La suspensión hidroneumática es un tipo de sistema de suspensión de vehículos a motor , diseñado por Paul Magès , inventado por Citroën , e instalado en los automóviles Citroën, además de ser utilizado bajo licencia por otros fabricantes de automóviles. Sistemas similares también se utilizan ampliamente en tanques modernos y otros vehículos militares grandes . La suspensión se denominaba suspensión oléopneumatique en la literatura antigua, señalando al aceite y al aire como sus componentes principales.
El propósito de este sistema es proporcionar una suspensión sensible, dinámica y de alta capacidad que ofrezca una calidad de conducción superior en una variedad de superficies. Un sistema hidroneumático combina las ventajas de los sistemas hidráulicos y neumáticos , de modo que el gas absorbe la fuerza excesiva y el líquido en el sistema hidráulico transfiere la fuerza directamente. El sistema de suspensión generalmente cuenta con altura de manejo autonivelante y variable por el conductor , para brindar espacio adicional en terreno accidentado.
Este tipo de suspensión para automóviles se inspiró en la suspensión neumática utilizada en los trenes de aterrizaje de los aviones, que además estaba parcialmente rellena de aceite para lubricación y evitar fugas de gas, patentada en 1933 por la misma empresa. Los principios ilustrados por el uso exitoso de la suspensión hidroneumática se utilizan ahora en una amplia gama de aplicaciones, como puntales oleo para aviones y amortiguadores de automóviles llenos de gas .
La suspensión hidroneumática es un tipo de sistema de suspensión de vehículos de motor , diseñado por Paul Magès , inventado por Citroën , e instalado en los automóviles Citroën. La suspensión se denominaba suspensión oléopneumatique en la literatura antigua, señalando al aceite y al aire como sus componentes principales. [1] [2]
El sistema también fue utilizado bajo licencia por otros fabricantes de automóviles, en particular Rolls-Royce ( Silver Shadow ), Bmw Serie 5 e34 Touring, Maserati ( Quattroporte II) y Peugeot . También se utilizó en camiones Berliet y se ha utilizado en automóviles Mercedes-Benz , donde se le conoce como Active Body Control . [3] El Toyota Soarer UZZ32 "Limited" fue equipado con una dirección en las cuatro ruedas totalmente integrada y una compleja suspensión hidráulica Toyota Active Control controlada por computadora en 1991. Sistemas similares también se utilizan ampliamente en tanques modernos y otros vehículos militares grandes .
El propósito de este sistema es proporcionar una suspensión sensible, dinámica y de alta capacidad que ofrezca una calidad de conducción superior en una variedad de superficies. [4] El sistema de suspensión generalmente cuenta con altura de manejo autonivelante y variable por el conductor , para proporcionar espacio adicional en terreno accidentado. [5] La suspensión hidroneumática tiene una serie de ventajas naturales sobre los resortes de acero, generalmente reconocidas en la industria automotriz. [6] En un sistema hidroneumático, el gas absorbe una fuerza excesiva, mientras que en el sistema hidráulico el líquido transfiere directamente la fuerza, lo que combina las ventajas de dos principios tecnológicos :
Los consumidores generalmente no comprenden bien la tecnología de suspensión y resortes, lo que lleva a la percepción pública de que los hidroneumáticos son simplemente "buenos para la comodidad". [ cita necesaria ] También tienen ventajas relacionadas con la eficiencia de manejo y control, resolviendo una serie de problemas inherentes a los resortes de acero que los diseñadores de suspensiones han luchado anteriormente por eliminar. [7] Aunque los fabricantes de automóviles entendieron las ventajas inherentes sobre los resortes de acero, hubo dos problemas. En primer lugar, fue patentado por el inventor y, en segundo lugar, se percibía un elemento de complejidad, por lo que fabricantes de automóviles como Mercedes-Benz , British Leyland ( Hydrolastic , Hydragas ) y Lincoln buscaron crear variantes más simples utilizando una suspensión de aire comprimido . [8] [9]
La aplicación del sistema por parte de Citroën tenía el inconveniente de que sólo los talleres equipados con herramientas y conocimientos especiales estaban cualificados para trabajar en los coches, lo que los hacía radicalmente diferentes de los coches corrientes con mecánica común. [10] Francia se destacó por la mala calidad de sus carreteras después de la Segunda Guerra Mundial , pero la suspensión hidroneumática instalada en el Citroën ID/DS y en autos posteriores supuestamente aseguraba una conducción suave y estable allí. [4] [11] [12]
La suspensión hidroneumática no ofrece rigidez natural al balanceo. Ha habido muchas mejoras en el sistema a lo largo de los años, incluidas barras estabilizadoras de acero , firmeza de marcha variable ( Hidractive ) y control activo del balanceo de la carrocería ( Citroën Activa ). [13]
Este sistema utiliza una bomba del motor impulsada por una correa o un árbol de levas para presurizar un fluido hidráulico especial , que luego acciona los frenos , la suspensión y la dirección asistida . [7] [14] También puede alimentar cualquier número de funciones como el embrague , los faros giratorios e incluso las ventanas eléctricas . [7]
Se utiliza nitrógeno como gas atrapado a comprimir, ya que es poco probable que cause corrosión. El accionamiento del depósito del resorte de nitrógeno se realiza a través de un fluido hidráulico incompresible dentro de un cilindro de suspensión. [4] Al ajustar el volumen de líquido lleno dentro del cilindro, se implementa una función de nivelación. [4] El gas nitrógeno dentro de la esfera de suspensión está separado del aceite hidráulico por una membrana de goma. [4]
Citroën introdujo por primera vez este sistema en 1954 en la suspensión trasera del Traction Avant . [15] La primera implementación de cuatro ruedas fue en el avanzado DS en 1955. [16] Este tipo de suspensión para automóviles se inspiró en la suspensión neumática utilizada en el tren de aterrizaje de los aviones, que también estaba parcialmente llena de aceite para lubricar y evitar fuga de gas, patentado en 1933 por la misma empresa. [17] Siguieron otras modificaciones, con cambios de diseño como el "amortiguador oleoneumático de doble etapa" de 1960 patentado por Peter Fullam John y Stephan Gyurik. [18]
Los principales hitos del diseño hidroneumático fueron:
En el corazón del sistema, que actúan como sumidero de presión y como elementos de suspensión, se encuentran las llamadas esferas, cinco o seis en total; uno por rueda y un acumulador principal, así como un acumulador de freno exclusivo en algunos modelos. En vehículos posteriores equipados con suspensión Hydractive o Activa, puede haber hasta diez esferas. Las esferas consisten en una bola de metal hueca, abierta hasta el fondo, con una membrana de caucho Desmopan flexible, fijada en el "ecuador" en el interior, separando la parte superior e inferior. La parte superior se llena de nitrógeno a alta presión, hasta 75 bar , la parte inferior se conecta al circuito de fluido hidráulico del vehículo. La bomba de alta presión, accionada por el motor, presuriza el fluido hidráulico (LHM – liquide Hydraulique Minéral) y una esfera acumuladora mantiene una reserva de potencia hidráulica. Esta parte del circuito está entre 150 y 180 bares. Acciona en primer lugar los frenos delanteros, priorizados mediante una válvula de seguridad, y dependiendo del tipo de vehículo, puede accionar la dirección, el embrague, el selector de marchas, etc.
La presión fluye desde el circuito hidráulico hacia los cilindros de suspensión, presurizando la parte inferior de las esferas y los cilindros de suspensión. La suspensión funciona mediante un pistón que fuerza al LHM hacia el interior de la esfera, comprimiendo el nitrógeno en la parte superior de la esfera; la amortiguación la proporciona una "válvula de hoja" de dos vías en la abertura de la esfera. LHM tiene que pasar hacia adelante y hacia atrás a través de esta válvula, lo que provoca resistencia y controla los movimientos de la suspensión. Es el amortiguador más sencillo y uno de los más eficientes. La corrección de la altura de manejo (autonivelación) se logra mediante válvulas correctoras de altura conectadas a la barra estabilizadora, delantera y trasera. Cuando el automóvil está demasiado bajo, la válvula correctora de altura se abre para permitir que entre más líquido al cilindro de suspensión (por ejemplo, el automóvil está cargado). Cuando el vehículo está demasiado alto (por ejemplo, después de descargar), el líquido regresa al depósito del sistema a través de líneas de retorno de baja presión. Los correctores de altura actúan con cierto retraso para no corregir los movimientos habituales de la suspensión. Los frenos traseros son accionados desde el circuito de suspensión trasera. Debido a que la presión allí es proporcional a la carga, también lo es la potencia de frenado.
Citroën rápidamente se dio cuenta de que el líquido de frenos estándar no era ideal para sistemas hidráulicos de alta presión y desarrolló un líquido hidráulico especial de color rojo llamado LHS ( Liquide Hydraulique Synthétique ), que utilizaron de 1954 a 1967. El principal problema con LHS era que absorbía humedad y polvo del aire, lo que provocó corrosión en el sistema. La mayoría de los sistemas de frenos hidráulicos están sellados del aire exterior mediante un diafragma de goma en la tapa de llenado del depósito, pero el sistema Citroën tenía que ventilarse para permitir que el nivel de líquido en el depósito subiera y bajara, por lo que no estaba sellado herméticamente. En consecuencia, cada vez que la suspensión subía, el nivel de líquido en el depósito bajaba, aspirando aire fresco cargado de humedad. La gran superficie del fluido en el depósito absorbió fácilmente la humedad. Dado que el sistema recircula fluido continuamente a través del depósito, todo el fluido estuvo expuesto repetidamente al aire y su contenido de humedad.
Para superar estas deficiencias del LHS, Citroën desarrolló un nuevo fluido verde, el LHM ( Liquide Hydraulique Minéral ). LHM es un aceite mineral , bastante parecido al fluido de transmisión automática . El aceite mineral es hidrofóbico, a diferencia del líquido de frenos estándar; por lo tanto, no se forman burbujas de vapor de agua en el sistema, como sería el caso con el líquido de frenos estándar, creando una sensación de freno "esponjosa". Así, el uso de aceite mineral se ha extendido más allá de Citroën , Rolls-Royce , Peugeot y Mercedes-Benz , para incluir a Jaguar , Audi y BMW . [29]
LHM, al ser un aceite mineral, absorbe sólo una proporción infinitesimal de humedad, además contiene inhibidores de corrosión. El problema de la inhalación de polvo continuó, por lo que se instaló un conjunto de filtro en el depósito hidráulico. Limpiar los filtros y cambiar el líquido a los intervalos recomendados elimina la mayor parte del polvo y las partículas de desgaste del sistema, lo que garantiza la longevidad del sistema. No mantener el aceite limpio es la principal causa de problemas. También es imperativo utilizar siempre el fluido correcto para el sistema; Los dos tipos de fluidos y sus componentes del sistema asociados no son intercambiables. Si se utiliza el tipo de líquido incorrecto, se debe drenar y enjuagar el sistema con Hydraflush (Hydraurincage de Total), antes de drenar nuevamente y llenar con el líquido correcto. Estos procedimientos se describen claramente en los manuales de bricolaje que se pueden obtener en los minoristas de automóviles.
Los últimos coches Citroën con suspensión Hydractive 3 cuentan con un nuevo fluido hidráulico LDS de color naranja. Esto dura más y requiere atención menos frecuente. Cumple con DIN 51524-3 para HVLP. [30]
Toda la parte de alta presión del sistema está fabricada con tubería de acero de pequeño diámetro, conectada a unidades de control de válvulas mediante uniones de tubería tipo Lockheed con sellos especiales hechos de Desmopan, un tipo de termoplástico de poliuretano compatible con el fluido LHM. Las partes móviles del sistema, por ejemplo , el puntal de suspensión o el ariete de dirección, están selladas mediante sellos de contacto entre el cilindro y el pistón para lograr estanqueidad bajo presión. Las otras piezas de plástico/caucho son tubos de retorno de válvulas como las de control de freno o las válvulas correctoras de altura, que también atrapan el líquido que se filtra alrededor de las varillas de empuje de la suspensión. Los carretes del corrector de altura, de la válvula maestra del freno y de la válvula de dirección, y los pistones de la bomba hidráulica tienen espacios libres extremadamente pequeños (1 a 3 micrómetros) dentro de sus cilindros, lo que permite sólo una tasa de fuga muy baja. Las piezas metálicas y de aleación del sistema rara vez fallan, incluso después de kilometrajes excesivamente altos, pero los componentes de elastómero (especialmente los expuestos al aire) pueden endurecerse y tener fugas, puntos de falla típicos del sistema.
Las esferas no están sujetas a desgaste mecánico, pero sufren pérdida de presión debido al nitrógeno presurizado que se difunde a través de la membrana. Sin embargo, se pueden recargar, lo que resulta más económico que sustituirlos. Cuando Citroën diseñó su suspensión Hydractive 3, rediseñó las esferas con nuevas membranas de nailon, que ralentizan enormemente la tasa de desinflado. Estos son reconocibles por su color gris.
Las esferas de suspensión clásicas (sin platillo) de color verde (y gris) suelen durar entre 60.000 y 100.000 km. Las esferas originalmente tenían un tapón roscado en la parte superior para recargar. Las esferas más nuevas ("platillo") no tienen este enchufe, pero se puede adaptar para recargarlas con gas. La membrana esférica tiene una vida indefinida a menos que funcione a baja presión, lo que provoca su rotura. Por tanto, es fundamental realizar una recarga oportuna, aproximadamente cada 3 años. Una membrana rota significa pérdida de suspensión en la rueda adjunta; sin embargo, la altura de manejo no se ve afectada. Sin más resorte que la (leve) flexibilidad de los neumáticos, golpear un bache con una esfera plana puede doblar las piezas de la suspensión o abollar la llanta de una rueda. En caso de falla de la esfera del acumulador principal, la bomba de alta presión es la única fuente de presión de frenado para las ruedas delanteras. Algunos coches más antiguos tenían un acumulador de freno delantero independiente en los modelos con dirección asistida.
Los antiguos coches LHS y LHS2 (de color rojo) utilizaban un elastómero diferente en los diafragmas y sellos que no es compatible con el LHM verde. El líquido LDS naranja de los coches Hydractive también es incompatible con otros líquidos.
Los principios ilustrados por el uso exitoso de la suspensión hidroneumática se utilizan ahora en una amplia gama de aplicaciones, como puntales oleo para aviones y amortiguadores de automóviles llenos de gas , patentados por primera vez en los EE. UU. en 1934 [31] por Cleveland neumática Tool Co. Sistemas similares También se utilizan ampliamente en tanques modernos y otros vehículos militares grandes .
La suspensión hidractiva es una tecnología automotriz introducida por Citroën en 1990. El prototipo debutó en 1988 con el concepto Citroën Activa . Describe un desarrollo del diseño de suspensión hidroneumática de 1954 utilizando sensores electrónicos adicionales y control del conductor sobre el rendimiento de la suspensión. El conductor puede endurecer la suspensión (modo deportivo) o conducir con un confort excepcional (modo suave). Los sensores en la dirección, los frenos, la suspensión, el pedal del acelerador y la caja de cambios envían información sobre la velocidad, la aceleración y las condiciones de la carretera del automóvil a una computadora a bordo, que a su vez activa o desactiva un par adicional de esferas de suspensión en el circuito, para permitir ya sea una conducción más suave y flexible o un manejo más estricto en las curvas. En Activa y Activa 2, el coche se inclinaba un grado hacia dentro en las curvas; Citroën reconoció que se trataba de una especie de truco de marketing y que una inclinación de cero grados era óptima. [32]
Un beneficio adicional, quizás inesperado, de la suspensión activa es que el consumo de combustible y el desgaste de los neumáticos se reducen en general. La inclinación negativa diseñada en la mayoría de las suspensiones para maximizar el tamaño de la zona de contacto al girar provoca que los neumáticos se froten, lo que los desgasta y aumenta el consumo de combustible. [32]
La suspensión Citroën Hydractive (y más tarde Hydractive 2) estaba disponible en varios modelos, incluidos el XM y el Xantia , que tenían un submodelo más avanzado conocido como Activa . Los primeros sistemas de suspensión Hydractive (ahora conocidos como Hydractive 1) tenían dos configuraciones preestablecidas por el usuario, Sport y Auto . En la configuración Sport , la suspensión del coche siempre se mantuvo en su modo más firme. En la configuración Auto , la suspensión cambió temporalmente del modo suave al modo firme cuando uno de varios sensores detectó un umbral dependiente de la velocidad en el movimiento del pedal del acelerador, la presión del freno, el ángulo del volante o el movimiento de la carrocería. [23]
En Hydractive 2, los nombres preestablecidos se cambiaron a Sport y Normal . En esta nueva versión, la configuración Deportiva ya no mantendría el sistema de suspensión en modo firme, sino que reduciría significativamente los umbrales para cualquiera de las lecturas de los sensores que también se usan en el modo Normal , permitiendo un nivel similar de firmeza de la carrocería durante las curvas y la aceleración, sin el sacrificio en la calidad de marcha que había causado el modo Sport en los sistemas Hydraactive 1.
Cada vez que las computadoras Hydractive 1 o 2 recibían información anormal del sensor, a menudo causada por un mal funcionamiento de los contactos eléctricos, el sistema de suspensión del automóvil se veía obligado a permanecer en su posición firme durante el resto del viaje.
A partir del modelo Xantia del año 1994 y del modelo XM del año 1995, todos los modelos presentaban una esfera y una válvula adicionales que en conjunto funcionaban como un depósito de presión para los frenos traseros debido a los nuevos bloqueos hidráulicos, lo que permitía que el automóvil mantuviera la altura de manejo normal durante varias semanas sin hacer funcionar el motor. . Correctamente llamada esfera SC/MAC, a menudo se la conoció como esfera "anti-hundimiento", debido a su capacidad para mantener mejor la altura de la suspensión trasera.
El Citroën C5 2001 ha seguido desarrollando la suspensión Hydractive con Hydractive 3. En comparación con coches anteriores, el C5 se mantiene a la altura de marcha normal incluso cuando el motor está apagado durante un período prolongado, mediante el uso de componentes electrónicos. El C5 también utiliza un fluido hidráulico sintético de color naranja llamado fluido LDS en lugar del aceite mineral verde LHM utilizado en millones de vehículos hidroneumáticos. [30]
Otra variación mejorada del Hydractive 3+ era para coches con motores de gama alta en el Citroën C5 y en 2005 era estándar en el Citroën C6 . Los sistemas Hydractive 3+ contienen esferas adicionales que se pueden activar y desactivar mediante un botón Sport , lo que resulta en una conducción más firme.
La suspensión hidráulica Hydractive 3 tiene 2 modos automáticos:
El BHI de la suspensión Hydractive 3 calcula la altura óptima del vehículo utilizando la siguiente información:
La suspensión hidráulica 3+ Hydractive tiene 3 modos automáticos:
El BHI de la suspensión Hydractive 3+ calcula la altura óptima del vehículo, utilizando la siguiente información:
C5 I (2001-2004)
C5 II (2004-2007)
C6 (2005-2012)
C5IIIX7 (2007-2017)
Diseñamos un kit atornillable para la instalación de suspensión hidroneumática en el mercado de accesorios en ambulancias actuales utilizando nuestra ambulancia Ford F-350 2004 como plantilla.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )Magès fue el hombre detrás de la suspensión hidroneumática del DS. Sus ideas fueron descubiertas por casualidad por Pierre Boulanger, y Boulanger quedó fascinado por ellas, aunque los técnicos de Citroën las consideraban inútiles. Boulanger contrató a Magès en el departamento de desarrollo. Una decisión de la que nunca se arrepentiría. Paul Magès era un hombre curioso y consumía toda la literatura sobre suspensión de ruedas, suspensión en general y sistemas de frenado.