Подвеска автомобиля является одним из тех узлов, который появился раньше других. То есть те самые узлы - кузов, тормоза, мотор и сама подвеска.. Конечно, сейчас от той самой первой конструкции почти не остался и следа, по крайней мере, в мире легковых авто, разве что грузовики и суперпрофессиональные джипы оснащаются подобными, но доработанными механизмами, так как никто для тяжёлых условий ничего не придумал. Перед легковушками же стоят другие задачи – обеспечить водителю и пассажирам одновременно комфортную, безопасную, а порой и спортивную езду.
Гидропневматическая подвеска относится к разновидностям подвески, в котором применяется система, основанная на гидропневматических упругих элементах. Гидропневматическую подвеску изобрела фирма Citroen, и впервые была применена на ситроеновских моделях в 1954 году. Современным развитием гидропневматической подвески является французская подвеска семейства Hydractive, уже третьего поколения, в которой доработаны и реализованы все ее лучшие качества. Также, «Гидропневмака» по лицензии применялась и другими автопроизводителями, такими, как Bentley, Rolls-Royce, Mercedes и др. В современной гидропневматической подвеске конструкция имеет автоматическое изменение работы и характеристик, то есть она представляет собой активную подвеску.
У данного типа подвесок куча достоинств. Но всё же, основными преимуществами «гидропневматики» являются, во-первых, их превосходная, «лимузинная» плавность хода, её сочетание с отличной управляемостью – вспомним любой Ситроен с подвеской Гидрактив, которая даёт возможность регулировать клиренс автомобиля - расстояния кузова между дорогой и его днищем, и его положения максимально вертикально или горизонтально по отношению к дорожному покрытию, эффективнейшее гашение колебаний, быстрая адаптация под стиль вождения каждого водителя. Есть, пожалуй, и минусы, их две и они большие – это ультрасложность механизма и его высокая стоимость. Они в итоге и становятся сдерживающими факторами большого массового применения этого типа подвески.
Также, ситроеновцы научились «скрещивать» их гидропневматическое детище с другими типами подвесок. Например, на ситроеновской модели C5 на передней оси гидропневматическую подвеску они интегрировали с обычными стойками МакФерсон, а на задней она идёт в тандеме с «многорычажкой».
О детище Citroen - гидропневматической подвеске семейства Hydractive
Подвеска семейства Hydractive самая свежая из всех ситроеновских гидравлических, и уже насчитывает третье поколение:
*Итак, первое семейство - Hydractive 1 появился и выпускается с 1989 года;
* Второе - Hydractive 2 - начиная с 1993 года;
* И третье - Hydractive 3 - производится с 2000 года.
Сейчас эволюция гидропневматики Hydractive происходит по двум направлениям – 1) повышение надежности и 2) расширение функциональных способностей и возможностей. В этой статье механизм гидропневматической подвески рассматривается на примере подвески последнего, третьего по счёту поколения Hydractive. Гидропневматика Hydractive III включает в себя стойки для передней оси, гидропневматические цилиндры для задней, регуляторы жесткости, гидроэлектронный блок и систему управления.
Гидравлические составляющие системы подвески – образовано из гидроэлектронного блока, резервуара рабочей жидкости, передних стоек, задних цилиндров, регуляторов жесткости. Также, в гидравлическую систему интегрирован контур гидроусилителя рулевого механизма. В ранних сериях подвески в гидравлической системе был «инсталлирован» и контур тормозной системы машин. Но начиная с 2000 года, третье поколение подвески Гидрактива уже имеет независимую от тормозной системы работу.
Рассмотрим роль каждого элемента. Итак, в круг обязанностей гидроэлектронного блока (то есть гидротроника) входит снабжение необходимого количества рабочей жидкости, и регулировать её давление внутри всей гидравлической системе подвески. В него входят электромотор, насос аксиально-поршневого типа, клапаны контроля высоты кузова автомобиля, ЭБУ, работающие по электромагнитному принципу, предохранительный клапан, запорный клапан, функция которого предотвращать в нерабочем состоянии опускание кузова. В систему управления подвески входят ЭБУ и электромагнитные клапаны.
Место резервуара рабочей жидкости находится прямо над гидроэлектронным блоком. Ситроен в подвеске Гидрактив 3 применяет рабочую жидкость LDS оранжевый цвета, которая сменила зеленая жидкость LHM.
Далее, стойка передней подвески, помимо своей прямого предназначения, включает в себе также гидропневматический упругий компонент и гидроцилиндр. Между ними находится амортизаторный клапан, который обеспечивает гашение колебаний кузова.
Далее, гидропневматический упругая составляющая является металлической сферой, у которой внутри есть разделение в виде эластичной многослойной мембраны. Над этой мембраной находится сжатый азот (в газообразней форме), а под ней – специальная жидкость. Последняя передает давление внутри системы, а газ выступает в роли упругого элемента.
Тройка с плюсом, так называется новая версия подвески Hydractive 3+, имеет по одному установленному упругому элементу для каждого колеса и по одной дополнительной сфере для каждой оси. Смысл применения дополнительных упругих элементов, в том, что это существенно расширяет параметры регулировок жесткости подвески. Сферы нового поколения имеют серый цвет и обладают потрясающей работоспособностью в пределах 200 - 250 т. км пробега!
Роль гидравлических цилиндров заключается в том, чтобы нагнетать жидкость в упругие элементы для обеспечения и регулирования клиренса, высоты положения кузова машины, и его положении перпендикулярно по отношению к дорожному покрытию. Гидроцилиндр системы снабжается поршнем, который имеет шток, соединенный с предназначенным для этого рычагом в подвеске. По своей конструкции задние гидропневматические цилиндры аналогичны передним (не забываем, что тут Гидрактив интегрирован в стойки), однако располагаются под горизонтальным углом.
Регулятор жесткости отвечает за изменением жесткости подвески. Он снабжён электромагнитным клапаном регулирования жесткости, двумя дополнительными амортизаторными клапанами и золотником. На регуляторе жесткости зафиксирована дополнительная сфера. Регулятором жесткости снабжена подвеска как спереди, так и сзади. Регулятор жесткости при переходе в мягкий режим подвески все гидропневматические упругие составляющие «сплачивает» между собой, и тогда достигается наивысший объем газа, естественно электромагнитный клапан обесточен при этом. При переходе в спортивный или жёсткий режим подаётся напряжение на электромагнитный клапан, и в отличии от предыдущего комфортного режима стойки, дополнительные сферы и задние цилиндры разъединяются и изолируются друг от друга.
В систему управления гидропневматической подвески включены ЭБУ, входные и исполнительные механизмы.
Входные сенсоры и селектор режимов работы относятся к входным устройствам. Входные сенсоры преобразуют определённые характеристики, внешние моменты в электрические сигналы. Ситроен в гидропневматической подвеске Гидрактив 3 применяет датчики, или сенсоры положения кузова машины по высоте и угловой сенсор рулевого колеса. Сенсор положения кузова машины по высоте информирует о среднем значении высоты кузова. На автомобили Ситроен устанавливается два или четыре подобных сенсора. А датчик угла поворота баранки следит за направлением и скоростью вращения руля и анализирует эти данные. Помимо авто-режима есть и селектор режимов работы, который позволяет вручную (то есть принудительно) контролировать не только высоту кузова, но и регулировать жёсткость гидропневмоподвески.
ЭБУ получает сигналы от входных механизмов, обрабатывает их в соответствии с заложенной в нём программами и далее «решает» какие управляющие воздействия передать на исполнительные устройства. ЭБУ к своей работе также подключает систему ЭБУ двигателя и АБС тормозов. На этом снаряжение не заканчивается - к исполнительным механизмам контроля подвески третьего Гидрактива относятся электромотор насоса гидравлического механизма, электрокорректор фар и электромагнитные клапаны для обеспечения и регулирования высоты вкупе с жесткостью подвески.
Электромотор изменяет скорость вращения под управлением, соответственно производительность насоса и давление в нужный момент под определённое условие в системе изменяются. В подвеске третьей генерации Гидрактив используется четыре электромагнитных клапана для контроля высоты, два из которых для передней подвески и два для задней. Один из них впускной и выпускной для каждой оси. В регуляторах жесткости находятся электромагнитные клапаны регулятора жесткости.
«Гидропневматика» Hydractive третьей серии предоставляет:
* автоматическое и ручное (принудительное) регулирование дорожного просвета автомобиля;
* автоматическое и ручное (принудительное) регулирование жесткости подвески;
Система всегда следит за автомобилем, а именно за скоростью движения автомобиля, манерой вождения конкретного водителя за рулём - за обгонами и торможениями, чтобы подстраиваться под это, и за качеством дороги и т.д. И исходя из этих данных осуществляется авторегулирование дорожного просвета. Если скорость движения по автомагистрали более чем 110 км/ч, то автоматикой дорожный просвет машины опускается на 15 мм. И подвеска становится жёстче, руль наливается спортивной тяжестью. Клиренс машины автоматически увеличивается на двадцать мм, когда автомобиль сталкивается с плохими дорожными условиями, но при условии, что скорость на спидометре не превышает 60 км/ч. За высоту подъема кузова «отвечает» объем специальной жидкости, которая циркулирует в контуре системы. Её объем дозируется регулятором положения автомобиля. Также, работа гидропневматической подвески гарантирует сохранение выбранного уровня кузова над дорогой при перемещении колёс по лёгкому бездорожью и неровному дорожному покрытию. Ситроен благодаря гидропневмоподвеске постоянно поддерживает заданную высоту кузова, невзирая на нагрузку.
Регулирование жесткости подвески происходит автоматически, и реализовано в версии подвески «Экстендед», то есть расширенной версии Hydractive под названием 3+. Здесь режимы жесткости изменение автоматически в зависимости от конкретного типа движения, то есть учитывается ускорение, движение по прямой, в поворотах, торможение и т.д. Для того чтобы «умная» автоматика приняла решения, ею учитываются такие факторы, как скорость машины, его ускорение, как продольное, так и поперечное, изменение высоты подвески, скорость вращения и угол поворота руля, увеличение или уменьшение тяги двигателя, изменение давления в тормозном механизме. Поэтому в жёстком режиме Ситроен С5 напоминает Пятёрку BMW, а в комфортном режиме имитирует Роллс-ройс! Далее в зависимости от конкретного условия мозги системы автоматически начинают воздействовать на электромагнитный клапан регулятора жёсткости, что переводит подвеску в спортивно-жёсткий или комфортно-мягкий режим. Жёсткость меняется как для отдельного упругого элемента при прохождении поворотов, так и всей системы во время прямолинейного движения.
Конструкция гидропневматической подвески предусматривает принудительное, то есть ручное управление дорожным просветом автомобиля, что в конкретных условиях помогает преодолению препятствий, бездорожью, а также это даёт широкие возможности при погрузке/выгрузки и уборке автомобиля. Расширенная версия подвески Гидрактив под названием 3+ также предусматривает ручное изменение и жесткость подвески.
