Загальний пристрій гідропневматичної підвіски Hydractive, принцип роботи та ціна ремонту
Зміст
Будь-яка автомобільна підвіска містить у собі пружні елементи, що демпфують та направляють. Виробники прагнуть максимально наблизити властивості кожного вузла до теоретичного ідеалу. Тут і спливають органічні недоліки рішень, що часто застосовуються, таких як ресори, пружини і масляні гідравлічні амортизатори. В результаті, деякі фірми вирішуються на кардинальний крок, використовуючи в підвісці гідропневматику.
Як з'явилася підвіска типу Hydractive
Після численних експериментів із підвісками важкої техніки, у тому числі й танків, новий тип гідромеханіки був випробуваний на легковій продукції компанії Citroen.
Домогшись хороших результатів із досвідченою задньою підвіскою на вже відомих на той час своєю революційною конструкцією з несучим кузовом та переднім приводом машинах. Тяговий авант, нову систему встановили серійно на перспективний Citroen DS19.
Успіх був вищий за всі очікування. Машина стала надзвичайно популярною, у тому числі завдяки надзвичайно плавній підвісці з регулюванням висоти підйому кузова.
Елементи, вузли та механізми
Гідропневматична підвіска має у своєму складі пружні елементи, що працюють на стислому до високого тиску азоті, причому закачування його проводиться на весь термін служби пневморесори.
Однак це не проста заміна металу на стислий газ, через гнучку мембрану від азоту відокремлений ще й другий важливий елемент – робоча рідина у вигляді спеціальної гідравлічної олії.
Склад елементів підвіски приблизно поділяється на:
- гідропневматичні стійки коліс (робочі сфери);
- гідроакумулятор тиску, що накопичує енергію для регулювання підвіски загалом (головна сфера);
- додаткові сфери регулювання жорсткості для надання підвісці якості адаптації;
- насос для перекачування робочої рідини, спочатку механічний з приводом від двигуна, а потім електричний;
- систему клапанів та регуляторів для управління висотою автомобіля, об'єднаних у так звані майданчики, по одному на кожну вісь;
- гідравлічні магістралі високого тиску, що пов'язують усі вузли та елементи системи;
- клапани та регулятори, що зв'язують підвіску з кермовим керуванням та гальмами, пізніше від зв'язку відмовилися;
- електронний блок управління (ЕБУ) з можливістю ручного та автоматичного завдання рівня положення кузова.
Крім гідропневматичних елементів підвіску входили і традиційні вузли у вигляді напрямного апарату, що утворюють загальну структуру незалежної підвіски.
Принцип роботи гідропневматичної підвіски
Основою підвіски стала сфера, що містить азот під великим тиском, близько 50-100 атмосфер, відокремлений гнучкою та міцною мембраною від чисто гідравлічної системи, в якій використовувалася спочатку зелена мінеральна олія типу LHM, а починаючи з третього покоління стали застосовувати помаранчеву синтетику LDS.
Сфери були двох видів – робітники та акумулюючі. Робочі сфери ставилися по одній на кожне колесо, їх мембрани знизу з'єднувалися зі штоками гідроциліндрів підвіски, але не прямо, а через робочу рідину, кількість і тиск якої міг змінюватися.
Під час роботи зусилля передавалося через рідину та мембрану, газ стискався, його тиск збільшувався, таким чином він виконував роль пружного елемента.
Демпфуючі характеристики робочих стійок з циліндра та сфери забезпечувалися наявністю між ними пелюсткових клапанів та каліброваних отворів, що перешкоджають вільному перетіканню рідини. В'язкісне тертя перетворювало зайву енергію в тепло, що гасило виникаючі коливання.
Стійка виконувала роль гідравлічного амортизатора, причому дуже ефективного, оскільки його рідина перебувала під високим тиском, не вирувала і не спінювалася.
За таким же принципом потім стали робити всім зараз відомі газові амортизатори, що дозволяють тривалий час зазнавати великих навантажень без кипіння олії та втрати властивостей.
Дроселювання перетікання було багатоступінчастим, залежно від характеру перешкоди відкривалися різні клапани, динамічна жорсткість амортизатора змінювалася, що забезпечувало плавність ходу та енергоємність у всіх умовах.
Для адаптації якостей підвіски її жорсткість можна було змінювати, підключаючи до загальної магістралі через окремі клапани додаткові сфери. Але найефектнішою була поява системи стеження за рівнем кузова та ручне керування його висотою.
Машину можна було виставити в одне з чотирьох положень по висоті, два з яких були експлуатаційними, звичайне та зі збільшеним кліренсом, а два чисто для зручності. У верхньому положенні можна було імітувати підйом машини домкратом для заміни колеса, а в нижньому автомобіль припадав до землі для полегшення завантаження.
Усім цим керував гідронасос, за командою ЕБУ збільшуючи або зменшуючи тиск у системі шляхом підкачування додаткової рідини. Запірні клапани могли зафіксувати результат, після чого насос відключався до наступної потреби.
У міру збільшення швидкості рух з піднятим кузовом ставав небезпечним і некомфортним, машина автоматично зменшувала кліренс, перепускаючи частину рідини через зворотні магістралі.
Ці ж системи стежили за відсутністю кренів у поворотах, а також мінімізували клювання кузова при гальмуваннях та розгонах. Достатньо було просто перерозподілити рідину в магістралях між колесами однієї осі або між осями.
Переваги і недоліки
Застосування газу як пружний елемент підвіски теоретично варто вважати ідеальним варіантом.
У ньому відсутнє внутрішнє тертя, він мінімально інерційний і не втомлюється, на відміну від металу пружин та ресор. Але теорію який завжди можна реалізувати з повною ефективністю. Звідси і виниклі паралельно з перевагами нової підвіски цілком очікувані недоліки.
Плюси:
- дуже гідна плавність ходу, автомобілі Citroen з гідропневмопідвіскою довгий час вважалися стандартами в цій частині;
- можливість оперативного ручного та автоматичного регулювання висоти підвіски;
- регульована жорсткість, у тому числі для автоматичної адаптації;
- хороша сумісність із перевіреними типами направляючого апарату, зазвичай використовувалися принципи МакФерсон та багатоважелі.
Мінуси:
- складнощі з практичною реалізацією, були потрібні принципово нові матеріали та технології;
- висока ціна через великий набір обладнання;
- практично низька довговічність, хоча вона й не обмежена;
- висока ціна у ремонті та обслуговуванні;
- проблеми із надійністю.
Після довгих років виробництва мінуси все ж таки переважили. Зіткнувшись із низькою конкурентоспроможністю, компанія Citroen припинила подальше застосування гідропневматики на бюджетних автомобілях.
Це не означає повну відмову від її використання, дорогі машини інших виробників продовжують пропонувати цей тип комфортної адаптивної підвіски як опції за окрему плату.
Ціна ремонту
Багато машин на гідропневматичній підвісці продовжують експлуатуватися. Але купуються на вторинному ринку вони неохоче. Виною тому висока ціна підтримки таких автомобілів у справному стані.
Виходять з ладу сфери, насоси, магістралі високого тиску, клапани та регулятори. Ціна сфери від пристойного виробника починається від 8-10 тисяч рублів, оригінал приблизно в півтора рази вищий. Якщо вузол ще справний, але вже втратив тиск, його можна заправити приблизно за 1,5-2 тисячі.
Більшість деталей розташовані під кузовом автомобіля, тому страждають від корозії. І якщо замінити ту ж сферу досить просто, то якщо її з'єднання ґрунтовно закисне, це перетворюється на велику проблему через незручність докладання значного зусилля. Тому вартість послуги може наближатися до ціни самої деталі.
Тим більше багато складнощів може виникнути при заміні трубопроводів, що схуднели через корозію. Наприклад, трубка від насоса йде через всю машину, потрібен технологічний демонтаж безлічі деталей.
Ціна питання може становити до 20 тисяч рублів, причому вона непередбачувана через корозію решти кріплення.
Робоча рідина при будь-якому ремонті та обслуговуванні потрібна постійно та у значних кількостях. Ціна можна порівняти з маслами для автоматичних коробок, приблизно 500 рублів за літр для LHM і близько 650 рублів за синтетику LDS.
Заміна багатьох деталей, наприклад які стосуються майданчиків, тобто коригування висоти кузова, на нові взагалі економічно недоцільна. Тому накопичено великий досвід з відновлення та ремонту деталей.
Чи варто комфорт досить старих машин постійної турботи про підвіски – кожен сам вирішує.
