Die Hydropneumatik
Die Funktionsweise der HYDROPNEUMATIK
Was ist nun das Besondere an unseren BXen?
Da ist neben dem eigenwilligen Design wohl die Hydropneumatik („Hydro“ = Wasser/Flüssigkeit; „Pneuma“ = Luft/Gas) zu nennen.
Aber wie funktioniert dieses System, durch das wir dieses besondere „Schwebegefühl“ beim Fahren erleben, welches konventionell gefederte Autos nicht haben?
Das Prinzip ist ganz einfach und funktioniert wie folgt:
Jedes der 4 Räder ist einzeln aufgehängt und über einen Schwingarm mit dem Rahmen verbunden. (Leider nur bis zum CX, beim BX gilt dies nur für die Hinterachse. Vorne sind diese McPherson-Dinger verbaut.) Der Schwingarm selbst ist an dem beweglichen Kolbenteil der Federkugel befestigt. Diese Kugel ist durch eine Membrane in zwei Kammern getrennt. Im oberen, abgeschlossenen Teil befindet sich der Stickstoff (s. o. „Pneuma“), im unteren, zum Kolben hin geöffneter Teil befindet sich das LHM/Hydraulikflüssigkeit (s. o. „Hydro“). Durch die Bewegung des Kolbens wird LHM in die Kugel gedrückt. Dieses überträgt die mechanische Bewegung über die Membrane auf den zusammenpressbaren Stickstoff, der dann die Federfunktion übernimmt. Je nach Kolbenstellung wird so der unter Druck stehende Stickstoff komprimiert, wodurch sich das Volumen verringert und sich wieder ausdehnt, sobald der Kolben zurück geht.
Bild 1 zeigt:
Farbe Rot: LHM unter Hochdruck vom Druckregler
Farbe Hellrot: LHM mit Arbeitsdruck
Farbe Rosa: LHM im Rücklauf (drucklos)
(1)Hydraulikbehälter
(2)Hochdruckregler
(3)Höhenkorrektor
(4)LHM in der Federkugel
(5)Stickstoff
(6)Kolben
(7)Schwingarm
In diesem Zustand befindet sich das System im Gleichgewicht. Der Höhenkorrektor, welcher durch die Position des Schwingarmes angesteuert wird, befindet sich in Mittelstellung. Weder Vor- noch Rücklauf sind mit dem Federungszylinder verbunden. Die Bodenfreiheit H entspricht dem vorgeschriebenen Maß von 160mm.
Dieses einzigartige Federungssystem hat aber noch eine weitere Eigenschaft, welche bei konventionellen Fahrzeugen nur schwer zu realisieren ist: Die automatische Niveauregulierung.
Wie oben erklärt, wird je nach Stellung des Schwingarmes/Belastung des Wagens das Gas in den Federkugeln zusammengepresst. Dies würde eigentlich bedeuten, dass der Wagen entweder vorne oder hinten, je nach Belastung „in die Knie geht“, bzw. sich aufbäumt. Dies wird jedoch verhindert, indem LHM unter hohem Druck in den unteren Teil der Federkugeln gedrückt wird. Dadurch wird der Kolben, welcher über den Schwingarm mit der Radaufhängung verbunden ist, nach unten gedrückt und der Wagen angehoben. Damit die Bodenfreiheit trotz verschiedener Beladung konstant bleibt, wird der Druck für die Vorder- und Hinterachse jeweils von einem Höhenkorrektor geregelt. Dieser Höhenkorrektor ist nichts anderes als ein Ventil, welches durch ein Gestänge über den Schwingarm angesteuert wird. Je nach Stellung des Schwingarmes, welches einer Bestimmten Bodenfreiheit entspricht, wird der Hydraulikdruck in der Federkugel erhöht, damit sich der wagen anhebt. Läßt man den Druck wieder ab, so senkt sich der Wagen. Hat sich die richtige Höhe eingestellt, so schließt das Ventil (der Höhenkorrektor), so dass LHM weder in die Kugel gepresst werden oder entweichen kann.
Bild 2&3 zeigen:
Wird der Wagen mit einem Gewicht (G) beladen, so wird der Kolben (6) in die Federzylinder gedrückt. Und das Volumen des Stickstoffes (5) wird durch den Druck verringert. Das Fahrzeug geht „in die Knie“ und der Höhenkorrektor öffnet, so dass LHM aus dem Hochdruckteil des Systems in den unteren Teil der Federkugel strömt und somit das fehlende Volumen des Stickstoffes ausgleicht.
Durch diesen Ausgleich wird der Kolben aus dem Federzylinder heraus gedrückt und der Wagen hebt sich an. Ist die vorher eingestellte Bodenfreiheit (H) erreicht (der Schwingarm ist in der richtigen Position), so schließt der Höhenkorrektor in der Mittelstellung und das System befindet sich wieder im Gleichgewicht. Allerdings diesmal in Abhängigkeit vom Gesamtgewicht des Wagens!
Bild 4 zeigt:
Entfernt man die Zuladung, so hebt sich der Wagen wieder an, da sich das Gasvolumen wieder ausdehnt. Der Schwingarm wird so weit nach unten gedrückt, so dass der Höhenkorrektor so öffnet, dass die Leitung des Federzylinders mit der Rücklaufleitung verbunden wird und so das überschüssige LHM ablaufen kann. Ist wiederum die voreingestellte Bodenfreiheit H erreicht, so schließt der Höhenkorrektor in Mittelstellung und das System ist im Gleichgewicht.
Von der Hochdruckpumpe wird LHM aus dem LHM-Behälter zum Druckregler gepumpt. Dieser ist dafür zuständig, übermäßigen Druck im System zu verhindern. Steigt der Druck z. B. über 170 bar an, so wird die Flüssigkeitszufuhr im System unterbrochen. Fällt dagegen der Druck auf unter 145 bar, so wird LHM dem System zugeführt. Damit beim Ausfall der Hochdruckpumpe der Druck im gesamten System nicht schlagartig abfällt, sorgt ein Hauptdruckspeicher für ausreichend Druck. Das Prinzip des Hauptdruckspeichers ist dasselbe wie der der Federkugeln. Durch den Systemdruck befindet sich im unteren Teil des Hauptdruckspeichers unter Druck stehendes LHM. Fällt die Pumpe aus, so wird dieses LHM allmählich in das System gedrückt. Dies reicht aus, um das System bei ausgefallener Pumpe für einige Zeit mit Druck zu versorgen.
Was ist nun das Besondere an unseren BXen?
Da ist neben dem eigenwilligen Design wohl die Hydropneumatik („Hydro“ = Wasser/Flüssigkeit; „Pneuma“ = Luft/Gas) zu nennen.
Aber wie funktioniert dieses System, durch das wir dieses besondere „Schwebegefühl“ beim Fahren erleben, welches konventionell gefederte Autos nicht haben?
Das Prinzip ist ganz einfach und funktioniert wie folgt:
Jedes der 4 Räder ist einzeln aufgehängt und über einen Schwingarm mit dem Rahmen verbunden. (Leider nur bis zum CX, beim BX gilt dies nur für die Hinterachse. Vorne sind diese McPherson-Dinger verbaut.) Der Schwingarm selbst ist an dem beweglichen Kolbenteil der Federkugel befestigt. Diese Kugel ist durch eine Membrane in zwei Kammern getrennt. Im oberen, abgeschlossenen Teil befindet sich der Stickstoff (s. o. „Pneuma“), im unteren, zum Kolben hin geöffneter Teil befindet sich das LHM/Hydraulikflüssigkeit (s. o. „Hydro“). Durch die Bewegung des Kolbens wird LHM in die Kugel gedrückt. Dieses überträgt die mechanische Bewegung über die Membrane auf den zusammenpressbaren Stickstoff, der dann die Federfunktion übernimmt. Je nach Kolbenstellung wird so der unter Druck stehende Stickstoff komprimiert, wodurch sich das Volumen verringert und sich wieder ausdehnt, sobald der Kolben zurück geht.
Bild 1 zeigt:
Farbe Rot: LHM unter Hochdruck vom Druckregler
Farbe Hellrot: LHM mit Arbeitsdruck
Farbe Rosa: LHM im Rücklauf (drucklos)
(1)Hydraulikbehälter
(2)Hochdruckregler
(3)Höhenkorrektor
(4)LHM in der Federkugel
(5)Stickstoff
(6)Kolben
(7)Schwingarm
In diesem Zustand befindet sich das System im Gleichgewicht. Der Höhenkorrektor, welcher durch die Position des Schwingarmes angesteuert wird, befindet sich in Mittelstellung. Weder Vor- noch Rücklauf sind mit dem Federungszylinder verbunden. Die Bodenfreiheit H entspricht dem vorgeschriebenen Maß von 160mm.
Dieses einzigartige Federungssystem hat aber noch eine weitere Eigenschaft, welche bei konventionellen Fahrzeugen nur schwer zu realisieren ist: Die automatische Niveauregulierung.
Wie oben erklärt, wird je nach Stellung des Schwingarmes/Belastung des Wagens das Gas in den Federkugeln zusammengepresst. Dies würde eigentlich bedeuten, dass der Wagen entweder vorne oder hinten, je nach Belastung „in die Knie geht“, bzw. sich aufbäumt. Dies wird jedoch verhindert, indem LHM unter hohem Druck in den unteren Teil der Federkugeln gedrückt wird. Dadurch wird der Kolben, welcher über den Schwingarm mit der Radaufhängung verbunden ist, nach unten gedrückt und der Wagen angehoben. Damit die Bodenfreiheit trotz verschiedener Beladung konstant bleibt, wird der Druck für die Vorder- und Hinterachse jeweils von einem Höhenkorrektor geregelt. Dieser Höhenkorrektor ist nichts anderes als ein Ventil, welches durch ein Gestänge über den Schwingarm angesteuert wird. Je nach Stellung des Schwingarmes, welches einer Bestimmten Bodenfreiheit entspricht, wird der Hydraulikdruck in der Federkugel erhöht, damit sich der wagen anhebt. Läßt man den Druck wieder ab, so senkt sich der Wagen. Hat sich die richtige Höhe eingestellt, so schließt das Ventil (der Höhenkorrektor), so dass LHM weder in die Kugel gepresst werden oder entweichen kann.
Bild 2&3 zeigen:
Wird der Wagen mit einem Gewicht (G) beladen, so wird der Kolben (6) in die Federzylinder gedrückt. Und das Volumen des Stickstoffes (5) wird durch den Druck verringert. Das Fahrzeug geht „in die Knie“ und der Höhenkorrektor öffnet, so dass LHM aus dem Hochdruckteil des Systems in den unteren Teil der Federkugel strömt und somit das fehlende Volumen des Stickstoffes ausgleicht.
Durch diesen Ausgleich wird der Kolben aus dem Federzylinder heraus gedrückt und der Wagen hebt sich an. Ist die vorher eingestellte Bodenfreiheit (H) erreicht (der Schwingarm ist in der richtigen Position), so schließt der Höhenkorrektor in der Mittelstellung und das System befindet sich wieder im Gleichgewicht. Allerdings diesmal in Abhängigkeit vom Gesamtgewicht des Wagens!
Bild 4 zeigt:
Entfernt man die Zuladung, so hebt sich der Wagen wieder an, da sich das Gasvolumen wieder ausdehnt. Der Schwingarm wird so weit nach unten gedrückt, so dass der Höhenkorrektor so öffnet, dass die Leitung des Federzylinders mit der Rücklaufleitung verbunden wird und so das überschüssige LHM ablaufen kann. Ist wiederum die voreingestellte Bodenfreiheit H erreicht, so schließt der Höhenkorrektor in Mittelstellung und das System ist im Gleichgewicht.
Von der Hochdruckpumpe wird LHM aus dem LHM-Behälter zum Druckregler gepumpt. Dieser ist dafür zuständig, übermäßigen Druck im System zu verhindern. Steigt der Druck z. B. über 170 bar an, so wird die Flüssigkeitszufuhr im System unterbrochen. Fällt dagegen der Druck auf unter 145 bar, so wird LHM dem System zugeführt. Damit beim Ausfall der Hochdruckpumpe der Druck im gesamten System nicht schlagartig abfällt, sorgt ein Hauptdruckspeicher für ausreichend Druck. Das Prinzip des Hauptdruckspeichers ist dasselbe wie der der Federkugeln. Durch den Systemdruck befindet sich im unteren Teil des Hauptdruckspeichers unter Druck stehendes LHM. Fällt die Pumpe aus, so wird dieses LHM allmählich in das System gedrückt. Dies reicht aus, um das System bei ausgefallener Pumpe für einige Zeit mit Druck zu versorgen.
Der Artikel wurde am 23.03.2006 von Michael Werth veröffentlicht.