Хидропневматично окачване

Хидропневматично окачване е тип на автомобилната система окачване, изобретена от Citroen, и монтирано на неговите автомобили.

При Citroen DS има за пръв път в света хидропневматично окачване на двете оси , която е използвана по лиценз и от други производители на автомобили, а именно Rolls-Royce и Peugeot. То е ползвано също от Berliet на камионите му и отскоро от модели на Mercedes-Benz Cars. Подобни системи има също и на някои военни превозни средства.

Целта на тази система е да осигури чувствителен, динамичен и с висок капацитет окачване, което предлага отлично поведение на пътя. Азотен резервоар с променлив обем получава деформации с нелинейни характеристики на силата . По този начин получената система не притежава никакви трептения и свързаните с тях динамична несигурност и затихване в конвенционалните системи за окачване. Задействането на резервоара за азот се извършва чрез несвиваема хидравлична течност суспензия вътре в цилиндър, което действа като пружина. Чрез регулиране на напълването на обема на течността в цилиндъра, се получава изравняване при функциониране. Азотният газ в рамките на окачването от сфера е отделен от хидравличното масло през гумена мембрана.
Азотният газ като пружинираща среда е около шест пъти по-гъвкав в сравнение с конвенционалната стомана. Франция е отбелязана за лошото качество на пътищата си в следвоенните години, така че единственият начин да се запази сравнително висока скорост в превозно средство е било, ако може лесно да се абсорбират пътните неравности.
Докато системата има предимство над стоманените пружини, общоприели в автомобилната индустрия друг вид окачване, такива като Mercedes-Benz, British Leyland (Hydrolastic, Hydragas), и Lincoln – те са се опитвали да създадат по-прости варианти, използващи суспензия със сгъстен въздух. Системата на Citroën е в по-неблагоприятно положение, защото само гаражи, които са оборудвани със специални инструменти и ноу-хау, са квалифицирани да работят по автомобилите, което ги прави да изглеждат коренно различни от обикновените автомобили с общи механични компоненти.
Тази система използва помпа с колан или разпределителен вал от двигателя, за да сгъстява специална хидравлична течност, която след това действа в спирачките, окачването и сервоуправлението. Тя може също така да има произволен брой функции, като например при съединителя, задвижването на фаровете, прозорците и др. Системата дава и допълнително повдигане на каросерията, като клирънсът се увеличава – необходимост при преодоляване на по-труден и неравен терен.
С годините към нея се добавят допълнителни качества, като променяне на твърдостта на окачването при Hydractive и активен контрол на накланянето (Citroën Activa). Най-новото въплъщение разполага с една опростена комбинация от помпа, акумулатор и сфера.

История

Citroën представя за първи път тази система през 1954 г. на задното окачване на Traction Avant. Първият с пълно изпълнение е в напредналия DS през 1955 г. Основните резултати на hydropneumatics дизайн са:
• По време на Втората световна война, Пол Маже, служител на Citroen, без формално обучение по инженерство, тайно разработва концепцията на въздушно окачване, за да се комбинират едно ново ниво на мекота с контрол на превозното средство.
• 1954 Traction Avant 15 h: задното окачване използва LHS хидравлична течност.
• 1955 Ситроен DS: окачването, сервоусилвателят на волана, спирачките и скоростната кутия/съединител, са задвижвани от високо налягане с хидравлична помощ. Има колан, движена 7-бутална помпа,  сервоусилвател на волана, който генерира този натиск, когато двигателят работи.
• 1962 Морис Motors Limited въвежда за BMC ADO16 (1100 ) hydrolastic окачване.
• 1964 Mercedes-Benz представя 600 с въздушно окачване, предназначено да избегне Citroën патенти.
• 1965 Rolls-Royce купува лицензи от Citroën за технология за спиране на новата Silver Shadow.
• 1966 Mercedes-Benz въвежда 6,3 и с въздушно окачване.
• 1967 въвежда се минерална течност при LHM.
• 1970 Citroën GS: адаптиране на хидропневматично окачване на една малка кола.
• 1970 Citroën SM: прави се сервоусилвател на волана с променливо автоматично връщане, наречен DIRAVI, и хидравлично задействана посока на дългите светлини.
• 1974 Mercedes-Benz 450SEL 6.9 става първата хидропневматична кола Mercedes-Benz, с помпа, задвижвана от верижен тайминг на двигателя вместо външен колан. Тази адаптация е бил използвана само за спиране. Серво на волана и спирачките са конвенционалната хидравлична и вакуумна тяга, съответно.
• 1983 CITROEN BX, построен като 4WD, през 1990 г.
• 1989 Citroën XM: появява се Hydractive окачване, електронно регулиране на хидропневматичнота система, датчици измерват ускорението и други фактори.
• 1990 Peugeot 405 Mi16x4: първо Peugeot, оборудвано със задно хидропневматично окачване.
• 1993 Citroen Xantia: избор Activa (активно окачване) система. Xantia Activa е в състояние да достигне повече от странично ускорение едно гр.
• 2001 Citroen C5: Hydractive 3 премахва нуждата от централното налягане – хидравлично поколение; комбинирана помпа/сфера единица за спиране и със сензори, използващи електрическо регулиране на височината.
• 2005 Citroën C6: подобрена версия на системата C5, известен като Hydractive 3 + (също монтирани на някои C5 модели)
• 2008 JCB Fastrac високоскоростни 7000 серия селскостопански трактори вече използват тази система за предно и задно окачване.

Функциониране

В сърцето на системата, действайки като налягане, са така наречените сфери, пет или шест във всички по една на колело и един

Рис. на хидрокативно окачване – виждат се сферите за странично и предно-задно и задно-предно поддържане

основен акумулатор, както и специален спирачка-акумулатор на някои модели. На по-късни автомобили, оборудвани с Hydractive или Activa окачване, може да има до десет сфери. Сферите се състоят от куха метална топка, открити на дъното, с гъвкава гумена мембрана, разположена в „екватора” вътре, разделяща горната и долната част. В горната част сферата е изпълнена с азот под високо налягане до 75 бара, на дъното се свързва с верига на автомобила с хидравлична течност. Помпа с високо налягане, задвижвана от двигателя, действа със сила върху хидравличната течност (LHM). Тази част на веригата е между 150 и 180 бара. От нея се подава сила и на предните спирачки на първо място, чрез сигурен клапан, и в зависимост от вида на превозното средство, може да се подпомага силата на кормилото и съединителя.
Окачването  работи с помощта на бутало, което се изтласква след деформацията на мембраната, разделяща азота от течността. Това е най-простият амортисьор. Когато колата е твърде ниска, се подава допълнително течност в цилиндрите, за да се вдигне нивото, и обратно – когато е много висока, течността се връща в резервоара, като се коригира просвета.
Конструкторите бързо осъзнанават, че стандартната спирачна течност не е идеално подходяща за хидравлика с високо налягане и разработва специален червен цвят хидравлична течност LHS, които те използват от 1954 г. до 1967 г.. Главният проблем, с LHS е, че тя абсорбира влага и прах от въздуха, което е причинило корозия в системата. Най-хидравличните спирачни системи са запечатаните от външния въздух с диафрагмата в гумената капачка на резервоара на гърловината, но при системата на Citroën въздухът трябва да бъде изхвърлен в атмосферата, за да се позволи на нивото на течността в резервоара да се покачва и пада, като по този начин не е херметически затворен. Тъй като при системата непрекъснато циркулира течност чрез резервоара, цялата течност е многократно изложена на въздуха и неговото съдържание на влага.
За преодоляване на тези недостатъци на LHS, Citroen разработи нова зелена течност, LHM (Liquide Hydraulique Mineral). LHM е минерално масло, съвсем близо до течност в автоматична трансмисия. Минералното масло не е хигроскопично (т.е., то няма да абсорбира вода от въздуха), за разлика от стандартната спирачна течност, така че следователно не се формират газови мехурчета в системата, както би бил случаят със стандартна спирачна течност. Така използването на минерално масло се е разпространило извън Citroen, Rolls-Royce, Peugeot и Mercedes-Benz, за да се включат Jaguar, Audi и BMW.
LHM, като минерално масло, поглъща само едно безкрайно малка част от влага, плюс това съдържа инхибитори против корозия. Проблемът за всмукване на прах продължава, така че е поставен филтър за събрание в хидравличния резервоар. Почистването на филтрите и промяна на течност в препоръчваните интервали премахва праха и частиците и предпазва от износване системата, като се гарантира дълъг живот. Новите автомобили Citroën с Hydractive 3 суспензия има нова оранжева LDS хидравлична течност. Тя трае по-дълго и изисква по-рядко внимание.
Сферите се заменят след изминаване на определен пробег – зелените – при 60 000-100 000 км обикновено. При различните разтвори се ползват различни уплътнения, които са несъвместими.

Обясненията са малко сложнички, но е трудно да се намери в източниците на информация по-простичко обяснение…