Гідропневматична підвіска транспортного засобу

Гідропневматична підвіска – це підвид активної підвіски, в якій застосовуються пружні гідропневматичні елементи.

Вперше вона була реалізована в 1954 році на автомобілях, вироблених Citroen. Сучасною версією гідропневматичної підвіски на даний момент можна назвати підвіску Hydractive.

Гідропневматична система поєднує в собі переваги двох технологічних принципів:

• Гідравлічні системи використовують у своєму арсеналі рідину(мастило). Насос створює певний тиск мастила, завдяки якому система ABC за частки секунди може зреагувати на виникнення коливань кузова;

• Пневматичні системи базуються на явищі стисливого газу,таким чином,щоб обладнання було менш схильне до ударних пошкоджень. Тут використовується гідропневматичний пружній елемент, який дозволяє змінювати жорсткість і висоту кузова в залежності від умов руху і вибору водія.

Загальні ознаки та класифікація підвісок

Підвіска автомобіля— сукупність деталей, вузлів і механізмів, які грають роль сполучної ланки між кузовом автомобіля і дорогою.Одним із типів автомобільних підвісок є активна підвіска,її розділяють на два основні класи:

• чисто активні підвіски;

• адаптивні (напівактивні підвіски).

Активні підвіски, використовуючи певний тип приводу піднімають і опускають шасі незалежно на кожному колесі з врахуванням багатьох факторів, що випливають з якості дорожнього покриття, орієнтації кузова автомобіля у просторі, швидкості й прискорень руху та налаштувань системи керування підвіскою з боку водія. Адаптивні підвіски лише змінюють ступінь демпфування амортизатора, щоб відповідати змінному стану дорожнього покриття чи динаміці руху.

А вже сучасна гідропневматична підвіска третього покоління забезпечує:

- автоматичне регулювання дорожнього просвіту;

- автоматичне регулювання жорсткості;

- примусова зміна дорожнього просвіту.

Схема роботи перших підвісок у машинах Citroen

Пружним елементом в амортизаторах служив стиснений азот, а силовим (утворює і передає тиск в системі) рідина. Тому така підвіска отримала назву гідропневматичної. Гідронасос нагнітає рідину з резервуару в закріплені поруч з амортизатором сфери. Усередині кожної сфери рідина і газ розділені мембраною. Таким чином в амортизаторах підтримується необхідний тиск, а крен машини постійно компенсуються. До того ж вбудований в гідросистему кран дозволяє регулювати кількість циркулюючої в контурах рідини, а значить, збільшувати або зменшувати дорожній просвіт. У 1954 році ця схема була вперше застосована на моделі вищого класу Citroen 15-6. Її гідропневматична підвіска забезпечувала сталість дорожнього просвіту незалежно від кількості пасажирів і багажу та надавала приголомшливо плавний хід. Ця машина могла нахилятися вперед і назад, а також вивішувати будь-яке колесо без домкрата. І нарешті водій Citroen DS міг, на власний розсуд, ступінчасто змінювати дорожній просвіт. Це не тільки підвищувало стійкість і активну безпеку автомобіля на шосе (знижувався центр ваги, зменшувався потік повітря під днищем, що створює піднімальну силу), але і полегшувало їзду по бездоріжжю.

Сітроен C5

Гідропневматичні пружні елементи використовуються в гідропневматичній підвісці, яка дозволяє змінювати жорсткість і висоту кузова в залежності від умов руху і вибору водія. Роботу підвіски забезпечує гідравлічний привод високого тиску. Керування гідросистемою здійснюється за допомогою електромагнітних клапанів. Сучасною конструкцією гідропневматичної підвіски є система «Hydractive» третього покоління, яка встановлюється на автомобілі Citroen. Діапазон змін дорожнього просвіту досягає 20-30 см. Citroen зробив гідропневматичне підвіску своїм коником, застосувавши її раніше за інших.

1 - Інтегрований вузол гідротронік; 2 - стійки передньої підвіски; 3 – передній регулятор жорсткості; 4 - Передній електронний датчик положення; 5 - задні гідропневматичні циліндри; б – задній регулятор жорсткості; 7 - Задній електронний датчик положення; 8 - блок управління; 9 - датчик положення рульового колеса; 10 - Резервуар для рідини гідросистеми; 11- педалі «газу» і гальма

Принципи роботи

Гідропневматична підвіска має наступний пристрій: гідропневматичні пружні елементи; гідравлічні циліндри; амортизаторні клапани; регулятори жорсткості; регулятори положення кузова; електромагнітний клапан; система управління. Гідропневматичний пружний елемент являє собою металеву сферу, яка всередині розділена еластичною мембраною. Над мембраною знаходиться стиснений газ - азот, під мембраною - спеціальна рідина. Рідина передає тиск в системі, а газ виступає пружним елементом. На автомобілях Citroen встановлюється по одному пружному елементу на кожне колесо і по одній додатковій «сфері» на кожну вісь. Застосування додаткових пружних елементів значно розширює параметри регулювання жорсткості підвіски. Гідравлічні циліндри призначені для нагнітання рідини в пружні елементи і регулювання висоти положення кузова щодо дорожнього покриття. Гідроциліндр забезпечений поршнем, шток якого з'єднаний з відповідним важелем підвіски. Для гасіння коливань в конструкції підвіски передбачені основні і додаткові амортизаторні клапани. Величина відкриття амортизаторних клапанів регулюється електронною системою управління. Регулятори жорсткості забезпечують узгоджену роботу пружних елементів. Регулятори положення кузова призначені для управління висотою підйому кузова над полотном дороги. Електромагнітний клапан служить для перемикання режимів роботи підвіски. Система управління гідропневматичної підвіски включає наступні компоненти: вхідні датчики; електронний блок управління; виконавчі пристрої. Вхідні датчики перетворять відповідні характеристики в електричні сигнали. У гідропневматичної підвісці використовуються наступні датчики: положення рульового колеса; тиску в гальмівній системі; коливання кузова; швидкості автомобіля; положення кузова. На підставі сигналів датчиків електронний блок управління за встановленою програмою впливають на виконавчі пристрої: амортизаторні клапани, регулятори жорсткості, регулятори положення кузова, електромагнітний клапан.

Переваги та недоліки даного пристрою

Головними перевагами даного типу підвісок є те, що вони забезпечують хорошу плавність руху, можливість керування положенням кузова машини відносно дорожнього полотна, відмінно гасять коливання і здатні адаптуватися до стилю їзди конкретної людини. Основними недоліками даних підвісок можна назвати їх крайню складність і внаслідок цього високу вартість. Підвіска Hydractive на даний момент поліпшується за двома напрямками - розширення її можливостей і збільшення надійності.

Використана література

Studopedia.su

Findpatent.com.ua

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D1%96%D0%B4%D0%B2%D1%96%D1%81%D0%BA%D0%B0 • Легковые автомобили. Ходовая часть. Системы подвески и амортизации ADS II, AIRmatic, ABC. Учебное пособие. ЗАО ДаймлерКрайслер Автомобили РУС, 2003. — 103 с. • Сериков Г. С. Адаптивная виброизоляция современного автомобиля // Автомобіль і електроніка. Сучасні технології. № 3, 2012.