Гидропневматические амортизаторы принцип работы

В конструкции гидропневматической подвески отсутствуют такие привычные упругие элементы, как пружины или торсионы. Их функцию выполняют гидропневматические сферы, заполненные газом и жидкостью, которые, в свою очередь, разделены между собой высокопрочной эластичной мембраной. Отработка неровностей дорожной поверхности происходит за счет такого свойства объема газа, как его сжатие под воздействием жидкости. Гидропневматическая подвеска является адаптивной и способна изменять степень жесткости исходя из условий движения. Среди мировых производителей наибольших успехов в применении подобной схемы подвески на своих автомобилях достигла французская компания Citroen. Развитие ее фирменной системы Hydractive насчитывает несколько поколений, а история исчисляется с середины прошлого века.

Видео:Как работают амортизаторыСкачать

История появления

Впервые подобный тип подвески был применен инженерами Citroen на задней оси автомобиля Traction Avantе в 1954 году. Позднее данная схема стала применяться в составе подвески всех колес на легендарных автомобилях Citroen DS. Фирменная адаптивная гидропневматическая подвеска Citroen Hydractive, созданная на базе предыдущих разработок, впервые была представлена в 1988 году на концепт-каре Activa.

Видео:Работа Газомаслянного и газового амортизатора KYBСкачать

Поколения подвески

Видео:ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ подвеска, в ЧЁМ ёё крутость и чем она УНИКАЛЬНАСкачать

Hydractive

I поколение

С 1990 года подвеска Hydractive 1 серийно устанавливалась на ряд автомобилей Citroen, включая модели Xantia и XM. Особенностью первых двух поколений было совмещение гидравлических магистралей тормозной системы, усилителя рулевого управления и подвески в один общий контур.

Схема передней подвески Hydractive на автомобиле Citroen XM

Было предусмотрено два режима:

• Sport – режим жесткой подвески для динамичной езды.
• Auto – режим автоматического изменения жесткости подвески на основе показаний датчиков, учитывающих текущие параметры движения (датчика положения педали газа, угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе и других).

II поколение

Модернизация затронула режим Auto, который был изменен на Comfort. Движение в комфортном режиме предполагало автоматическое кратковременное увеличение жесткости подвески при прохождении поворотов и ускорении в целях сохранения лучшей управляемости и динамики автомобиля.

Citroen XM 1995 года выпуска

Вторым нововведением было добавление в гидравлический контур дополнительного резервуара с запорным клапаном, что позволило длительное время сохранять высокое давление в системе. Заданная высота кузова поддерживалась в течение нескольких недель без запуска двигателя. Начиная с 1994-го года подвеска Hydractive 2 устанавливалась на модели Xantia, с 1995-го – на XM.

III поколение

Система Hydractive 3 устанавливалась с 2001-го года на автомобили Citroen C5 и обладала следующими отличительными особенностями:

• Упрощена гидравлическая схема – тормозная система была выведена за пределы общего контура.
• Отсутствие функции ручного выбора режима работы подвески.
• Автоматическое уменьшение клиренса автомобиля на 15 мм от стандартного значения на скорости выше 110км/ч и увеличение дорожного просвета на 13 мм на скорости ниже 70 км/ч.

Определение оптимальной высоты положения кузова при движении производится на основании показаний датчиков скорости и датчиков высоты положения передней и задней частей автомобиля.

Сitroen С5 Сrosstourer 2014 года выпуска

Улучшенная версия Hydractive 3 с индексом “+”, применявшаяся с 2005 года на дорогих комплектациях Citroen C5 и в качестве стандартного оснащения модели С6, имела следующие отличия от базовой:

• Водителю доступны два режима – Comfort (мягкая подвеска) и Dynamic (спортивный режим).
• Более совершенный алгоритм определения оптимального дорожного просвета, использующий в своей основе такие показатели, как: текущая скорость автомобиля, высота передней и задней части кузова, скорость вращения и угол поворота рулевого колеса, продольное и поперечное ускорение, скорость перемещения подвески, положение дроссельной заслонки.

Видео:НОВАЯ ПОДВЕСКА ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ | Даже мягче Крузака!Скачать

Основные элементы подвески Hydractive

Современная система Hydractive состоит из следующих основных элементов:

• Гидроэлектронный блок управления – гидротроник (1), регулирующий давление и количество жидкости в системе.
• Передние (2) и задние (5) гидропневматические элементы, выполняющие функцию демпфирующих и упругих элементов подвески.
• Передняя (3) и задняя (6) дополнительные гидропневматические сферы, регулирующие жесткость подвески.
• Передний (4) и задний (7) датчики высоты положения кузова.
• Встроенный интерфейс (8).
• Датчик положения рулевого колеса (9).
• Расширительный бачок с жидкостью (10).
• Педаль акселератора (11).
• Педаль тормоза (12).

Читайте также: Амортизаторы задние для митсубиси кольт

Видео:Сравнение газовых и масляных амортизаторовСкачать

Принцип работы подвески Hydractive

Принцип работы подвески Hydractive основан на сжатии газа (азота), который закачан под давлением в объем верхней полости гидропневматической сферы (над мембраной). Нижняя часть сферы под мембранной заполнена специальной жидкостью (маслом). Гидропневматическая сфера объединена с амортизатором и, таким образом, представляет собой единую конструкцию (стойку), выполняющую роль как упругого, так и демпфирующего элемента. Шток с поршнем амортизатора соединен с соответствующим рычагом подвески. При сжатии подвески, поршень движется вверх, оказывая воздействие на жидкость. Поскольку жидкость несжимаема, усилие передается далее на мембрану и на объем газа в сфере.

Газ “пружинит” и возвращает свой первоначальный объем, чем и обусловлено его применение в качестве упругого элемента. Гашение колебаний происходит за счет дросселирования потока жидкости, проходящей через клапан при перемещении поршня как в обычном амортизаторе. Изменение сечения электромагнитного клапана делает ход поршня “мягче” или “жестче”, тем самым изменяя характеристики подвески.

На последнем поколении Hydractive 3 используется жидкость LDS (оранжевого цвета) на базе синтетических компонентов, в отличии от применявшегося в предшествующих генерациях минерального масла LHM (зеленого цвета). Новая жидкость обладает лучшими рабочими качествами и более долговечна. Замена необходима лишь раз в 5 лет или через 200 000 км.

Видео:Принцип работы амортизатора PlazaСкачать

Преимущества гидропневматической подвески

• Превосходная плавность хода.
• Отличная управляемость, в том числе на неровной дороге.
• Возможность изменения дорожного просвета.
• Автоматическая адаптация характеристик жесткости подвески под текущие условия движения.
• Возможность выбора желаемого режима работы подвески исходя из стиля вождения.
• Длительный срок службы гидропневматических элементов (до 25 0000 км пробега) и увеличенные интервалы обслуживания.

Видео:Амортизатор: устройство и неисправности. Курсы ИЦ СМАРТ ecSmartСкачать

Недостатки гидропневматической подвески

В связи со своей высокой стоимостью и сложностью изготовления гидропневматическая подвеска редко встречается на большинстве серийных автомобилей. В основном она применяется на автомобилях премиум-сегмента такими производителями, как, например, Bentley, Rolls-Royce и Mercedes-Benz. Одним из автомобилей, на котором уже много лет успешно применяется подобная схема подвески, является популярный во всем мире внедорожник класса “люкс” Lexus LX570. На последнем поколении Citroen C5 устанавливается обычная гидравлическая подвеска. Гидропневматические элементы были упразднены в целях снижения стоимости и повышения уровня доступности автомобиля. Помимо автомобилестроения гидропневматическая подвеска применяется также в шасси специальных машин и военной техники.

Видео:Гидропневматическая подвеска Ситроен – плюсы и минусы, устройство, обслуживаниеСкачать

Общее устройство гидропневматической подвески Hydractive, принцип работы и цена ремонта

Любая автомобильная подвеска содержит в себе упругие элементы, демпфирующие и направляющие. Производители стремятся максимально приблизить свойства каждого узла к теоретическому идеалу. Тут и всплывают органические недостатки часто применяющихся решений, таких как рессоры, пружины и масляные гидравлические амортизаторы. В результате некоторые фирмы решаются на кардинальный шаг, используя в подвеске гидропневматику.

Видео:Принцип работы Амортизатора WP c технологией TRAXСкачать

Как появилась подвеска типа Hydractive

После многочисленных экспериментов с подвесками тяжёлой техники, в том числе и танков, новый тип гидромеханики был испытан на легковой продукции компании Citroen.

Добившись хороших результатов с опытной задней подвеской на уже известных к тому времени своей революционной конструкцией с несущим кузовом и передним приводом машинах Traction Avant, новую систему серийно установили на перспективный Citroen DS19.

Читайте также: Болт крепления заднего амортизатора 2108 размеры

Успех был выше всяких ожиданий. Машина стала чрезвычайно популярной, в том числе и благодаря необычайно плавной подвеске с регулировкой высоты подъёма кузова.

Видео:принцип работы двух трубные амортизаторовСкачать

Элементы, узлы и механизмы

Гидропневматическая подвеска имеет в своём составе упругие элементы, работающие на сжатом до высокого давления азоте, причём закачка его производится на весь срок службы пневморессоры.

Однако это не простая замена металла на сжатый газ, через гибкую мембрану от азота отделён ещё и второй важный элемент – рабочая жидкость в виде специального гидравлического масла.

Состав элементов подвески примерно подразделяется на:

• гидропневматические стойки колёс (рабочие сферы);
• гидроаккумулятор давления, накапливающий энергию для регулирования подвески в целом (главная сфера);
• дополнительные сферы регулирования жёсткости для придания подвеске свойства адаптации;
• насос для перекачки рабочей жидкости, вначале механический с приводом от двигателя, а потом и электрический;
• систему клапанов и регуляторов для управления высотой автомобиля, объединённых в так называемые площадки, по одной на каждую ось;
• гидравлические магистрали высокого давления, связывающие все узлы и элементы системы;
• клапаны и регуляторы, связывающие подвеску с рулевым управлением и тормозами, позже от этой связи отказались;
• электронный блок управления (ЭБУ) с возможностью ручного и автоматического задания уровня положения кузова.

Помимо гидропневматических элементов в подвеску входили и традиционные узлы в виде направляющего аппарата, образующие общую структуру независимой подвески.

Видео:⚫СПОСОБНА ВЫДЕРЖАТЬ ВСЕ! НЕОБЫЧНАЯ ПОДВЕСКА НА АВТОМОБИЛЕ.Скачать

Принцип работы гидропневматической подвески

Основой подвески стала сфера, содержащая азот под большим давлением, порядка 50-100 атмосфер, отделённый гибкой и прочной мембраной от чисто гидравлической системы, в которой использовалась сначала зелёное минеральное масло типа LHM, а начиная с третьего поколения стали применять оранжевую синтетику LDS.

Сферы были двух видов – рабочие и аккумулирующие. Рабочие сферы ставились по одной на каждое колесо, их мембраны снизу соединялись со штоками гидроцилиндров подвески, но не прямо, а через рабочую жидкость, количество и давление которой могло изменяться.

Во время работы усилие передавалось через жидкость и мембрану, газ сжимался, его давление увеличивалось, таким образом он выполнял роль упругого элемента.

Демпфирующие характеристики рабочих стоек из цилиндра и сферы обеспечивались наличием между ними лепестковых клапанов и калиброванных отверстий, препятствующих свободному перетеканию жидкости. Вязкостное трение преобразовывало лишнюю энергию в тепло, что гасило возникающие колебания.

Стойка выполняла роль гидравлического амортизатора, причём очень эффективного, поскольку его жидкость находилась под высоким давлением, не кипела и не вспенивалась.

По такому же принципу потом стали делать всем сейчас известные газовые амортизаторы, позволяющие долгое время испытывать большие нагрузки без кипения масла и потери свойств.

Дросселирование перетекания было многоступенчатым, в зависимости от характера препятствия открывались разные клапаны, динамическая жёсткость амортизатора изменялась, что обеспечивало плавность хода и энергоёмкость во всех условиях.

Для адаптации свойств подвески её жёсткость можно было изменять, подключая к общей магистрали через отдельные клапаны дополнительные сферы. Но самым эффектным было появление системы слежения за уровнем кузова и ручное управление его высотой.

Машину можно было выставить в одно из четырёх положений по высоте, два из которых были эксплуатационными, обычное и с увеличенным клиренсом, а два чисто для удобства. В верхнем положении можно было имитировать подъём машины домкратом для замены колеса, а в нижнем автомобиль припадал к земле для облегчения загрузки.

Читайте также: Можно замена одного амортизатора

Всем этим управлял гидронасос, по команде ЭБУ увеличивая или уменьшая давление в системе путём подкачки дополнительной жидкости. Запорные клапаны могли зафиксировать результат, после чего насос отключался до следующей в нём потребности.

По мере увеличение скорости движение с приподнятым кузовом становилось небезопасным и некомфортным, машина автоматически уменьшала клиренс, перепуская часть жидкости через обратные магистрали.

Эти же системы следили за отсутствием кренов в поворотах, а также минимизировали клевки кузова при торможениях и разгонах. Достаточно было просто перераспределить жидкость в магистралях между колёсами одной оси или между осями.

Видео:Амортизатор. Устройство, отличие, назначение, газовые, масляные.Скачать

Преимущества и недостатки

Применение газа в качестве упругого элемента подвески теоретически стоит считать идеальным вариантом.

В нём отсутствует внутреннее трение, он минимально инерционен и не устаёт, в отличие от металла пружин и рессор. Но теорию не всегда можно воплотить с полной эффективностью. Отсюда и возникшие параллельно с достоинствами новой подвески вполне ожидаемые недостатки.

• очень достойная плавность хода, автомобили Citroen с гидропневмоподвеской долгое время считались эталонами в этой части;
• возможность оперативной ручной и автоматической регулировки высоты подвески;
• регулируемая жёсткость, в том числе и для автоматической адаптации;
• хорошая совместимость с проверенными типами направляющего аппарата, обычно использовались принципы МакФерсон и многорычажки.

• сложности с практической реализацией, потребовались принципиально новые материалы и технологии;
• высокая цена из-за большого набора оборудования;
• на практике низкая долговечность, хотя она принципиально и не ограничена;
• высокая цена в ремонте и обслуживании;
• проблемы с надёжностью.

После долгих лет производства минусы всё же перевесили. Столкнувшись с низкой конкурентоспособностью, компания Citroen прекратила дальнейшее применение гидропневматики на бюджетных автомобилях.

Это не означает полный отказ от её использования, дорогие машины прочих производителей продолжают предлагать этот тип комфортной адаптивной подвески в качестве опций за отдельную плату.

Видео:Как устроены лучшие в мире амортизаторыСкачать

Цена ремонта

Множество машин на гидропневматической подвеске продолжают эксплуатироваться. Но покупаются на вторичном рынке они достаточно неохотно. Виной тому высокая цена поддержания таких автомобилей в исправном состоянии.

Выходят из строя сферы, насосы, магистрали высокого давления, клапаны и регуляторы. Цена сферы от приличного производителя начинается от 8-10 тысяч рублей, оригинал примерно в полтора раза выше. Если узел ещё исправен, но уже потерял давление, то его можно заправить примерно за 1,5-2 тысячи.

Большинство деталей расположено под кузовом автомобиля, поэтому страдает от коррозии. И если заменить ту же сферу достаточно просто, то если её соединение основательно закиснет, то это превращается в большую проблему из-за неудобства приложения значительного усилия. Поэтому цена услуги может приближаться к цене самой детали.

Тем более много сложностей может возникнуть при замене прохудившихся из-за коррозии трубопроводов. Например, трубка от насоса идёт через всю машину, потребуется технологический демонтаж множества деталей.

Цена вопроса может составить до 20 тысяч рублей, причём она непредсказуема из-за коррозии всего прочего крепежа.

Рабочая жидкость при любом ремонте и обслуживании требуется постоянно и в значительных количествах. Цена сравнима с маслами для автоматических коробок, примерно 500 рублей за литр для LHM и около 650 рублей за синтетику LDS.

Замена многих деталей, например относящихся к площадкам, то есть корректировке высоты кузова, на новые вообще экономически нецелесообразна. Поэтому накоплен большой опыт по восстановлению и ремонту деталей.

Стоит ли комфорт достаточно старых машин постоянной заботы о подвесках – каждый решает сам.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  📸 Видео

  Амортизатор ЗиД "Пилот" - "спортивный"- гидропневматический с компенсационной камеройСкачать

  

  Как работает задний амортизаторСкачать

  

  Чем Отличаются Амортизаторы Масляные и Газомасляные.Скачать

  

  Принцип работы и устройство амортизатора автомобиля, как это работает!!!Скачать

  

  Амортизаторы | Двухтрубные, однотрубные, комбинированные - амортизаторы | Устройство амортизаторовСкачать

  

  Как проверить амортизаторы на автомобиле за 5 секунд?Скачать

  

  Гидроподвеска Land Cruiser 200. Краткое описание. Заметки.Скачать