkiej ręcznej i automatycznej regulacji wysokości zawieszenia;
- regulowana sztywność, w tym do automatycznej adaptacji;
- dobra kompatybilność ze sprawdzonymi typami łopatek kierujących, powszechnie stosowano zasady MacPhersona i wielowahaczowe.
Wady:
- trudności z praktyczną realizacją, wymagane były zasadniczo nowe materiały i technologie;
- wysoka cena ze względu na duży zestaw wyposażenia;
- w praktyce mała trwałość, choć zasadniczo nie jest ograniczona;
- wysokie koszty naprawy i konserwacji;
- problemy z niezawodnością.
Po wielu latach produkcji wady nadal przeważały. W obliczu niskiej konkurencyjności Citroen zaprzestał dalszego stosowania hydropneumatyki w samochodach budżetowych.
Nie oznacza to całkowitej rezygnacji z jego użytkowania, drogie samochody innych producentów nadal oferują tego typu komfortowe zawieszenie adaptacyjne jako opcje za opłatą.
Cena naprawy
Nadal używa się wielu maszyn z zawieszeniem hydropneumatycznym. Ale raczej niechętnie kupowane są na rynku wtórnym. Wynika to z wysokich kosztów utrzymania takich samochodów w dobrym stanie.
Kule, pompy, przewody wysokiego ciśnienia, zawory i regulatory ulegają awarii. Cena kuli od porządnego producenta zaczyna się od 8-10 tysięcy rubli, oryginał jest około półtora raza wyższy. Jeśli jednostka nadal działa, ale już straciła ciśnienie, można ją zatankować za około 1,5-2 tys.
Większość części znajduje się pod karoserią samochodu, więc ulegają korozji. A jeśli wymiana tej samej kuli jest dość prosta, to jeśli jej połączenie stanie się całkowicie kwaśne, to staje się to dużym problemem z powodu niedogodności związanej z dużym wysiłkiem. W związku z tym cena usługi może zbliżyć się do ceny samej części.
Ponadto podczas wymiany rurociągów nieszczelnych na skutek korozji może pojawić się wiele trudności. Np. rura od pompy przechodzi przez całą maszynę, wymagany będzie demontaż technologiczny wielu części.
Cena emisyjna może wynosić do 20 tysięcy rubli i jest nieprzewidywalna ze względu na korozję wszystkich innych elementów złącznych.
Płyn roboczy do wszelkich napraw i konserwacji jest wymagany stale iw znacznych ilościach. Cena jest porównywalna z olejami do automatycznych skrzyń biegów, około 500 rubli za litr dla LHM i około 650 rubli dla syntetyków LDS.
Wymiana wielu części, np. związanych z podestami, czyli regulacją wysokości zabudowy, na nowe jest generalnie nieopłacalna ekonomicznie. Dlatego zgromadziliśmy duże doświadczenie w renowacji i naprawie części.
Czy komfort dość starych samochodów wart jest ciągłej pielęgnacji zawieszenia - każdy sam decyduje.
