Hydropneumatické odpruženie

1954 Citroën Traction Avant 15CVH zdvihnutá poloha

Systém vyvinul francúzsky konštruktér Paul Magés počas druhej svetovej vojny, zamestnanec automobilky Citroën. V roku 1954 bol prvýkrát použitý systém hydropneumatického zavesenia na automobile Citroën Traction Avant v modeli 15CV. Konkrétne na zadnej náprave, mal zabezpečovať stabilnú svetlú výšku, nezávisle od hmotnosti nákladu a pritom mal zachovať pohodlné pruženie. Automobilka Citroën ukončila výrobu hydropneumatického odpruženia pre európsky trh 2.6.2017 s posledným modelom Citroën C5.

Systém využíva hydropneumatické zásobníky (gule), ktoré sú rozdelené membránou. V prvej časti membrány sa nachádza plyn, dusík. Do druhej časti vstupuje hydraulická kvapalina a pôsobí na membránu s plynom. Vibrácie sú prenášané prostredníctvom hydraulickej kvapaliny do gule a pôsobia na membránu a plynovú komoru. To nahradzuje funkciu pružiny, plyn okamžite reaguje proti hydraulickej kvapaline a plynová komora pohlcuje vibrácie. Funkciu tlmiča nahradzuje kvapalina prechodom cez ventil – Tlmenie vibrácií je vykonávané prostredníctvom ventilu vo vstupnej časti gule, vytvára odpor prechádzajúcej kvapaline.

Pohybom membrány nastáva v systéme potreba neustáleho prebytku a nedostatku kvapaliny, jej obeh je zabezpečený hydraulickým čerpadlom s pracovným tlakom až 200bar. Zmenou množstva kvapaliny v systéme je možné meniť svetlú výšku automobilu, o stabilnú výšku sa starajú výškové korektory. Pracujú na jednoduchom princípe kedy pri nízkej polohe kvapalinu vpustia do pružiacich zásobníkov alebo kvapalinu vypustia spať do zásobníka hydraulického oleja.

Hydractive system

LHM zásobník a guľa pruženia v Citroëne Xantia

• Klasický hydropneumatický systém

- sa používal až do roku 1999 v rôznych obmenách s rôznymi vylepšeniami. Vo väčšine prípadov využíva spoločnú sústavu pre subkomponenty ako brzdy, posilňovač riadenia, poloautomatické radenie. V 90tych rokoch boli do systému integrované protipadacie zámky a tak už auto neklesalo pri vypnutom motore.

• Hydractive I.

- Vychádzal z konceptu Citroën ACTIVA 1988. Bol prvýkrát použitý v modeli XM v roku 1989. Je to prvý elektronicky riadený variabilný podvozok. Podľa snímačov náklonu karosérie samostatne volil medzi dvomi charakteristikami pruženia, komfort a sport. V režime komfort bol aktívny celý okruh a auto malo výnimočne mäkké pruženie. V režime sport sa okruh obmedzil a rýchlejšie tak reagoval, tlmenie bolo obmedzené a podvozku sa zvýšila tuhosť.

• Hydractive II.

- Bol použitý v II generácií Citroënu XM a Xantia. Fungoval podobne ako predchádzajúci systém ale mal mnoho vylepšení. Elektronické riadenie bolo doplnené o snímače natočenia volantu a pokročilú riadiacu jednotku.

• ACTIVA

- systém hydractive bol doplnený o 2 piestnice a gule, ktoré zabezpečovali, že auto pôsobilo na náklon rovnakou protisilou tzn. nemalo náklony. Stabilitou sa tak Xantia radila k superšportovým vozidlám. Systém využíval 10 hydropneumatických zásobníkov a tak bol príliš drahý na údržbu. To viedlo k jeho ukončeniu a v modeli C5 sa už nepoužil.

• Hydractive III.

- Bol použitý v Citroëne C5, oproti predchádzajúcim verziám výrazne zjednodušený, tým získal vysokú spoľahlivosť, nenáročnosť a predĺžený servisný interval až 10 rokov alebo 200 000 km.

- Systém využíva snímače ako pri hydractive II. Oproti modelu II má množstvo vylepšení napríklad

Elektronicky reguluje tuhosť a výšku podvozku na základe rýchlosti, hmotnosti a náklonu vozidla

Vyhodnocuje štýl jazdy vodiča a podla toho uzamyká režimy tuhosti

Pri rýchlosti nad 110 km/h zníži výšku vozidla pre zlepšenie aerodynamiky a zlepšenie spotreby

Pri rýchlosti pod 75 km/h a nerovnostiach automaticky zvýši podvozok pre zachovanie komfortu posádky

• Hydractive III+

- Bol použitý v Citroëne C5 a C6 (v modeli 2.2 HDi). Oproti systému hIII mal k dispozícií ďalšie dve gule ktoré pripájal podľa režimu comfort, sport. Dosahoval tým väčší komfort a viac charakteristík ako klasický HIII.

• Hydractive III+ AMVAR

- Bol použitý iba v Citroëne C6 (okrem 2.2 HDi). Zjednodušene pre každé koleso sú 2 gule pruženia, pripájajú sa podľa hlavnej charakteristiky comfort a sport. Systém AMVAR obmedzuje prietok hydraulického oleja, dokáže to v reálnom čase (7 milisekúnd). Citroën C6 tak má pre každé koleso nezávisle 16 charakteristík tuhosti a dokáže ich meniť 400x za sekundu.

Challenger 2, stredný tank Britskej armády, používa hydropneumatický systém pre lepší komfort posádky a zvýšenie presnosti streľby

Systém je patentovaný automobilkou Citroën. Licenčne však bol použitý v širokej škále techniky nielen v oblasti automobilizmu.

V licencii sa používal v automobiloch

• Audi A8 D11 (Audi V8 Quattro), D2 (Audi A8), Typ 44 a C4
• BMW rad 7 E32 – 735 iL, 740iL a 750iL
• BMW rad 5 (E34) – Touring 525i a 530i
• BMW rad 7 (E38) – 740 iL a 750iL
• Rolls-Royce Silver Shadow
• Bentley T1/T2
• Mercedes-Benz 450SEL 6.9
• Mercedes-Benz W 116 – 1975 do 1980 
• Mercedes-Benz W 126 – 1979 do 1991
• Maserati Quattroporte II.
• Porsche 911L
• Berliet nákladné vojenské vozidlá
• Peugeot 405 4x4 (iba pre zadnú nápravu)
• Toyota LandCruiser Toyota AHC systém

Automobily Citroën:

• Traction Avant 15CV posledný rok výroby (iba pre zadnú nápravu)
• Type H iba v sanitných verziách (iba pre zadnú nápravu)
• DS / ID
• SM
• Citroën Belphegor (iba pre brzdový systém)
• Citroën K (iba pre brzdový systém)
• GS / GSA
• CX
• BX
• XM – Hydractive I. a Hydractive II.
• Xantia – Hydractive II., Activa SC, klasická hydropneumatika
• C5 – Hydractive III. a Hydractive III+
• C6 – Hydractive III+ (Model 2.2 HDi), Hydractive III+ s AMVAR

Iná technika :

• VAB (vojenské vozidlo francúzskej armády)
• S-Tank (Stridsvagn 103, tank švédskej armády, využíval hydropneumatiku pre niveláciu pevne inštalovaného kanónu)
• Challenger 2 (Stredný tank anglickej armády)
• JCB Fastrac (traktor, bager)

A iné..

• Pôvodná hydropneumatika používala minerálny olej červený LHS a neskôr modrý LHS2
• Od modelu BX, CX zelený minerálny olej LHM, ktorý je zámenný s novším LHM PLUS
• Od Hydractive III. sa používal plne syntetický olej LDS.

• Komfort je nepomerne lepší ako pri konvenčnom zavesení, konvenčné zavesenie musí voliť kompromisy medzi tuhosťou a komfortom, tiež musí brať ohľad na hmotnosť vozidla a jeho svetlú výšku, v prípade hydropneumatiky sú tieto protiklady odstránené a je tak možné mať mäkké pruženie, stabilnú svetlú výšku a stabilitu vozidla.

• Vozidlá využívajú až do hydractive III., prepojenú brzdovú sústavu, brzdy tak nepotrebujú posilňovač riadenia a vákuovú pumpu, jednoducho sa prepúšťa brzdovým valcom tlak z pruženia do bŕzd, ktoré tak namiesto (80bar) pracujú s tlakom približne 170 bar. Brzdový valec má tiež krátky chod oproti obyčajným brzdám len približne 2 cm.

• Komponenty náprav ako čapy, tyčky stabilizátora, ložiská majú väčšiu výdrž lebo nedostávajú rázy ako pri konvenčnom pružení, vydržia tak nepomerne dlhšie.

• Nezávisle od zaťaženia automobilu (naložený kufor a počet osôb) sa udržuje svetlá výška v zvolenej polohe, tiež so stabilnou charakteristikou pruženia (podvozok po naložení nestvrdne)

• Svetlú výšku je možné ručne zmeniť v prípade potreby a prejsť tak konkrétnymi prekážkami

• Automobil je účinnejšie tlmený ako vzduchové pruženie a tým aj stabilnejší, pri nábehu do jamy nevzniká jav akcie a reakcie, (auto nie je vymrštené do vzduchu pri nerovnosti)

• Vďaka automatickému udržiavaniu svetlej výšky je možné jazdiť bez jedného kolesa, táto skutočnosť sa zistila pri atentáte na francúzskeho prezidenta Jacque Chirac v Citroëne DS. Odvtedy bol prezidentskou limuzínou vždy Citroën až do nástupu Hollanda.

• V prípade deravej pneumatiky je možné autom pokračovať ďalej, v mnohých prípadoch vodič ani nezaznamená defekt.

• Servisovatelnosť systému je oproti konvenčným pružinám a tlmičom jednoduchšia, hydropneumatická guľa môže byť vymenená za pár minút.

• Automobil vyžaduje výmenu zásobníkov, vyčistenie sacích sitiek a výmenu kvapaliny v prípade klasickej hydropneumatiky je to odporúčaný interval 4 roky alebo 60 000 km. V prípade Hydractive III a novší, je to 10 rokov alebo 200 000 km. V prípade že je systém zanedbaný stáva sa nefunkčným vrátane subsystémov ako brzdy a posilňovač riadenia.

• Hydropneumatický systém môže byť finančne aj časovo náročný na opravu v prípade dlhodobého zanedbania.

• V prípade mnohých starších automobilov je systém zanedbaný a to rapídne znižuje cenu automobilu.

• Do roku 1990 bola ochrana hydraulického vedenia len zinkovaním, systém bol tak často označovaný za poruchový kvôli korózií a následným perforáciám vedenia.

• V prípade klasickej hydropneumatiky sa v prípade poruchy hydraulickej sústavy alebo nefunkčnosti motora, znefunkčnilo pruženie, udržiavanie svetlej výšky ako aj subkomponenty ako brzdy, posilňovač riadenia.

• V prípade systémov Hydractive I. a II. pribudli možnosti závad elektronických častí a zlého volenia režimov pruženia prípadne uzamknutie tuhého režimu.

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Hydropneumatické odpruženie

• www.BXclub.cz česko-slovenský Citroën BX club
• www.BXclub.com česko-slovenský Citroën BX club
• česko-slovenský Xantia Club
• česko-slovenský XM Club
• česko-slovenský C5 Club
• anglicko – medzinárodný C6 Club

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článkov Hydropneumatik na nemeckej Wikipédii a Hydropneumatic suspension na anglickej Wikipédii.