液压气动悬架 Hydractive 的装置和工作原理

内容

什么是液压气动汽车悬架
雪铁龙液压悬挂的出现史
液压悬架的工作原理
主要悬挂元件液压的
几代水活性悬浮液
维修和零件价格
液压气动悬架的好处
液压气动悬挂的缺点

每年，汽车制造商都会改进他们的车型，在最新一代汽车的设计和布局上做出一些改变。以下自动系统可以接收某些更新：

冷却（描述了经典冷却系统的设备及其一些修改） 在另一篇文章中);
润滑剂（详细讨论其目的和工作原理这里);
点火（关于她的存在 另一则评论);
燃料（它被详细考虑另);
全轮驱动的各种修改，例如，xDrive，阅读更多关于这里.

根据布局和认证目的，汽车可以接收绝对任何系统的更新，即使是对现代车辆不是强制性的。 在单独的评论中).

确保汽车安全和舒适运动的最重要系统之一是其悬架。经典版本被详细考虑这里... 开发新的悬架改装，每个制造商都努力使他们的产品尽可能接近理想，能够适应不同的路况并满足任何人的需求，即使是最老练的驾驶员。为此，例如，已经开发了主动悬架系统（阅读有关它另).

在本次审查中，我们将重点介绍许多雪铁龙车型以及其他一些汽车制造商中使用的成功悬架改装之一。这是 Hydractive 液压气动悬架。让我们讨论它的特殊性是什么，它是如何工作的以及它是如何工作的。我们还将考虑它的故障是什么，它的优点和缺点是什么。

什么是液压气动汽车悬架

悬架的任何修改主要是为了改善汽车的动态特性（转弯和执行急转弯时的稳定性），以及增加旅途中车内每个人的舒适度。液压气动悬架也不例外。

这是一种悬架，其设计意味着存在额外的元素来改变系统的弹性。这取决于道路状况，可以让汽车减少摇摆（高速运动驾驶需要刚度）或为车辆提供最大的柔软度。

此外，该系统允许您更改离地间隙（关于它是什么，它是如何测量的，以及它对汽车的作用，阅读 在另一则评论中)，不仅可以稳定它，还可以赋予车辆独创性，例如在低骑手中（阅读有关这种自动调整风格的信息这里).

简而言之，这种悬架不同于通常的悬架，因为它不使用任何标准弹性元件，例如弹簧、减震器或扭力杆。这种悬浮液的方案必然包括几个充满气体或某种液体的球体。

在这些空腔之间是一层弹性的、坚固的膜，可以防止这些不同的介质混合。每个球体都在一定程度上充满了液体，这使您可以改变悬架的操作模式（它会对路面的不平坦做出不同的反应）。由于活塞改变了回路中的压力，因此通过隔膜发生填充球体的工作回路的气体的作用的压缩或减弱，从而发生悬架刚度的变化。

液压回路为自动控制型。在配备该系统的现代汽车中，车身位置是通过电子方式校正的。汽车的高度由汽车的速度、路面状况等参数决定。根据车型的不同，它可以使用自己的传感器或专为其他汽车系统运行而设计的传感器。

Hydractive 系统被认为是最有效和最先进的系统之一，尽管该技术已有 70 多年的历史。在考虑液压气动悬架可以安装在哪些汽车上，以及其运行原理是什么之前，让我们考虑一下这种发展是如何出现的。

雪铁龙液压悬挂的出现史

该汽车系统的液压版本的开发历史始于 1954 年，当时第一辆配备这种悬架的汽车发布。那是雪铁龙牵引车 Avante。该型号装有液压减震元件（它们安装在机器的后部而不是弹簧上）。此修改后来用于 DS 模型。

但当时这个系统还不能称为液压气动系统。液压气动自适应悬架，现在称为 Hydractive，首次出现在 Activa 概念车上。一个工作系统在上世纪88年得到了展示。在整个生产期间，Hydractive 已经换了两代，今天在一些机型的机器上使用了第三代的设备。

该开发基于重型车辆（包括重型军事装备）中使用的不同类型悬架的功能原理。这种新颖性首次适用于客运，引起了汽车行业世界范围内的汽车记者和专家的极大喜悦。顺便说一下，自适应悬架并不是雪铁龙在其车型中引入的唯一革命性发展。

自适应灯（大灯转向转向齿轮或每个方向盘转动的一侧）是 1968 年雪铁龙 DS 车型中引入的另一项先进开发。描述了有关该系统的详细信息 在另一则评论中... 结合该系统，可升降的车身，以及最柔软、最平稳的减震器操作，为汽车带来了前所未有的荣耀。即使在今天，它仍然是一些汽车收藏家想要获得的梦寐以求的物品。

现代车型现在使用第三代系统，无论汽车是后轮驱动还是前轮驱动。稍后我们将讨论以前设计之间的差异。现在让我们考虑一下现代系统的原理是什么。

液压悬架的工作原理

液压气动悬架基于液压对执行器的作用原理，例如在制动系统中（详细描述） 在另一则评论中）。如前所述，这种系统使用一个球体，而不是弹簧和减震器，球体在高压下充满氮气。这个参数取决于汽车的重量，有时可以达到100个大气压。

每个球体内部都有一层弹性且高度耐用的薄膜，可将气体和液压回路隔开。在早期的液压悬架中，使用具有矿物成分的汽车油（有关汽车油类型的更多详细信息，请阅读这里）。它来自 LHM 类别并且是绿色的。最新一代系统使用合成橙色类似物（用于液压装置的 LDS 型）。

汽车中安装了两种类型的球体：工作球体和累积球体。一个工作区专用于单独的车轮。聚集区通过一条公共公路与工人相连。在下部的工作容器中有一个用于液压缸杆的孔（它必须将车身提升到所需的高度或降低车身）。

悬架通过改变工作流体的压力来工作。气体用作弹性元件，填充膜上方球体上部的空间。为了防止液压油自行从一个工作球流向另一个工作球（因此会观察到强烈的身体侧倾），制造商在系统中使用了具有特定截面的孔，以及瓣式阀。

校准孔的特点是它们会产生粘性摩擦（液压油的密度远高于水，因此它不能通过狭窄的通道从一个腔到另一个腔自由流动——这需要很大的压力）。在运行过程中，油会升温，从而导致其膨胀并抑制由此产生的振动。

代替经典的减震器（阅读其结构和工作原理另) 使用液压支柱。里面的油不会起泡或沸腾。充气减震器现在具有相同的原理（阅读哪些减震器更好：气体或油，阅读 在另一篇文章中）。这种设计使设备可以在重负载下长时间工作。此外，即使它变得非常热，这种设计中的很少也不会失去其特性。

系统的不同操作条件需要它们自己的油压和所需压力的产生速率。这个过程在系统中是多阶段的。活塞冲程的平滑度取决于特定阀门的打开程度。您还可以通过安装额外的球体来更改悬架的刚度。

在最新的改装中，这个过程是由方向稳定性传感器调节的，在一些汽车中，制造商甚至提供了手动适应（在这种情况下，系统的成本不会那么昂贵）。

该线路仅在发动机运行时工作。许多汽车的控制电子设备允许您以四种模式改变车身位置。第一个是最低的离地间隙。这使得装载车辆更容易。后者是最大的离地间隙。在这种情况下，车辆更容易克服越野条件。

的确，汽车通过障碍物的质量直接取决于悬架后部的类型 - 横梁或多连杆结构。其他两种模式只是提供驾驶员想要的舒适度，但通常它们之间没有重大区别。

如果液压气动装置只是增加车身与横梁之间的距离，那么在大多数情况下车辆的通过性实际上不会改变——汽车可以用横梁钩住障碍物。使用多连杆设计时，可以更有效地使用液压气动装置。在这种情况下，间隙确实发生了变化。这方面的一个例子是最新一代路虎卫士的自适应悬架（该车型的试驾可以阅读这里).

管路中的压力增加由油泵提供。高度释放由相应的阀门提供。为了增加离地间隙，电子设备启动泵并将额外的油泵入中心球体。一旦管路中的压力达到所需参数，阀门就会启动，泵关闭。

当驾驶员更猛地踩下油门并且汽车加速时，电子设备会记录车辆的加速度。如果离地间隙高，空气动力学会损害车辆（有关空气动力学的详细信息，请阅读 在另一篇文章中）。出于这个原因，电子设备通过回油管路开始释放回路中的油压。这使车辆更接近地面，空气流将其更好地推向道路。

当汽车加速到超过每小时 15 公里的速度时，该系统会将离地间隙降低 110 毫米。为此，一个重要的先决条件是路面质量（例如，为了确定这一点，有一个稳定性控制系统）。在路面和速度较差的情况下，低于60公里/小时，汽车上升20毫米。如果汽车装载，电子设备还会在高速公路上抽油，使车身保持相对于道路的位置。

配备 Hydractive 系统的某些型号的另一种选择是能够在高速转弯期间消除汽车的侧倾。在这种情况下，控制单元确定悬架的某个部分的负载程度，并使用安全阀改变每个车轮上的压力。当机器突然停止时，会发生类似的过程以消除啄食。

主要悬挂元件液压的

液压气动悬挂方案包括：

液压气动轮撑杆（单轮工作区）；
蓄能器（中心球体）。为所有区域的作业积累了储备油量；
调节悬架刚度的其他区域；
将工作流体泵入单独回路的泵。该设备最初是机械式的，但最新一代使用电动泵；
组合成独立模块或平台的阀门和压力调节器。每个阀门和调节器块都负责自己的组装。每个轴都有一个这样的站点；
液压管路，将所有调节和执行元件结合在一起；
与制动系统和动力转向相关的安全阀、调节阀和旁通阀（第一代和第二代使用了某些品种的这种布置，而第三代则没有，因为该系统现在是独立的）；
一个电子控制单元，根据从该系统和其他系统的传感器接收到的信号，激活编程算法并向泵或调节器发送信号；
车身位置传感器安装在车辆的前部和后部。

几代水活性悬浮液

每一代都进行了现代化改造，以提高系统的可靠性和开发系统的功能。最初，液压管路与制动系统和动力转向相结合。上一代接收到独立于这些节点的轮廓。因此，所列系统之一的故障不会影响悬架的性能。

考虑一下现有各代液压气动汽车悬架的独特特征。

第一代

尽管发展出现在上世纪50年代，但该系统于1990年开始量产。某些雪铁龙车型（例如 XM 或 Xantia）包含这种悬架改装。

正如我们之前所讨论的，第一代系统结合了制动和动力转向液压系统。在第一代系统中，悬架可以调整为两种模式：

汽车... 传感器记录汽车的各种参数，例如油门踏板的位置、制动器的压力、方向盘的位置等。正如该模式的名称所暗示的那样，电子设备独立确定高速公路上的压力应该是多少，以在旅途中实现舒适性和安全性之间的理想平衡；
体育... 这是一种适用于动态驾驶的模式。除了车辆高度外，该系统还改变了阻尼元件的硬度。

第二代

由于现代化，制造商改变了自动模式的一些参数。在第二代，它被称为舒适。它不仅可以改变汽车的离地间隙，还可以在汽车进入转弯或加速时简单地改变阻尼器的刚度。

如果驾驶员在短时间内更动态地驾驶汽车，则此类功能的存在允许驾驶员不更改电子设置。这种情况的一个例子是在避开障碍物或超越另一辆车时的快速机动。

悬架开发人员的另一项创新是增加了安装止回阀的区域。这个额外的组件可以在更长的时间内保持在线的高水头。

这种安排的特殊性在于系统中的压力可以维持一个多星期，为此车主不需要启动发动机，这样泵就可以将油泵入油箱。

Hydractive-2 系统用于自 1994 年以来生产的 Xantia 模型。一年后，这种悬架改装出现在雪铁龙 XM 上。

第三代

2001 年，Hydractive 液压气动悬架进行了重大升级。它开始用于法国汽车制造商的 C5 车型。更新包括以下功能：

改变了液压回路。现在制动系统不是线路的一部分（这些回路有单独的蓄水池和管道）。多亏了这一点，悬架方案变得稍微简单了一点——不需要控制彼此不同的两个系统中的压力，使用不同压力的工作流体（为了制动系统工作，不需要对于大压力 制动液).
在操作模式的设置中，手动设置所需参数的选项已被删除。每个单独的模式都由电子设备专门调平。
如果汽车的加速速度超过 15 公里/小时，自动化会独立地将离地间隙相对于标准位置（由制造商设置 - 在每个型号中都有自己的位置）降低 110 毫米。当减速到60-70公里/小时范围内的速度时，离地间隙相对于标准值增加13-20毫米（取决于车型）。

为了让电子设备能够正确调整车身高度，控制单元从传感器收集信号，以确定：

车速；
身体前部的高度；
后车身高度；
此外 - 来自汇率稳定系统传感器的信号，如果它存在于特定车型中。

除了昂贵的C5配置中的标准第三代，以及基本的C6设备外，该汽车制造商还使用了Hydractive3+版本的液压气动悬架。此选项与标准模拟之间的主要区别是：

驾驶员可以在两种悬挂模式之间进行选择。第一个舒服。它更柔软，但它可以根据道路情况和驾驶员的动作在短时间内改变其刚度。二是动态。这些是运动型悬架设置，具有更高的阻尼刚度。
改进的系统响应算法 - 电子设备可以更好地确定最佳间隙。为此，控制单元接收有关当前运输速度、前后车身位置、方向盘位置、纵向和横截面加速度、减震器悬挂元件上的负载的信号（这允许你来判断路面的质量），还有油门的位置（详细讲什么是汽车中的节气门）另).

维修和零件价格

像任何其他提供汽车各种参数自动控制的系统一样，Hydractive 液压气动悬架需要花费很多钱。它可以同步许多电子设备以及液压和气动设备的操作。车辆的稳定性所依赖的大量阀门和其他机构都是需要一些维护的单元，并且在它们发生故障的情况下也是昂贵的维修。

以下是液压气动维修的一些价格：

更换液压支柱大约需要 30 美元；
前刚度调节器变化约65 cu；
要更换前球体，驾驶者必须支付 10 美元；
为一个可用但未加压的装置加油大约需要 20-30 美元。

而且，这些只是部分服务站对作品本身的价格。如果我们谈论零件的成本，那么这也不是廉价的乐趣。例如，最便宜的液压油大约10美元就可以买到。对于一升，在对系统进行维修时，这种物质需要相当数量。根据结构类型和车型的不同，油泵的价格约为 85 美元。

大多数情况下，在系统中，球体、高压管道、泵、阀门和调节器出现故障。球体的成本从 135 美元起，如果不购买原件，则要贵一倍半。

通常大多数悬挂元件都会受到腐蚀的影响，因为它们不受任何污垢和湿气的保护。零件本身无需费力即可拆卸，但由于螺栓和螺母的腐蚀和沸腾，一切都变得复杂了。由于无法接触到一些紧固件，拆卸组件的成本通常等同于元件本身的成本。

更换管道是另一个可能落在车主头上的问题。连接到泵的管线因腐蚀而损坏，必须拆除位于底部下方的汽车的其他元件才能拆除。这条管道几乎贯穿整个汽车的下方，为了不损坏地面，它尽可能靠近底部安装。

由于其他设备和结构的紧固件也不受任何水分和污垢的保护，因此它们的拆卸也很困难。出于这个原因，在一些服务站，驾驶者必须支付大约 300 美元才能更换一个简单的管。

用新的组件替换某些系统组件通常是不合适的。这方面的一个例子是调整减震支柱刚度的平台或模块。通常，在这种情况下，只需修复元件即可。

在购买具有这种悬挂系统的车辆之前，还需要考虑到一个元件的故障往往伴随着多个机构的故障，因此驾驶者将不得不为这种悬挂系统的维修和保养付出高昂的代价。系统。购买二手车时尤其如此。在这样的运输中，一个接一个地肯定会失败。此外，与经典悬架相比，由于大量部件在重载下运行，该系统将不得不更频繁地进行日常维护。

液压气动悬架的好处

理论上，在悬架中使用气体作为停止是理想的。这种布置没有恒定的内摩擦，气体没有弹簧或弹簧中的金属那样的“疲劳”，其惯性很小。然而，这都是理论上的。通常，处于绘图阶段的开发在将其转化为现实时需要进行更改。

工程师面临的第一个障碍是在实现所有纸面上显示的基础工作时悬挂效率的损失。由于这些原因，悬架的液压气动版本既有优点也有缺点。

首先，考虑这种悬挂的优点。这些包括：

阻尼器的最大平滑度。对此，长期以来，法国雪铁龙公司生产的车型（阅读这个汽车品牌的历史这里)，被认为是标准。
驾驶员在高速行驶时更容易在拐角处控制车辆。
电子设备能够使悬架适应驾驶风格。
制造商保证该系统能够运行长达 250 万公里（前提是购买的是新车，而不是二手车）。
在某些车型中，汽车制造商提供了手动调整车身相对于道路的位置的功能。但即使是自动模式也能很好地发挥其功能。
在手动和自动模式下，该系统在根据道路情况调整工作刚性方面做得非常出色。
兼容大多数类型的多连杆后桥，以及用于汽车前部的麦弗逊支柱。

液压气动悬挂的缺点

尽管液压气动悬架能够从质量上改变其性能，但它有几个明显的缺点，这就是为什么大多数驾驶者不考虑购买具有这种悬架的车辆的可能性。这些缺点包括：

为了在图纸上实现作品的最大效果，制造商必须使用特殊材料，并在其汽车模型的生产中引入创新技术。
系统高质量运行所需的大量调节器、阀门和其他元件同时也是可能发生故障的潜在区域。
在发生故障时，维修工作与相邻车辆部件的拆卸有关，在某些情况下，这极难进行。因此，您需要寻找一位真正的专家，他可以高质量地完成所有工作并且不会损坏机器。
整个组件价格昂贵，并且由于组件数量众多，经常需要维护和修理。对于在二级市场上购买的汽车尤其如此（有关购买二手车时需要寻找的详细信息，请阅读 在另一则评论中).
由于这种悬架发生故障，汽车无法运行，因为压力损失会自动导致系统的阻尼功能消失，这对于经典弹簧和减震器来说是不能说的——它们同时永远不会突然失效。
该系统通常不如汽车制造商所相信的那么可靠。