液壓氣動懸架 Hydractive 的裝置和工作原理

Содержание

什麼是汽車油氣懸架
雪鐵龍液壓懸架的出現歷史
液壓懸架的工作原理
Hydractive 懸架的主要元件
幾代液壓懸架
維修和零件價格
油氣懸架的優點
油氣懸架的缺點

每年，汽車製造商都會改進他們的車型，對最新一代車輛的設計和佈局進行一些改變。某些更新可能會收到此類自動系統：

冷卻（描述了經典冷卻系統的設計及其一些修改） 在另一篇文章中);
潤滑劑（詳細討論其用途和工作原理這裡);
點火（關於它存在 另一則評論);
燃料（詳細考慮另);
全輪驅動的各種修改，例如 xDrive，您可以閱讀更多信息這裡.

根據佈局和認證的目的，汽車可以接收任何系統的更新，甚至是現代車輛不強制更新的系統（有關此類汽車系統的詳細信息，請參閱 在單獨的評論中).

確保汽車安全舒適行駛的最重要係統之一是懸架。經典版考慮細節這裡。在開發新的懸架改裝時，每個製造商都努力使其產品盡可能接近理想狀態，能夠適應不同的路況並滿足任何駕駛員（甚至是最熟練的駕駛員）的需求。例如，為此開發了主動懸架系統（閱讀另).

在這篇評論中，我們將重點關注許多雪鐵龍車型以及其他一些汽車製造商中使用的成功懸架修改之一。這是一種Hydractive 液壓氣動懸架。讓我們討論一下它的特殊性是什麼、它是如何安排的以及它的工作原理是什麼。我們還將考慮它的故障是什麼，以及它的優點和缺點是什麼。

什麼是汽車油氣懸架

對懸架的任何修改主要是為了提高汽車的動態特性（轉彎時和進行急速操作時的穩定性），以及增加旅途中車內每個人的舒適度。液壓氣動懸架也不例外。

這是一種懸架，其設計意味著存在允許您改變系統彈性的附加元件。根據道路條件，這可以減少汽車的晃動（高速運動駕駛需要剛性）或為車輛提供最大的柔軟度。

此外，該系統允許您更改離地間隙（了解它是什麼、如何測量以及它對汽車的作用，閱讀 在另一則評論中）汽車不僅要穩定它，還要賦予運輸獨創性，例如，低騎手（閱讀有關這種類型的自動調整這裡).

簡而言之，該懸架與通常的類似懸架的不同之處在於它不使用任何標準彈性元件，例如彈簧、減震器或扭杆。這種懸浮液的方案必然包括幾個填充有氣體或某種液體的球體。

這些空腔之間有一層彈性耐用的薄膜，可防止這些不同介質的混合。每個球體都充滿一定程度的液體，這使您可以改變懸架的操作模式（它會對路面顛簸做出不同的反應）。懸架剛度的變化是由於活塞改變迴路中的壓力而發生的，因此通過膜發生了填充球體工作迴路的氣體的壓縮或減弱。

液壓迴路有自動控制型。在配備該系統的現代汽車中，車身的位置是通過電子方式調節的。汽車的高度由汽車的速度、路面狀況等參數決定。根據汽車型號，它可以使用自己的傳感器或設計用於操作其他汽車系統的傳感器。

儘管該技術已有 70 多年的歷史，但 Hydractive 系統仍被認為是最高效、最先進的系統之一。在考慮哪些汽車可以配備液壓氣動式懸架及其工作原理之前，讓我們先考慮一下這種發展是如何出現的。

雪鐵龍液壓懸架的出現歷史

該汽車系統的液壓版本的開發歷史始於 1954 年第一輛配備這種懸架的汽車的發布。那是一輛雪鐵龍牽引車 Avante。該模型配備了液壓阻尼元件（它們安裝在機器的後部而不是彈簧）。這一修改後來被應用在 DS 車型上。

但當時這個系統還不能稱為液壓氣動。帶液壓氣動裝置的自適應懸架（現在稱為 Hydractive）首次出現在 Activa 概念車上。上世紀88年，一個工作系統得到了論證。在整個生產過程中，Hydractive 已經更換了兩代，如今該設備的第三代已用於某些型號的機器上。

該開發基於重型車輛（包括重型軍事裝備）中使用的各種類型懸架的功能原理。該產品首次應用於乘用車，引起了汽車記者和汽車行業專家的極大熱情。順便說一句，自適應懸架並不是雪鐵龍在其車型中引入的唯一革命性發展。

自適應燈（車頭燈按照轉向器或每個旋轉輪轉動的方向旋轉）是另一項先進技術，被納入 1968 年雪鐵龍 DS 中。這個系統有詳細的描述 在另一則評論中。與這套系統相結合，可以上升的車身，以及最柔和、平穩的減震器操作，給汽車帶來了前所未有的輝煌。即使在今天，它仍然是一些汽車收藏家想要擁有的令人垂涎的物品。

在現代車型上，無論汽車是後輪驅動還是前輪驅動，現在都使用第三代系統。稍後我們將討論之前開發的差異。現在讓我們考慮一下現代系統的運行有什麼原則。

液壓懸架的工作原理

液壓氣動懸架基於致動器上的液壓作用原理，例如在製動系統中（詳細描述 在另一則評論中）。如前所述，此類系統不使用彈簧和減震器，而是使用球體，球體在高壓下充滿氮氣。這個參數取決於汽車的重量，有時可以達到100個大氣壓。

每個球體內部都有一個彈性但高強度的膜，用於分隔氣體和液壓迴路。在早期幾代液壓懸架中，使用含有礦物成分的汽車油（閱讀有關機油類型的更多信息）。這裡）。它屬於 LHM 類別，呈綠色。在最新一代的系統中，使用了橙色合成類似物（用於液壓裝置的 LDS 類型）。

車內安裝了兩種類型的球體：工作球體和累積球體。一個工作區域專用於單個輪子。堆積球通過一條公共高速公路與工人相連。下部工作油箱內有一個用於液壓缸桿的孔（它必須將車體提升到所需高度或降低）。

懸架的做功是通過改變工作液的壓力來進行的。作為彈性元件，使用氣體填充膜上方球體上部的空間。為了防止液壓油自行從一個工作區域流到另一個工作區域（因此，會觀察到強烈的車身滾動），製造商在系統中使用具有一定橫截面的孔以及花瓣式閥門。

校準孔的特點是它們會產生粘性摩擦（液壓油的密度比水高得多，因此它無法通過狹窄的通道在一個腔之間自由流動 - 這需要很大的壓力）。在運行過程中，油會變熱，從而導致其膨脹並抑制由此產生的振動。

代替經典的減震器（了解其結構和工作原理另）使用液壓支柱。裡面的油不會起泡，也不會沸騰。充氣減震器現在具有相同的原理（了解哪種減震器更好：氣體或油）。 在另一篇文章中）。這種設計使得設備能夠在重負載下長時間運行。此外，即使加熱很多，這種設計中的幾乎所有東西都不會失去其特性。

系統的不同操作條件需要各自的油壓和產生所需壓力的速度。系統中的這個過程是多階段的。活塞衝程的平穩性取決於一個或另一個閥門的開度。您還可以通過安裝額外的球體來改變懸架的剛度。

在最新的修改中，這個過程是由方向穩定性傳感器調節的，在一些汽車中製造商甚至提供了手動適應（在這種情況下，系統的成本不會那麼昂貴）。

該線路僅在發動機運轉時工作。許多汽車的控制電子設備允許您以四種模式改變車身位置。首先是最低的離地間隙。這使得裝載汽車變得更容易。後者是最大的離地間隙。在這種情況下，車輛更容易克服不通的問題。

確實，機器通過障礙物的質量直接取決於後懸架的類型 - 橫梁或多連桿設計。其他兩種模式只是提供駕駛員所需的舒適度，但通常它們之間沒有根本區別。

如果液壓氣動只是增加車身和橫梁之間的距離，那麼汽車的越野能力在大多數情況下幾乎保持不變——汽車可以用橫梁鉤住障礙物。當使用多連桿設計時，可以更有效地利用液壓氣動裝置。在這種情況下，間隙確實發生了變化。最新一代路虎衛士中的自適應懸架就是一個例子（該車型的試駕可以閱讀這裡).

管路中壓力的增加由油泵提供。高度重置提供了相應的閥門。為了增加離地間隙，電子設備啟動泵，將額外的油泵入中心球體。一旦管線中的壓力達到所需參數，閥門就會啟動，泵就會關閉。

當駕駛員更猛地踩油門並且汽車加速時，電子設備會記錄汽車的加速度。如果您將間隙保持在較高水平，空氣動力學將會損害車輛（閱讀有關空氣動力學的更多信息 在另一篇文章中）。因此，電子設備會通過回流管釋放迴路中的油壓。因此，車輛離地面更近，氣流更好地將其壓向路面。

當汽車加速到超過每小時 15 公里時，該系統會將離地間隙降低 110 毫米。一個重要的條件是路面的質量（例如，為了確定這一點，可以使用穩定性控制系統）。當路面狀況不佳且車速低於60公里/小時時，車輛升高20毫米。如果汽車裝載，電子設備也會將油泵入管路，以便車身保持相對於道路的位置。

某些配備 Hydractive 系統的車型上提供的另一種選擇是能夠消除高速轉彎時的汽車側傾。在這種情況下，控制單元確定懸架的某個部分的負載程度，並在安全閥的幫助下改變每個車輪上的壓力。當機器突然停止時，會發生類似的過程來消除啄擊。

Hydractive 懸架的主要元件

液壓氣動懸架方案包括：

液壓氣動車輪支柱（獨立車輪的工作區域）；
液壓蓄能器（中心球）。為各區域的運行積累一定的石油儲備量；
調節懸架剛度的附加區域；
將工作流體泵入單獨迴路的泵。最初，該設備是機械式的，但最新一代使用電動泵；
組合成單獨的模塊或平台的閥門和壓力調節器。每個閥門和調節器組負責自己的組裝。對於每個軸，假設有一個這樣的站點；
液壓管路，結合了所有調節和執行元件；
與製動系統和動力轉向系統相關的安全閥、控制閥和旁通閥（第一代和第二代中使用了某些品種的這種佈置，而第三代則沒有這種佈置，因為該系統現在是獨立的）；
電子控制單元，根據從該系統和其他系統的傳感器接收到的信號，激活編程算法並向泵或調節器發送信號；
車身位置傳感器安裝在車輛的前部和後部。

幾代液壓懸架

每一代的現代化都是為了提高可靠性並開發系統的功能。最初，液壓管路與製動系統和動力轉向系統結合在一起。最新一代接收的輪廓與這些節點無關。因此，所列系統之一的故障不會影響懸架的性能。

考慮一下現有各代汽車液壓氣動懸架的獨特特徵。

第一代

儘管該系統的開發始於上世紀 50 年代，但該系統於 1990 年進入批量生產。這種懸掛改裝包含在一些雪鐵龍車型的包裝中，例如 XM 或 Xantia。

正如我們之前討論的，第一代系統與製動和動力轉向液壓系統相結合。在第一代系統中，可以將懸架設置為兩種模式：

汽車。傳感器記錄汽車的各種參數，例如加速踏板的位置、制動器的壓力、方向盤的位置等。正如該模式的名稱所暗示的那樣，電子設備獨立確定管路壓力應為多少，以在旅途中實現舒適性和安全性之間的完美平衡；
Спортивный。這是一種適應動態駕駛的模式。除了汽車的高度之外，該系統還改變了阻尼元件的剛度。

第二代

由於升級，製造商更改了自動模式的一些參數。到了二代，才叫舒服。當汽車進入轉彎或加速時，它不僅可以改變汽車的離地間隙，還可以在短時間內改變減震器的剛度。

這種功能的存在使得駕駛員在短時間內更加動態地駕駛汽車時無需更改電子設備的設置。此類情況的一個例子是避開障礙物或超越另一輛車時的急劇機動。

懸架設計者的另一項創新是安裝了一個額外的球體，其中安裝了截止閥。這個附加組件可以在管道中更長時間地保持高壓。

這種佈置的奇特之處在於，系統中的壓力可以維持一周以上，為此車主無需啟動發動機，泵即可將油泵入油箱。

Hydractive-2 系統配備了 1994 年以來生產的 Xantia 型號。一年後，這種懸架改裝出現在雪鐵龍XM上。

第三代

2001 年，Hydractive 液壓氣動懸架進行了重大升級。它開始應用於法國汽車製造商的C5車型。更新包括以下功能：

改變了液壓迴路。現在製動系統不再是線路的一部分（這些線路有單獨的油箱和管道）。因此，懸架迴路變得更加簡單 - 無需使用不同的工作液壓力來控制彼此不同的兩個系統中的壓力（對於製動系統的操作，無需使用壓力大 制動液).
在操作模式設置中，手動設置所需參數的選項已被刪除。每個單獨的模式都完全由電子設備進行調平。
如果汽車加速速度超過 15 公里/小時，自動化系統會獨立地將間隙相對於標準位置（由製造商設置 - 每個型號都有自己的位置）降低 110 毫米。當減速至60-70公里/小時內的速度時，離地間隙相對於標準值增加13-20毫米（取決於車型）。

為了使電子設備能夠正確調整身體的高度，控制單元從傳感器收集信號，以確定：

車速；
身體前部的高度；
身體後部的高度；
此外 - 穩定性控制系統傳感器的信號（如果特定車型中存在）。

除了昂貴的 C5 配置中的標準第三代以及 C6 的基本裝備外，汽車製造商還使用了 Hydractive3 + 液壓氣動懸架選項。該選項與標準類似選項的主要區別是：

駕駛員可以選擇兩種懸架模式之一。第一個很舒服。它較軟，但可以根據道路情況和駕駛員的動作在短時間內改變剛度。二是動態。這些是運動懸架設置，其特點是阻尼器的剛度增加。
改進的系統驅動算法 - 電子設備可以更好地確定最佳間隙。為此，控制單元接收有關車輛當前速度、車身前後位置、方向盤位置、縱向和橫向截面加速度、減震器懸架元件上的負載的信號（這允許您可以確定路面的質量），以及節氣門位置（詳細了解什麼是汽車中的節氣門）另).

維修和零件價格

與任何其他提供各種車輛參數自動控制的系統一樣，Hydractive 液壓氣動懸架的成本也相當可觀。它同步許多電子設備以及液壓和氣動設備的操作。車輛穩定性所依賴的大量閥門和其他機構都是需要一些維護的部件，如果它們出現故障，維修費用也很高。

以下是液壓氣動系統維修的一些價格：

更換液壓支柱大約需要30美元；
前剛度調節器的價格約為 65 美元；
要更換前球，駕駛者必須支付10美元；
重新填充可維修但已減壓的組件的成本約為 20-30 美元。

而且，這些只是一些服務站針對作品本身表現的價格。如果我們談論零件的成本，那麼這也不是一種廉價的樂趣。例如，最便宜的液壓油只需 10 美元左右即可購買。每升，修復這種物質的系統時，需要相當數量的物質。根據汽車的設計類型和型號，油泵的成本約為 85 美元。

在系統中，最常見的故障出現在球體、高壓管道、泵、閥門和調節器中。球體的成本起價為 135 美元，即使不購買原裝零件，也要貴一倍半。

通常，大多數懸架元件都會受到腐蝕的影響，因為它們沒有受到防塵和防潮的保護。零件本身的拆卸不需要太多努力，但由於螺栓和螺母的腐蝕和沸騰，一切都變得複雜。由於某些緊固件不易接近，拆卸組件的成本通常等於元件本身的價格。

更換管路是另一個可能落在車主頭上的問題。如果不拆卸位於底部下方的車輛的其他元件，則無法拆除連接到泵的腐蝕損壞的管線。該管道幾乎貫穿整個汽車的下方，為了不損壞地面，它安裝得盡可能靠近底部。

由於其他裝置和結構的緊固件也沒有防潮和防塵的措施，因此它們的拆卸也很困難。因此，在一些服務站，駕車者必須花費約 300 美元來更換一根簡單的管子。

系統的某些組件通常不適合更換新組件。一個例子是調節阻尼器支柱剛度的平台或模塊。通常在這種情況下，只需修復元件即可。

在購買具有這種懸架的車輛之前，還需要考慮到一個元件的故障往往會同時伴隨著多個機構的故障，因此駕駛者將不得不支付昂貴的維修和保養費用一個系統。購買二手車時尤其如此。在這樣的運輸中，肯定會一個接一個地發生故障。此外，與經典懸架相比，由於在重負載下運行的零件數量較多，該系統必須更頻繁地進行定期維護。

油氣懸架的優點

理論上，使用懸架中的氣體作為停止是理想的。這種佈置沒有恆定的內摩擦，氣體不會像彈簧或彈簧中的金屬那樣產生“疲勞”，並且其慣性最小。然而，這一切都只是理論上的。通常，處於藍圖階段的設計需要進行修改才能成為現實。

工程師面臨的第一個障礙是在實施紙上顯示的所有開發成果時懸架效率的損失。由於這些原因，液壓氣動懸架選項既有優點也有缺點。

首先，考慮這種懸架的優點。這些包括：

阻尼器的最大平滑度。在這方面，長期以來，法國雪鐵龍公司製造的車型（了解這個汽車品牌的歷史）這裡）被認為是標準。
駕駛員在高速行駛過彎時更容易控制汽車。
電子設備能夠使懸架適應駕駛風格。
製造商保證該系統能夠運行長達250萬公里（前提是購買新車，而不是二手車）。
在某些車型中，汽車製造商提供了手動調節車身相對於道路的位置的功能。但即使是自動模式也能完美地完成其工作。
無論是在手動還是自動模式下，系統都能出色地根據交通狀況調整工作難度。
與大多數類型的後橋多連桿以及汽車前部使用的麥弗遜支柱兼容。

油氣懸架的缺點

儘管油氣懸架能夠從質上改變其性能，但它有幾個顯著的缺點，這就是為什麼大多數駕駛者不考慮購買具有這種懸架的車輛的可能性。這些缺點包括：

為了最大限度地發揮圖紙上繪製的效果，製造商必須使用特殊材料，並將創新技術引入汽車模型的生產中。
系統高質量運行所需的大量調節器、閥門和其他元件同時也是可能發生故障的潛在區域。
如果發生故障，維修需要拆卸汽車的相鄰部件，這在某些情況下極其困難。因此，您需要尋找真正的專家，能夠高質量地完成所有工作並且不會損壞汽車。
完整的組裝成本很高，而且由於部件數量眾多，經常需要維護和修理。對於在二級市場購買的汽車尤其如此（有關購買二手車時需要注意的詳細信息，請閱讀 在另一則評論中).
由於這種懸架的故障，汽車無法運行，因為壓力損失會自動導致系統的阻尼功能消失，這對於經典的彈簧和減震器來說是不能說的 - 它們永遠不會突然失效同時。
通常，該系統並不像汽車製造商所相信的那樣可靠。