Гидропневматическая подвеска: принцип работы

Особенности торсионной системы

Используя торсионы, довольно сложно получить независимую систему подвески, которая полностью бы обеспечила необходимый уровень комфорта. Отчасти, именно по данной причине детали ещё не используются широко. Но, если торсионная конструкция всё-таки присутствует, система становится достаточно свободной. Вращающиеся амортизационные рычаги на конце балки позволят добиться лучшего результата. Благодаря такому решению пользователь может получить большую плавность хода во время езды, независимостью колёс. Эта подвеска будет особенно эффективным решением на больших машинах, где она будет постоянно испытывать довольно серьёзные нагрузки.

Обслуживание подвески автомобиля

На вопрос «как часто нужно лезть под автомобиль и обслуживать подвеску?» точного ответа дать никто не может. Всё зависит от уровня и качества эксплуатации автомобиля. При должном характере езды, и бережном отношении к автомобилю особой надобности в этом нет. Однако, как это часто бывает, в процессе езды по нашим дорогом не ровен час появится характерный звук, или наличие «проседаний» автомобиля в одну из сторон. В таком случае, необходимо как можно раньше обратиться за услугами профессиональной мастерской, или самому убедиться в наличии или отсутствии проблемы.

Как определить, что стойки стабилизатора пора менять

Тест-драйвы, которые читают с этой статьей:

Интересные новости по теме

Toyota предотвратит кражи катализаторов

Воровство катализаторов по всему миру приняло какие-то угрожающие масштабы. Нечистые на руку люди, прознав о том, что в них содержатся драгоценные металлы, начинают активно заниматься вандализмом чужих машин ради добычи ценного компонента 14 мая 2021

Мультимедийным системам пришел конец

Мультимедийные системы в автомобилях часто страдают ограниченными возможностями. Взять, к примеру, штатные системы навигации — обновления сюда поступают не так оперативно, а порой их вообще приходится загружать вручную. 25 марта 2021

Основатель Rimac назвал неэффективной коробку передач электрического Porsche Taycan

Мате Римак — основатель специализирующейся на производстве гиперкаров хорватской компании Rimac, — считает неэффективной концепцию двухскоростной трансмиссии, которая, к слову, применена в электромобиле Porsche Taycan 31 июля 2020

Сенсорные экраны признали причиной повышения смертности на дорогах

Тачскрины представляют опасность, поскольку они заставляют водителей больше отвлекаться от дороги. Эти выводы теперь подтвердили в Министерстве транспорта Великобритании, где признали сенсорные экраны виновными в смертях и серьезных травмах в ДТП 17 июля 2020

Правительство покроет расходы при переводе машины с бензина на метан

Правительство планирует увеличить субсидии на перевод автомобилей с бензина на сжатый природный газ (метан) с 30 до 60% от суммы расходов на конвертацию. С таким предложением выступил министр энергетики Александр Новак 16 июня 2020

Двигатели внутреннего сгорания проживут еще 20-30 лет

Так считают представители компании BMW, которая не собирается отказываться от использования традиционных моторов, несмотря на активную разработку электрических двигателей 14 января 2020

В Hyundai разработали круиз-контроль, который умеет думать

Концерн Hyundai Motor Group,объявил о завершении работы над первым в мире «умным» круиз-контролем, работа которого основана на методах машинного обучения 21 октября 2019

BMW разработает новый восьмицилиндровый двигатель

В BMW планируют развивать текущую линейку восьмицилиндровых бензиновых моторов. Правда, новое поколение моторов, хоть и сохранит V-образную компоновку, но потеряет в объеме 27 сентября 2019

Гидропневматические подвески

Различные варианты гидропневматической подвески, например от компании Citroen, тоже остаются примером крайне оригинальной конструкции, но как экзотика в наше время уже не воспринимаются. Зато подвеска Magic Body Control от Mercedes в своем роде уникальна. Это гидравлическая активная подвеска с функцией сканирования поверхности дороги. Теоретически она может компенсировать любые неровности дорожного покрытия, не говоря уже о простой работе в «активном режиме», когда подвеска не допускает кренов и клевков в процессе движения, а также сохраняет оптимальный дорожный просвет на любой скорости.

Система использует в своей работе датчики оптического диапазона и мощный компьютер. Последний заранее просчитывает настройки всех элементов подвески, подстраивая ее под профиль полотна. В теории Mercedes, оснащенный подобной системой, мог пройти «лежачего полицейского», не сбавляя скорости и почти его не почувствовав. На деле же эффективность системы в целом оказалась не слишком высокой: электроника не всегда распознавала колдобины на дороге, а при высокой скорости не успевала подстроить под них подвеску.

Стоит упомянуть и активную электромагнитную подвеску разработки Bose, которая так и не стала серийной. Зато в 2004 году ее испытывали на машинах Lexus, и результаты были очень многообещающими. Как и система от Mercedes-Benz, эта подвеска с помощью компьютера просчитывала рельеф в колее автомобиля, подстраивая необходимую жесткость подвески и положение колеса. Но, в отличие от чисто гидравлических систем, она могла также при необходимости приподнимать каждую из четырех сторон автомобиля.

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

Схема задней подвески Hydractive на автомобиле Citroen XM 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.

Устройство подвески автомобиля

Независимо от типа подвески, в состав любой из них входит набор самых основных деталей и компонентов, без которых представить работоспособное устройство не представляется возможным. В основную группу входят следующие типы:

• буфера упругости – служат анализаторами, которые обрабатывают неровности и полученную информацию передают на кузов машины. В состав подобных элементов входят элементы упругости вроде пружины, рессоры и торсионы, которые сглаживают возникающие колебания;
• распределяющие элементы – крепятся к подвеске и одновременно к кузову, что позволяет максимально передавать силу. Представлены в виде рычагов разных типов: поперечной тяги, сдвоенные и т.п;
• амортизатор – активно применяет метод гидравлического сопротивления, это устройство позволяет противостоять элементам упругости. Наиболее распространены амортизаторы трех видов: однотрубный, двухтрубный и комбинированный. Кроме того, классификация устройства делится на масляной, газомасляной и пневматического типа действия;
• штанга – обеспечивает стабилизацию поперечной устойчивости. Входит в сложный комплекс из опор и рычажных механизмов, крепящиеся к кузову, и распределяет нагрузку при выполнении маневров вроде поворотов;
• крепеж – представлен чаще всего в виде болтовых соединений и втулок. Наиболее распространенными элементами крепления являются шаровые опоры, а также сайлентблоки.

Типовая схема устройства подвески автомобиля

Систематизация лоукаров

С конца 70-х годов лоукар ассоциируется с праздничным шоу. Высокое давление в цилиндрах, инновационные методы сварки и повышение надежности рам, эффективная пневматическая подвеска позволили машине прыгать и танцевать. Лоукары дифференцируются по видам.

Euro. Стиль подчеркивается оснащением дорогими аудио- и видеосистемами, чип-тюнингом. Оснащение спойлерами, крупными хромированными дисками подчеркивают урбанистичность автокара.

Minitrucks. Группа представлена грузовыми автокарами, внедорожными моделями, пикапами. Обязательный атрибут «Минитрака» — форсированный мотор, низкий клиренс. Не исключается использование системы подачи азота в двигателе, применение пневматики в механизме подвески.

Transformers. Трансформеры содержат гидравлику не только в системе подвески. Двери, капот, крышка багажника оборудованы гидроцилиндрами. Некоторые шоу-кары не приспособлены к быстрой езде. Трансформер снабжают различными платформами и поворотными механизмами. Капот автомобиля может иметь сдвоенную конструкцию и распахиваться, как створки дверей.

Resto-Cal. Тюнинг требует строгого подхода к марке авто. Единственный автокар, представляющий стиль в «чистом» виде – Volkswagen Beetle («Жук») с воздушным охлаждением. Характерными чертами являются заниженная подвеска, багажники на крыше и капоте. Модным аксессуаром служат свомп-кулеры – предшественники современных автомобильных кондиционеров. «Передние шины очень узкие, задние – максимально широкие. Задние колеса имеют отрицательный развал. Термин «Resto» происходит от слова «реставрация», приставка «Cal» говорит о происхождении (Калифорния).

Лоукары пользовались спросом, и лоурайдинг трансформировался в автомобильную субкультуру со своими традициями, фанатами стиля и клубами. Направление распространилось за пределы юга Америки, получив развитие во многих странах, в том числе на просторах России.

Подвески грузовиков

Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.

Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.

Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.

Подводя итог отметим, что рассмотренные типы подвесок автомобилей не являются исчерпывающим списком, но в наши дни они наиболее популярны, как в отечественном, так и в мировом автомобилестроении.

Гидрактивная подвеска 3+ автомобиля Citroen C5

2.1. Функциональное описание

Подвеска выбирает свой режим, “жесткий” или “мягкий”, в зависимости от выбранного водителем стиля вождения .

Если блок управления подвеской определяет стиль вождения как спортивный, подвеска переходит в жесткий режим .

Переход подвески в жесткий режим обусловлен следующими параметрами :

• Скорость автомобиля
• Мгновенная скорость поворота рулевого колеса
• Угол поворота рулевого колеса
• Продольное ускорение автомобиля
• Боковое ускорение автомобиля
• Скорость колебания подвески
• Движение дроссельной заслонки акселератора

Если водитель нажимает на кнопку спортивного режима, значение, определяющее выявление системой спортивного стиля вождения, снижается .

Переход подвески в жесткий режим возможен только при достижении заданных значений параметров “спортивного стиля вождения” .

2.2. Регулятор жесткости подвески

Обозначения :

• G : Мягкий режим подвески, на электромагнитный клапан не подается питание
• H : Жесткий режим подвески, на электромагнитный клапан подается питание

Момент затяжки	Наименование
“a”	К встроенному гидроэлектронному блоку
“b”	К правой подвеске
“c”	К возвратной магистрали
“d”	К левой подвеске
1	Сфера гидрактивной подвески 3+
2	Золотник электромагнитного клапана
3	Изолирующий гидравлический клапан

H : Жесткий режим :

• Питание электромагнитного клапана
• Перемещение золотника электромагнитного клапана (2) освобождает возвратную магистраль и перекрывает подачу гидравлической жидкости от встроенного гидроэлектронного блока
• Нижняя часть клапана (3) находится под давлением бачка с гидравлической жидкостью . Верхняя часть клапана (3) находится под давлением сферы гидрактивной подвески 3+
• Разница в давлении на концах клапана (3) вызывает его перемещение . Клапан (3) занимает новое положение и перекрывает движение гидравлической жидкости между правой и левой подвеской . Сфера гидрактивной подвески 3+ изолирована от контура подвески

G : Мягкий режим :

• Нет питания электромагнитного клапана
• Золотник (2) перемещается под действием давления гидравлической жидкости, подаваемой на встроенный гидроэлектронный блок
• Возврат гидравлической жидкости в бачок перекрыт . Давление под нижней частью изолирующего гидравлического клапана равно давлению встроенного гидроэлектронного блока
• Верхняя часть изолирующего гидравлического клапана расположена на уровне встроенного гидроэлектронного блока . Клапан (3) перемещается под действием встроенной пружины
• Движение гидравлической жидкости между правой и левой подвеской не перекрыто . Сфера гидрактивной подвески 3+ сообщается с контуром подвески

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях. К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Рекомендуем: Минеральное масло для мотора

Гидравлическая подвеска

Такой вариант подвески был изобретен французами в далеких 50-х. Тогда компания Citroen решила усовершенствовать подвеску автомобиля и создала собственный вариант — гидропневматическую систему, которая, кстати, была главной «фишкой» компании на протяжении нескольких десятилетий. Последним представителем «французов» с гидравлической подвеской — Citroen C5, ездовые характеристики во много раз отличаются от авто с обычной пружиной подвеской. Гидропневматика это своего рода «гибрид», который представляет собой смесь классической и пневматической подвесок. Однако, кроме воздуха, как это уже понятно из названия, используется еще и жидкость. Гидравлическая жидкость позволяет менять параметры подвески также, как и «пневма», однако в отличие от последней, французский гибрид подвески считается более надежным и ремонтопригодным. В общем гидропневматическая подвеска по стоимости обслуживания находится где-то посредине между «пневмой» и «пружинами». Что касается надежности, то и здесь этот вариант будет таким себе компромиссом между двумя первыми претендентами.

Однако несмотря на все плюсы этой подвески, широкого применения она так и не нашла. Более того, сама компания Citroen не использует ее массово, вместо этого автомобили компании комплектуются пружинами и пневматическим аналогом.