Zawieszenie hydropneumatyczne – słynny komfort Citroëna

Według powszechnie panującej opinii taki typ zawieszenia zapewnia podróżującym większy komfort niż zawieszenie tradycyjne. Dlaczego skuteczniej tłumi nierówności nawierzchni? Jak realizowane są zadania pracy zawieszenia przy udziale pneumatyki wspomaganej hydrauliką? Jak wygląda to od strony technicznej?

Choć zawieszenie hydropneumatyczne  stosowane jest nie tylko przez Citroëna, to powszechnie jest z nim utożsamiane. To właśnie ta firma jako pierwsza zastosowała ten typ zawieszenia i rozwija je po dziś dzień. Każdy z nas choć raz widział charakterystyczne działanie tego systemu – starsze auta z hydropneumatyką osiadają na najniższym poziomie podczas postoju i budzą się do życia podnosząc się po przekręceniu kluczyka.

Przygoda z innowacyjnym hydropneumatycznym układem zawieszenia zaczęła się w 1955 roku, kiedy Citroen zaprezentował rewolucyjny pod wieloma względami model DS. Pierwsze prace prowadzone były jeszcze w latach 40. na modelu 2CV, jednak tej konstrukcji nie udało się wprowadzić do seryjnej produkcji. W modelu DS zastosowano pierwszą generację hydropneumatyki, która od początku bazowała na koncepcji usunięcia elementów tradycyjnego zawieszenia takich jak amortyzatory, drążki skrętne, sprężyny czy resory.

Zamiast tego zastosowano przy każdym kole metalową kulę przedzieloną na dwie części. W jednej części znajdował się płyn hydrauliczny, a w drugiej sprężony gaz – azot. Azotu używa się ze względu na jego obojętność chemiczną, co wpływa na trwałość układu. Olej umieszczony był także w cylindrze połączonym z częścią hydrauliczną kuli.

Przepływ oleju w cylindrze powodowany był przez tłoczysko połączone z wahaczem. Dzięki temu każdy ruch koła w płaszczyźnie pionowej generował przepływ czynnika hydraulicznego, jego nacisk na gaz roboczy powodował sprężenie gazu i wytłumienie ruchu koła. Dodatkowo, między dolną częścią kuli a tłoczyskiem znajdował się zawór ograniczający przepływ, który pełnił podobną funkcję co klasyczny amortyzator.

Charakterystyczny ruch auta do góry po przekręceniu kluczyka spowodowany był ustaleniem ciśnienia w układzie. Ciśnienie zwiększało się do odpowiedniej wartości przez pracę pompy hydraulicznej. Następnie płyn przepływał do akumulatora systemu i poprzez korektory poziomu zawieszenia umieszczone przy każdym kole zasilał układ.

Wspomniany model charakteryzował się także możliwością regulacji wysokości zawieszenia zza kierownicy. Przy pomocy suwakowej regulacji prześwit auta można było regulować w zakresie 90 – 280 mm.

Ten układ zawieszenia hydropneumatycznego funkcjonował przez lata w wielu modelach Citroena. Znajdziemy go m.in. w modelach CX i BX. Zwłaszcza w tym pierwszym komfort jazdy był tak wysoki, że model wspominany jest z nostalgią do dziś i bardzo ceniony wśród miłośników klasyków.

Przełom dokonał się dopiero w roku 1989 przy okazji debiutu auta klasy wyższej – Citroëna XM. W niektórych wersjach samochodu zastosowano drugą generację opisywanego zawieszenia – hydractiv. Różnica w stosunku do wersji poprzedniej polegała na zastosowaniu elektroniki i komputera sterującego. Komputer dostawał informację od czujników rejestrujących parametry takie jak: amplituda przemieszczeń drążka stabilizatora, prędkości kół, wzrost ciśnienia w układzie hamulcowym, nacisk na pedał przyspieszenia, szybkość i wielkość skrętu kołem kierownicy.

Dzięki zaawansowanej elektronice, przy gwałtownych ruchach zawieszenia w stosunku do nadwozia podczas hamowania, przyspieszania, zmian toru jazdy czy przejazdu przez nierówności następowało jego usztywnienie. Poprawiało to reakcję na zmiany obciążenia, zwiększało komfort i stateczność jazdy. W razie potrzeby, komputer w ciągu setnych sekundy włączał pracę kolejnych elementów hydraulicznych układu. Dostępne były dwa tryby jazdy: komfortowy i sportowy.

Kolejnym rozwinięciem było zaprezentowane w 2000 roku zawieszenie hydropneumatyczne trzeciej generacji – Hydractiv III. Zadebiutowało w Citroënie C5, a obecnie taka sama koncepcja stosowana jest także w modelu C6. Dzięki rozwojowi elektroniki zwiększono szybkość przetwarzania informacji. Pozwoliło to udoskonalić pracę całego układu zawieszenia. Ponadto nowością były zmiany prześwitu auta zależnie od prędkości jazdy. Podczas szybkiego podróżowania auto obniża się o 15 mm, co pozwala na redukcję zużycia paliwa ze względu na zmniejszony opór aerodynamiczny. Z kolei podczas niewielkich prędkości samochód zwiększa prześwit o 20mm co pozwala na bezpieczne podróżowanie po drogach o gorszej jakości.

Zmianą w ostatniej generacji systemu było także zastosowanie w pełni syntetycznego płynu hydraulicznego LDS, który zastąpił używany od 1955 roku płyn mineralny LHM.

Jakie zalety wynikają ze stosowania zawieszenia hydropneumatycznego? Są one podobne do zawieszenia typu pneumatycznego. Podstawową jest utrzymywanie zadanej wartości prześwitu niezależnie od obciążenia samochodu i warunków poruszania się. Powoduje o zwiększenie stabilności jazdy, zwłaszcza podczas pokonywania nierówności oraz np. podczas jazdy z załadowanym bagażnikiem w autach typu kombi. Możliwość zwiększenia prześwitu pozwala np. na wjazd do lasu. Znacznie wyższy jest także komfort jazdy. Tłumienie poprzez sprężony azot zastosowany w metalowych kulach jest znacznie wydajniejsze. Więcej można znaleźć w moim artykule o zawieszeniu pneumatycznym.

Jak sprawuje się zawieszenie hydropneumatyczne w codziennej eksploatacji? Trwałość takiego układu jest bardzo wysoka. Już w modelu DS hydropneumatyka była jednym z najtrwalszych elementów samochodu. Podobnie w kolejnych generacjach – bez większych remontów można było przejechać około 300 tyś. km. W najnowszych konstrukcjach Citroen deklaruje brak większych czynności serwisowych do przebiegu 200 tyś. km., w praktyce może być to również więcej. Jest to wartość przewyższająca trwałość większości typowych zawieszeń tradycyjnych.

Przy eksploatacji zawieszenia hydropneumatycznego ważna jest okresowa kontrola poprawności jego funkcjonowania. Podstawowe problemy techniczne można usunąć stosunkowo tanim kosztem. Przykładowo, uzupełnienie sprężonego gazu roboczego to koszt kilkudziesięciu złotych, a koszt całej kuli hydropneumatycznej to ok. 200-300 zł. Dobrze znaleźć jednak odpowiedni serwis specjalizujący się w serwisie takich samochodów, ponieważ nie wszystkie serwisy niezależne potrafią sprostać zadaniu.

Problemy nieodpowiedniego lub zbyt rzadkiego serwisu można było zaobserwować wśród większości polskich użytkowników Citroenów sprowadzonych do kraju w latach 90. Brak odpowiedniej kultury technicznej użytkowników powodował, że auta te zostały zajeżdżone i później zawieszenie mogło zacząć sprawiać problemy. Stąd negatywna opinia o jego trwałości. Większe koszty generują dopiero bardzo poważne usterki. Mimo wszystko zawieszenie hydropneumatyczne jest sporo tańsze w naprawach od zawieszenia pneumatycznego.W starszych modelach, które nie miały układu utrzymującego wysokość auta po wyłączeniu silnika należy uważać podczas ruszania po rozruchu. Należy poczekać, aż auto osiągnie pełną wysokość inaczej można uszkodzić zawieszenie.

Układ hydropneumatycznego zawieszenia często był łączony z układem hydraulicznym hamulców czy wspomagania kierownicy. Ciekawostką jest stosowanie hamulca ręcznego na przednie koła np. w modelu XM ze względu na fakt, że przy ewentualnej awarii układu hydropneumatyki ciężki przód szybciej i bezpieczniej wyhamuje samochód. Podobnie niespotykane jest to, że można wymienić koło bez stosowania podnośnika - wystarczy najpierw zwiększyć prześwit, podłożyć coś pod progi auta, a nastepnie prześwit zmniejszyć. Po tej operacji można spokojnie odkręcić koło.

Zawieszenie hydropneumatyczne to wynalazek Citroena, ale nie tylko ta marka korzystała z tych rozwiązań. Powszechnie stosowane było m.in. w marce Rolls Royce czy w BMW E34 Touring. Może gdyby popularność tego układu zawieszenia była większa, to nawet na dziurawych polskich drogach podróżowanie byłoby przyjemne.