ハイドロニューマチックサスペンションHydractiveの装置と動作原理

自動車メーカーは毎年、最新世代の自動車のデザインとレイアウトにいくつかの変更を加え、自動車モデルを改善しています。 一部の更新は、次の自動システムで受信できます。

• 冷却 (古典的な冷却システムの装置とその変更の一部が説明されています 別の記事で);
• 潤滑剤 (その目的と動作原理が詳細に説明されています ここで);
• イグニッション（彼女の存在について 別のレビュー);
• 燃料（詳しく検討 別々に);
• 全輪駆動のさまざまな変更、たとえば、xDrive、詳細を読む ここで.

レイアウトとホモロゲーションの目的に応じて、自動車は、現代の自動車に必須ではないものでも、絶対にすべてのシステムの更新を受け取ることができます (そのような自動車システムの詳細については、 別のレビューで).

車の安全で快適な動きを確保する最も重要なシステムの XNUMX つは、サスペンションです。 クラシックバージョンは詳細に検討されています ここで... 新しいサスペンションの改造を開発する各メーカーは、さまざまな道路状況に適応し、最も洗練されたドライバーのニーズを満たすことができる、製品を可能な限り理想に近づけようと努力しています。 このために、たとえば、アクティブ サスペンション システムが開発されています (それについて読んでください)。 別々に).

このレビューでは、多くのシトロエンモデルや他のいくつかの自動車メーカーで使用されている成功したサスペンションの変更のXNUMXつに焦点を当てます。 これは、Hydractiveハイドロニューマチックサスペンションです。 その特徴とは何か、どのように機能するか、そしてどのように機能するかについて話し合いましょう。 また、その誤動作とは何か、長所と短所は何かについても検討します。

ハイドロニューマチック・カー・サスペンションとは

サスペンションの変更は、主に車の動的特性 (コーナリング時や鋭い操作時の安定性) を改善することと、旅行中にキャビンにいるすべての人の快適性を向上させることを目的としています。 ハイドロニューマチック・サスペンションも例外ではありません。

これはサスペンションの一種であり、その設計は、システムの弾性を変更できる追加要素の存在を意味します。 これにより、道路の状況に応じて、車の揺れを少なくしたり (高速スポーツ走行には剛性が必要です)、輸送に最大限の柔らかさを提供できます。

また、このシステムでは、地上高を変更することができます (それが何であるか、どのように測定されるか、またそれが車に対してどのような役割を果たすかについては、 別のレビューで) 車を安定させるためだけでなく、たとえばローライダーのように車両にオリジナリティを与えるためにも (このスタイルのオートチューニングについて読んでください)。 ここで).

つまり、このサスペンションは、スプリング、ショックアブソーバー、トーションバーなどの標準的な弾性要素を使用しないという点で、通常のサスペンションとは異なります。 そのような懸濁液のスキームには、ガスまたは特定の液体で満たされたいくつかの球体が必然的に含まれます。

これらの空洞の間には、これらの異なる媒体の混合を防ぐ弾性のある強力な膜があります。 各球体はある程度液体で満たされているため、サスペンションの動作モードを変更できます (道路の凹凸に対する反応が異なります)。 サスペンションの剛性の変化は、ピストンが回路内の圧力を変化させるという事実により発生し、これにより、球の動作回路を満たすガスの影響が膜を介して圧縮または弱められます。

油圧回路を自動制御。 このシステムを搭載した最新の車では、車体の位置が電子的に修正されます。 車の高さは、車の速度や路面の状態などのパラメータによって決まります。 車種に応じて、独自のセンサーまたは別の車両システムの操作用に設計されたセンサーを使用できます。

ハイドロアクティブ システムは、70 年以上前の技術であるにもかかわらず、最も効果的で進歩的なシステムの XNUMX つと考えられています。 ハイドロニューマチックタイプのサスペンションをどの車に取り付けることができるか、その動作原理を検討する前に、この開発がどのように行われたかを考えてみましょう。

シトロエンの油圧サスペンション登場の歴史

この自動車システムの油圧バージョンの開発の歴史は、1954年にそのようなサスペンションを備えた最初の車のリリースから始まりました。 それはシトロエントラクションアバンテでした。 このモデルは、油圧衝撃吸収要素を受け取りました（それらはバネの代わりに機械の後部に取り付けられました）。 この変更は、後でDSモデルで使用されました。

しかし、当時、このシステムはハイドロニューマチックとは言えませんでした。 現在ハイドロアクティブと呼ばれるハイドロニューマティック アダプティブ サスペンションは、アクティバ コンセプト カーに初めて登場しました。 作業システムは、前世紀の 88 年に実証されました。 Hydractive は全生産期間中に XNUMX 世代交代し、今日では第 XNUMX 世代の装置が一部の機械モデルで使用されています。

開発は、軍用重装備を含む大型車両で使用されるさまざまなタイプのサスペンションの機能の原理に基づいていました。 初めて旅客輸送に採用されたこの目新しさは、自動車業界の世界の自動車特派員や専門家の間で大きな喜びをもたらしました。 ところで、シトロエンがモデルに導入した革新的な開発は、アダプティブ サスペンションだけではありません。

アダプティブ ライト (ステアリング ギアまたは各ステアリング ホイールが回転する側にヘッドライトが回転する) は、1968 年のシトロエン DS モデルで導入されたもう XNUMX つの高度な開発です。 このシステムの詳細が記載されています 別のレビューで... このシステムと組み合わせて、持ち上げ可能なボディとダンパーの最も柔らかく滑らかな操作により、車にかつてないほどの栄光がもたらされました。 現在でも、一部のカーコレクターが手に入れたい憧れのアイテムです。

現代のモデルは、後輪駆動か前輪駆動かに関係なく、第 XNUMX 世代のシステムを使用しています。 以前のデザインとの違いについては、後で少し説明します。 それでは、現代のシステムがどのような原理を持っているかを考えてみましょう。

油圧サスペンションのしくみ

ハイドロニューマチック サスペンションは、ブレーキ システムなどのアクチュエータへの油圧の影響の原理に基づいています (詳細については、 別のレビューで)。 前述のように、このようなシステムでは、スプリングとショックアブソーバーの代わりに、高圧で窒素が満たされた球体が使用されます。 このパラメーターは車の重量によって異なり、100 気圧に達することもあります。

各球の内部には、ガス回路と油圧回路を分離する弾性でありながら耐久性の高い膜があります。 以前の世代の油圧サスペンションでは、鉱物組成の自動車用オイルが使用されていました (自動車用オイルの種類の詳細については、 ここで)。 LHM カテゴリーのもので、緑色でした。 最新世代のシステムでは、オレンジ色の合成アナログ (油圧設備用のタイプ LDS) を使用しています。

車内には作業用と溜め用のXNUMX種類の球体が設置されています。 XNUMX つの作業領域は、別のホイール専用です。 集積領域は、共通の高速道路によって労働者と接続されています。 下部の作業コンテナには、油圧シリンダー ロッド用の穴があります (車体を希望の高さまで持ち上げるか、下げる必要があります)。

サスペンションは作動油の圧力を変えることで作動します。 気体は弾性要素として使用され、膜の上の球の上部のスペースを満たします。 作動油が XNUMX つの作業球から別の作業球に勝手に流れるのを防ぐために (これにより、強いボディ ロールが観察されます)、製造業者は、システム内の特定のセクションの穴と花弁タイプのバルブを使用します。

キャリブレーションされた穴の特徴は、粘性摩擦が発生することです (油圧オイルは水よりもはるかに密度が高いため、狭いチャネルを通ってキャビティからキャビティに自由に流れることができません - これには大きな圧力が必要です)。 作動中、オイルは加熱されて膨張し、結果として生じる振動を減衰させます。

古典的なショックアブソーバーの代わりに（その構造と動作原理について読んでください） 別々に) 油圧ストラットが使用されます。 中の油は泡立ったり沸騰したりしません。 ガス充填ショックアブソーバは、同じ原理になっています (ガスまたはオイルのどちらのショックアブソーバが優れているかをお読みください。 別の記事で)。 この設計により、デバイスは重い負荷の下で長時間動作することができます。 さらに、この設計では、非常に熱くなっても、その特性を失うことはほとんどありません。

システムのさまざまな動作条件には、独自の油圧と必要な圧力の生成速度が必要です。 このプロセスは、システム内で多段階です。 ピストン ストロークの滑らかさは、XNUMX つまたは別のバルブの開度に依存します。 追加の球体を取り付けることで、サスペンションの剛性を変更することもできます。

最新の変更では、このプロセスは方向安定性センサーによって規制されており、一部の車では、メーカーが手動調整を提供することさえあります (この場合、システムのコストはそれほど高くありません)。

このラインは、エンジンが稼働している場合にのみ機能します。 多くの車のコントロール エレクトロニクスでは、XNUMX つのモードで車体の位置を変更できます。 XNUMXつ目は最低地上高です。 これにより、車両への積み込みが容易になります。 後者は最大の地上高です。 この場合、車両はオフロード条件を克服しやすくなります。

確かに、車による障害物の通過の品質は、サスペンションの後部のタイプ、つまり横方向のビームまたはマルチリンク構造に直接依存します。 他の XNUMX つのモードは、ドライバーが望む快適さを提供するだけですが、通常、両者に大きな違いはありません。

ハイドロニューマティクスがボディとクロスビームの間の距離を単に広げた場合、ほとんどの場合、車両の通過性は実質的に変化しません - 車両はビームで障害物に引っかかる可能性があります。 マルチリンク設計を使用すると、油圧空気圧のより効率的な使用が観察されます。 この場合、クリアランスは実際に変化します。 この例は、最新世代の Land Rover Defender のアダプティブ サスペンションです (このモデルの試乗を読むことができます ここで).

ライン内の圧力の上昇は、オイル ポンプによって提供されます。 高さリリーフは、対応するバルブによって提供されます。 地上高を増やすために、電子機器がポンプを作動させ、追加のオイルを中央の球に送り込みます。 ライン内の圧力が必要なパラメータに達するとすぐに、バルブが作動し、ポンプがオフになります。

ドライバーがアクセル ペダルをさらに強く踏んで車の速度が上がると、電子機器が車両の加速度を記録します。 地上高を高くしておくと、空気力学が車両に悪影響を及ぼします (空気力学の詳細については、 別の記事で)。 このため、電子回路はリターン ラインを介して回路内の油圧の解放を開始します。 これにより、車両が地面に近づき、空気の流れが車両を道路に近づけます。

このシステムは、車が時速 15 キロメートルを超えて加速すると、最低地上高を 110 ミリメートル低くします。 このための重要な前提条件は、路面の品質です (これを決定するために、たとえば、安定性制御システムがあります)。 路面が悪く、速度が60km/h未満の場合、車は20mm上昇します。 車に負荷がかかると、電子機器が高速道路にオイルを送り込み、車体が道路に対してその位置を維持するようにします。

ハイドロアクティブ システムを装備した一部のタイプのモデルで利用できるもう XNUMX つのオプションは、高速コーナリング中に車両のロールをなくす機能です。 この場合、制御ユニットはサスペンションの特定の部分にどの程度負荷がかかるかを判断し、リリーフ弁を使用して各車輪の圧力を変更します。 機械が突然停止したときにも、同様のプロセスが発生してペックを除去します。

主なサスペンションエレメント油圧式

ハイドロニューマチックサスペンションスキームは、次のもので構成されています。

• ハイドロニューマチック ホイール ストラット (単一のホイールの作業領域);
• アキュムレーター（中央球）。 それは、すべての領域の操作のために油の予備量を蓄積します。
• サスペンションの剛性を調整する追加の領域。
• 作動液を別々の回路に圧送するポンプ。 この装置はもともと機械式でしたが、最新世代では電動ポンプを使用しています。
• 個別のモジュールまたはプラットフォームに結合されたバルブおよび圧力レギュレーター。 バルブとレギュレーターの各ブロックは、独自のアセンブリを担当します。 このようなサイトは各軸に XNUMX つあります。
• すべての調整要素と実行要素を結合する油圧ライン。
• ブレーキシステムとパワーステアリングに関連する安全バルブ、調整バルブ、バイパスバルブ（このシステムは現在独立しているため、特定の種類の配置が第XNUMX世代と第XNUMX世代で使用され、第XNUMX世代では存在しません）。
• このシステムおよび他のシステムのセンサーから受信した信号に従って、プログラムされたアルゴリズムを起動し、ポンプまたはレギュレーターに信号を送信する電子制御ユニット。
• 車体前後に設置されたボディポジションセンサー。

ハイドロアクティブサスペンションの世代

信頼性を高め、システムの機能を開発するために、各世代の近代化が行われました。 当初、油圧ラインはブレーキシステムとパワーステアリングと組み合わされていました。 最後の世代は、これらのノードから独立した輪郭を受け取りました。 このため、リストされているシステムのいずれかが故障しても、サスペンションのパフォーマンスには影響しません。

既存の各世代のハイドロニューマチック カー サスペンションの特徴的な機能を検討してください。

第一世代

前世紀の 50 年代に開発が行われたにもかかわらず、システムは 1990 年に大量生産されました。 このサスペンションの変更は、XM や Xantia などの一部のシトロエン モデルに含まれていました。

前に説明したように、第一世代のシステムはブレーキとパワーステアリングの油圧と組み合わされていました。 システムの第 XNUMX 世代では、サスペンションを XNUMX つのモードに調整できました。

• 自動... センサーは、アクセル ペダルの位置、ブレーキの圧力、ハンドルの位置など、車のさまざまなパラメーターを記録します。 モードの名前が示すように、電子機器は、旅行中の快適さと安全性の理想的なバランスを達成するために、高速道路の圧力を独立して決定しました。
• Спортивный... ダイナミックな走行に適したモードです。 車高だけでなく、ダンパーエレメントの硬度も変更。

第二世代

近代化の結果、メーカーは自動モードのいくつかのパラメータを変更しました。 二代目は快適と呼ばれていました。 車の地上高を変更するだけでなく、車がカーブに入ったときや高速で加速したときのダンパーの剛性を簡単に変更することもできました。

このような機能の存在により、ドライバーは短時間でよりダイナミックに車を運転した場合に、電子機器の設定を変更する必要がなくなりました。 このような状況の例としては、障害物を避けたり、別の車両を追い越したりするときの鋭い操作があります。

サスペンション開発者によって行われたもう XNUMX つのイノベーションは、チェック バルブが設置された追加の領域です。 この追加コンポーネントにより、ラインで高いヘッドを長時間維持することが可能になりました。

この配置の特徴は、システム内の圧力がXNUMX週間以上維持されたことであり、このために車の所有者は、ポンプがオイルをリザーバに送り込むためにエンジンを始動する必要がありませんでした。

Hydractive-2 システムは、1994 年以降に生産された Xantia モデルで使用されました。 XNUMX年後、このサスペンション改造はシトロエンXMに登場しました。

III世代

2001 年には、ハイドロニューマチック サスペンションが大幅にアップグレードされました。 フランスの自動車メーカーの C5 モデルに採用され始めた。 更新には、次の機能があります。

1. 油圧回路を変更しました。 現在、ブレーキ システムはラインの一部ではありません (これらの回路には、個別のリザーバーとチューブがあります)。 これにより、サスペンション方式が少しシンプルになりました - 作動液の異なる圧力を使用して、互いに異なるXNUMXつのシステムの圧力を制御する必要はありません(ブレーキシステムが機能するために、必要はありません大きな圧力のために ブレーキフルード).
2. 動作モードの設定で、必要なパラメータを手動で設定するオプションが削除されました。 個々のモードは、エレクトロニクスによって排他的に平準化されます。
3. 自動化は、車が時速15キロメートルよりも速く加速する場合、地上高を標準位置（メーカーが設定 - 各モデルで独自のものを持っています）に対して110mmだけ独立して下げます。 60-70 km / hの範囲の速度に減速すると、地上高は標準値に対して13-20ミリメートル（車のモデルによって異なります）増加します。

電子機器が車体の高さを正しく調整するために、制御ユニットはセンサーから信号を収集し、以下を決定します。

• 車速;
• 体の正面の高さ;
• 後部の高さ;
• さらに - 特定の車種に存在する場合、為替レート安定化システム センサーからの信号。

高価な C5 構成の標準的な第 6 世代と基本的な C3 装備に加えて、自動車メーカーは HydractiveXNUMX + バージョンのハイドロニューマチック サスペンションを使用しています。 このオプションと標準のアナログの主な違いは次のとおりです。

1. ドライバーはXNUMXつのサスペンションモードから選択できます。 XNUMXつ目は快適です。 柔らかめですが、路面の状況やドライバーの行動によって、短時間で剛性を変化させることができます。 XNUMXつ目はダイナミックです。 減衰剛性を高めたスポーティなサスペンションセッティングです。
2. システム応答アルゴリズムの改善 - 電子機器が最適なクリアランスをより適切に決定します。 これを行うために、コントロール ユニットは、現在の車速、前後の車体の位置、ハンドルの位置、縦方向および横方向の加速度、ダンパー サスペンション要素の負荷に関する信号を受け取ります (これにより、路面の質を判断する必要があります）、およびスロットルの位置（車のスロットルバルブとは何かについて詳しく説明します） 別々に).

修理と部品の価格

車のさまざまなパラメーターの自動制御を提供する他のシステムと同様に、ハイドロニューマチック サスペンションは多額の費用がかかります。 これは、油圧と空気圧だけでなく、多くの電子機器の動作を同期させます。 車両の安定性に依存する多数のバルブやその他の機構は、すべてメンテナンスが必要なユニットであり、故障した場合は高価な修理も必要です。

ハイドロニューマチック修理の価格は次のとおりです。

• 油圧プロペラの交換には約 30 ドルの費用がかかります。
• フロント剛性レギュレーターは約 65 cu 変化します。
• フロント球を変更するには、ドライバーは 10 ドルを手放す必要があります。
• 使用可能であるが加圧されていないユニットに給油するには、約 20 ～ 30 ドルかかります。

また、これらは一部のサービスステーションの作業自体の価格にすぎません。 部品のコストについて話すと、これも安い喜びではありません。 たとえば、最も安い油圧作動油は約 10 ドルで購入できます。 85リットルで、システムを修理するとき、この物質はまともな量を必要とします。 オイル ポンプの費用は、構造のタイプと車種にもよりますが、約 XNUMX ドルです。

システムでは、ほとんどの場合、球体、高圧パイプ、ポンプ、バルブ、レギュレーターに誤動作が発生します。 球体の価格は 135 ドルからで、元の部品を購入しない場合は XNUMX 倍の費用がかかります。

ほとんどのサスペンション要素は、汚れや湿気から保護されていないため、腐食の影響を受けることがよくあります。 部品自体はさほど苦労せずに分解していきますが、ボルトやナットの腐食や煮沸などで全てが複雑化。 一部の留め具へのアクセスが悪いため、アセンブリを解体するコストは、要素自体のコストと同じになることがよくあります。

パイプラインの交換は、車の所有者の頭に落ちる可能性のある別の問題です。 腐食によって損傷したポンプに接続されているラインは、下部の下にある車の他の要素を分解することなく取り外すことはできません。 このパイプラインは、ほぼ車全体の下を通っているため、地面を傷つけないように、できるだけ底に近い場所に設置されています。

他の装置や構造の留め具も湿気や汚れから保護されていないため、分解も困難です。 このため、一部のガソリンスタンドでは、ドライバーは単純なチューブを交換するために約 300 ドルを支払う必要があります。

一般に、一部のシステム コンポーネントを新しいものと交換することは適切ではありません。 この例は、ダンパー ストラットの剛性を調整するプラットフォームまたはモジュールです。 通常、この場合、要素は単純に修復されます。

このようなサスペンションを備えた車両を購入する前に、XNUMXつの要素の故障が同時に複数のメカニズムの故障を伴うことも考慮に入れる必要があります。システム。 中古車を購入する場合は特にそうです。 そのような輸送では、次から次へと確実に失敗します。 また、従来のサスペンションと比較して、重い負荷がかかる状態で作動する部品が多いため、このシステムはより頻繁に定期メンテナンスを行う必要があります。

ハイドロニューマチックサスペンションの利点

理論上は、サスペンション内のガスをストップとして使用するのが理想的です。 この配置には一定の内部摩擦がなく、ガスには金属のばねやばねのような「疲労」がなく、その慣性は最小限です。 ただし、これはすべて理論上のものです。 多くの場合、設計段階にある開発は、それを現実に変換するときに変更が必要になります。

エンジニアが直面する最初の障害は、紙に表示されたすべての基礎作業を実装する際のサスペンション効率の低下です。 これらの理由から、ハイドロニューマチック・バージョンのサスペンションには、長所と短所の両方があります。

まず、そのようなサスペンションの利点を考えてみましょう。 これらには次のものが含まれます。

1. ダンパーの最大の滑らかさ。 この点で、長い間、フランスの会社シトロエンによって生産されたモデル（この自動車ブランドの歴史について読んでください ここで)、標準と見なされました。
2. ドライバーは、高速での走行中にコーナーで車両を制御しやすくなります。
3. エレクトロニクスはサスペンションをドライビングスタイルに適応させることができます。
4. メーカーは、システムが最大 250 キロメートル走行できることを保証します (中古車ではなく、新車を購入した場合)。
5. 一部のモデルでは、自動車メーカーは、道路に対する車体の位置を手動で調整できます。 しかし、自動モードでもその機能は十分に発揮されます。
6. 手動モードと自動モードの両方で、システムは道路状況に応じてワークの剛性を適応させる優れた仕事をします。
7. ほとんどのタイプのマルチリンク リア アクスル、および車のフロントで使用されるマクファーソン ストラットと互換性があります。

ハイドロニューマチックサスペンションのデメリット

ハイドロニューマチックサスペンションはその特性を質的に変えることができるという事実にもかかわらず、いくつかの重大な欠点があるため、ほとんどのドライバーはそのようなサスペンションを備えた車両を購入する可能性を考慮していません。 これらの欠点は次のとおりです。

1. 図面に描かれた作業から最大の効果を実現するために、製造業者は特殊な材料を使用し、自動車モデルの生産に革新的な技術を導入する必要があります。
2. システムの高品質な動作に必要な多数のレギュレーター、バルブ、およびその他の要素は、同時に故障の可能性がある領域です。
3. 故障の場合、修理は隣接する車両部品の解体に関連しており、場合によっては実行が非常に困難です。 このため、すべての作業を高品質で行い、機械に損傷を与えることのない本物の専門家を探す必要があります。
4. アセンブリ全体は高価であり、コンポーネントの数が多いため、メンテナンスと修理が必要になることがよくあります。 これは、流通市場で購入された車に特に当てはまります (中古車を購入する際に何を探す必要があるかの詳細については、 別のレビューで).
5. このようなサスペンションの故障により、圧力が失われるとシステムのダンパー機能が自動的に消失するため、車を操作することはできません。 これは、古典的なスプリングやショックアブソーバーについて言えませんが、同時に突然故障することはありません。
6. システムは、自動車メーカーが確信しているほど信頼できないことがよくあります。

シトロエンがその開発の誤動作にますます遭遇し始めた後、このサスペンションを予算セグメントのモデルの古典的なアナログに変更することが決定されました。 ブランドはシステムの生産を完全に放棄したわけではありませんが。 そのさまざまなバリエーションは、他の自動車ブランドの高級車で見ることができます。

この開発は、通常の量産車ではほとんど見つけることができません。 ほとんどの場合、メルセデスベンツ、ベントレー、ロールスロイスなどの高級車や高級車にこのようなサスペンションが装備されています。 長年にわたり、ハイドロニューマチックサスペンションはレクサスLX570高級SUVに取り付けられてきました。

最新世代のハイドロアクティブが開発されたシトロエン C5 について話すと、現在、これらの車には空気圧式アナログのみが使用されています。 そのようなサスペンションがどのように機能するか、またどのように機能するかについての詳細が説明されています 別の記事で... フランスの自動車メーカーは、人気モデルの生産と販売のコストを削減するためにこの決定を下しました。

したがって、ハイドロニューマチック サスペンションを使用すると、ダンパー ユニットの剛性だけでなく、車の高さも変更できます。 代替案として、一部のメーカーはこれらの目的で磁気サスペンションの修正を使用しています。 それらが詳細に説明されています 別のレビューで.

結論として、ハイドロニューマチック バージョンを含む、サスペンションの効果的な設計の短いビデオ比較を提供します。

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