Das allgemeine Gerät der hydropneumatischen Federung Hydractive, das Funktionsprinzip und die Reparaturkosten
Inhalt
Jede Fahrzeugaufhängung enthält elastische Elemente, Dämpfung und Führungen. Die Hersteller sind bestrebt, die Eigenschaften jeder Einheit so nah wie möglich an das theoretische Ideal zu bringen. Hier kommen die organischen Mängel häufig verwendeter Lösungen zum Vorschein, etwa Blattfedern, Federn und ölgefüllte hydraulische Stoßdämpfer. Aus diesem Grund entscheiden sich einige Unternehmen zu einem drastischen Schritt und setzen Hydropneumatik in der Federung ein.
Wie die Hydractive Federung entstand
Nach zahlreichen Experimenten mit Aufhängungen von schwerem Gerät, darunter auch Tanks, wurde eine neue Art der Strömungsmechanik an Citroen-Pkw getestet.
Mit einer erfahrenen Hinterradaufhängung bei Autos, die zu dieser Zeit bereits für ihr revolutionäres Monocoque-Design und ihren Vorderradantrieb bekannt waren, wurden gute Ergebnisse erzielt Zugkraft AvantDas neue System wurde serienmäßig auf dem vielversprechenden Citroen DS19 installiert.
Der Erfolg übertraf alle Erwartungen. Das Auto erfreute sich großer Beliebtheit, unter anderem dank seiner ungewöhnlich sanften Federung mit einstellbarer Karosseriehöhe.
Elemente, Knoten und Mechanismen
Die hydropneumatische Federung besteht aus elastischen Elementen, die mit unter hohem Druck verdichtetem Stickstoff arbeiten und über die gesamte Lebensdauer der Luftfeder gepumpt werden.
Hierbei handelt es sich jedoch nicht um einen einfachen Ersatz von Metall durch Druckgas; durch eine flexible Membran wird auch ein zweites wichtiges Element vom Stickstoff getrennt – das Arbeitsmedium in Form eines speziellen Hydrauliköls.
Die Zusammensetzung von Aufhängungselementen wird grob unterteilt in:
- hydropneumatische Radstreben (Arbeitskugeln);
- ein hydraulischer Druckspeicher, der Energie sammelt, um die Federung als Ganzes (Hauptkugel) zu regulieren;
- zusätzliche Bereiche zur Steifigkeitskontrolle, um der Federung adaptive Eigenschaften zu verleihen;
- eine Pumpe zum Pumpen von Arbeitsflüssigkeit, die zunächst mechanisch von einem Motor und dann elektrisch angetrieben wird;
- ein System aus Ventilen und Reglern zur Steuerung der Höhe des Wagens, zusammengefasst in sogenannten Plattformen, eine für jede Achse;
- Hochdruck-Hydraulikleitungen, die alle Komponenten und Elemente des Systems verbinden;
- Ventile und Einsteller, die die Aufhängung mit der Lenkung und den Bremsen verbanden, wurden später aufgegeben;
- elektronische Steuereinheit (ECU) mit der Möglichkeit, die Körperposition manuell und automatisch einzustellen.
Neben hydropneumatischen Elementen umfasste die Federung auch traditionelle Einheiten in Form einer Leitschaufel, die die Gesamtstruktur der Einzelradaufhängung bildeten.
Funktionsprinzip der hydropneumatischen Federung
Die Basis der Suspension war eine Kugel, die Stickstoff unter hohem Druck von etwa 50–100 Atmosphären enthielt und durch eine flexible und haltbare Membran von einem rein hydraulischen System getrennt war, das zunächst grünes Mineralöl vom Typ LHM und ab der dritten Generation verwendete , begann man mit der Verwendung von orangefarbenem synthetischem LDS.
Es gab zwei Arten von Sphären – Arbeits- und Akkumulationssphären. Auf jedem Rad befanden sich jeweils eine Arbeitskugel, deren Membranen von unten mit den Stangen der Aufhängungshydraulikzylinder verbunden waren, jedoch nicht direkt, sondern über die Arbeitsflüssigkeit, deren Menge und Druck variieren konnten.
Während des Betriebs wurde Kraft durch die Flüssigkeit und die Membran übertragen, das Gas wurde komprimiert, sein Druck erhöhte sich, es wirkte also als elastisches Element.
Die Dämpfungseigenschaften der Arbeitsstreben aus Zylinder und Kugel wurden durch das Vorhandensein von Blütenblattventilen und kalibrierten Löchern dazwischen gewährleistet, die den freien Flüssigkeitsfluss verhinderten. Viskose Reibung wandelte überschüssige Energie in Wärme um, wodurch die entstehenden Vibrationen gedämpft wurden.
Die Strebe fungierte als hydraulischer Stoßdämpfer und war sehr effektiv, da die Flüssigkeit unter hohem Druck stand und weder kochte noch schäumte.
Nach dem gleichen Prinzip begannen sie später mit der Herstellung der heute bekannten Gasstoßdämpfer, die es ihnen ermöglichen, lange Zeit hohen Belastungen standzuhalten, ohne dass das Öl kocht und ihre Eigenschaften verliert.
Die Drosselung der Strömung erfolgte mehrstufig; je nach Art des Hindernisses wurden unterschiedliche Ventile geöffnet, die dynamische Steifigkeit des Stoßdämpfers verändert, was unter allen Bedingungen für eine ruhige Fahrt und Energieintensität sorgte.
Um die Eigenschaften der Aufhängung anzupassen, könnte ihre Steifigkeit verändert werden, indem zusätzliche Kugeln über separate Ventile an die gemeinsame Leitung angeschlossen werden. Aber das Beeindruckendste war das Erscheinen eines Body-Level-Tracking-Systems und die manuelle Steuerung seiner Höhe.
Das Auto konnte in eine von vier Höhenpositionen eingestellt werden, zwei davon waren betriebsbereit, normal und mit erhöhter Bodenfreiheit, und zwei dienten rein der Bequemlichkeit. In der oberen Position konnte das Anheben des Autos mit einem Wagenheber zum Radwechsel simuliert werden, in der unteren Position fiel das Auto zu Boden, um das Beladen zu erleichtern.
All dies wurde von einer Hydraulikpumpe gesteuert, die auf Befehl des Steuergeräts den Druck im System durch Pumpen zusätzlicher Flüssigkeit erhöhte oder verringerte. Absperrventile konnten das Ergebnis aufzeichnen, woraufhin die Pumpe bis zum nächsten Bedarf abgeschaltet wurde.
Mit zunehmender Geschwindigkeit wurde das Fahren mit angehobener Karosserie unsicherer und unbequemer, das Auto reduzierte automatisch die Bodenfreiheit und leitete einen Teil der Flüssigkeit durch die Rücklaufleitungen.
Dieselben Systeme sorgten dafür, dass es bei Kurvenfahrten nicht zu Wankbewegungen kam, und minimierten auch das Eintauchen der Karosserie beim Bremsen und Beschleunigen. Es reichte aus, die Flüssigkeit einfach in den Leitungen zwischen den Rädern einer Achse oder zwischen den Achsen umzuverteilen.
Vor- und Nachteile
Der Einsatz von Gas als elastisches Federungselement wäre theoretisch eine ideale Option.
Es gibt keine innere Reibung, es hat eine minimale Trägheit und ermüdet im Gegensatz zu Metallfedern und Blattfedern nicht. Doch nicht immer lässt sich die Theorie mit voller Wirksamkeit umsetzen. Daher die durchaus zu erwartenden Mängel, die parallel zu den Vorteilen des neuen Fahrwerks auftraten.
Profis:
- sehr gute Fahrqualität, Citroen-Autos mit hydropneumatischer Federung gelten in dieser Hinsicht seit langem als Standards;
- die Möglichkeit, die Aufhängungshöhe schnell manuell und automatisch anzupassen;
- einstellbare Steifigkeit, auch zur automatischen Anpassung;
- gute Kompatibilität mit bewährten Leitschaufeltypen, meist werden MacPherson- und Multi-Link-Prinzipien verwendet.
Nachteile:
- Schwierigkeiten bei der praktischen Umsetzung, grundlegend neue Materialien und Technologien waren erforderlich;
- hoher Preis aufgrund großer Ausstattung;
- in der Praxis geringe Haltbarkeit, wenn auch nicht grundsätzlich eingeschränkt;
- hohe Reparatur- und Wartungskosten;
- Zuverlässigkeitsprobleme.
Nach vielen Produktionsjahren überwogen die Nachteile immer noch. Angesichts der geringen Wettbewerbsfähigkeit verzichtete Citroen weiterhin auf den Einsatz von Hydropneumatik bei preisgünstigen Fahrzeugen.
Einen kompletten Verzicht bedeutet das nicht, teure Autos anderer Hersteller bieten diese Art des komfortablen adaptiven Fahrwerks weiterhin gegen Aufpreis als Option an.
Preis reparieren
Viele Fahrzeuge mit hydropneumatischer Federung sind weiterhin im Einsatz. Auf dem Zweitmarkt werden sie jedoch eher ungern gekauft. Dies liegt an den hohen Kosten für die Aufrechterhaltung eines guten Zustands solcher Autos.
Kugeln, Pumpen, Hochdruckleitungen, Ventile und Regler versagen. Der Preis für eine Kugel eines anständigen Herstellers beginnt bei 8-10 Rubel, das Original ist etwa eineinhalb Mal höher. Wenn das Gerät noch funktionstüchtig ist, aber bereits Druck verloren hat, kann es für etwa 1,5-2 Tausend nachgefüllt werden.
Die meisten Teile befinden sich unter der Karosserie und sind daher von Korrosion betroffen. Und wenn der Austausch derselben Kugel recht einfach ist, wird dies zu einem großen Problem, wenn ihre Verbindung stark beschädigt ist, da die Anwendung erheblicher Kraft unpraktisch ist. Daher kann der Preis der Dienstleistung nahe am Preis des Teils selbst liegen.
Darüber hinaus können beim Austausch von Rohrleitungen, die aufgrund von Korrosion undicht geworden sind, viele Schwierigkeiten auftreten. Beispielsweise verläuft ein Schlauch einer Pumpe durch die gesamte Maschine; eine technologische Demontage vieler Teile ist erforderlich.
Der Ausgabepreis kann bis zu 20 Rubel betragen und ist aufgrund der Korrosion aller anderen Befestigungselemente unvorhersehbar.
Für Reparaturen und Wartungsarbeiten wird ständig Arbeitsflüssigkeit in erheblichen Mengen benötigt. Der Preis ist vergleichbar mit Ölen für Automatikgetriebe, etwa 500 Rubel pro Liter für LHM und etwa 650 Rubel für LDS-Synthetik.
Der Austausch vieler Teile, beispielsweise der Plattformen, also der Höhenverstellung der Karosserie, durch neue Teile ist in der Regel wirtschaftlich nicht sinnvoll. Daher verfügen wir über umfangreiche Erfahrung in der Restaurierung und Reparatur von Teilen.
Ob der Komfort älterer Autos die ständige Pflege des Fahrwerks wert ist, entscheidet jeder für sich.
