Citroën e le Sospensioni Idrauliche: Storia, Funzionamento e Modelli

Il Novecento è stato un periodo di grande e rapido sviluppo per la tecnologia meccanica, anche e soprattutto quando si parla di auto. Il tempo corre, ma certe invenzioni rimangono nella storia. E fra i tanti marchi con brevetti importanti, non si può non citare Citroen: è a lei che dobbiamo numerose invenzioni interessanti portate sulle autovetture di serie, fra cui anche l'ingranaggio a cuspide, la fanaleria sterzante e le prime vetture di ampia produzione con trazione anteriore.

Sono quasi passati 100 anni da quel lontano 1925, anno in cui in Citroen venne assunto un giovanissimo Paul Magès. Sarà lui la mente dietro alle sospensioni idropneumatiche che faranno da base tecnica alle vetture del Doppio Chevron, a partire dal 1955 per i successivi 60 anni.

Paul Magès: Il Genio Dietro l'Innovazione

Nato nel 1908 in una famiglia di modeste condizioni economiche, Paul Magès concluse il primo ciclo di studi senza mai frequentare un corso di ingegneria. Dopo un breve percorso in una scuola professionale di Marsiglia, anzi, iniziò subito a mandare richieste d'assunzione a numerose aziende francesi. In breve tempo, però, dimostrò la sua grande capacità di risolvere in modo semplice problemi molto complessi con inventiva, fino ad essere spostato pochi anni più tardi nel reparto "Supervisione". Questa evoluzione lo portò, nel 1942, a dirigere l'intero reparto "Sviluppo" con l'incarico di studiare nuovi sistemi per gli impianti frenanti e le sospensioni delle vetture, in vista dei futuri lanci della piccola utilitaria TPV e della VGD.

Nel 1948, ripartita l'industria dopo la fine della Seconda Guerra Mondiale, uscì dalla sede per lo sviluppo Citroen una Traction Avant 11CV molto speciale: questo prototipo, che verrà poi collaudato nell'Alvernia nel giugno di quell'anno, fu la prima autovettura del Double Chevron a montare le sospensioni idropneumatiche.

Nonostante le prime perplessitudini e lo scetticismo di alcuni componenti del team ingegneristico, Magès riuscì a convincere tutti che l'idea di creare un sistema idropneumatico per il controllo di sospensioni, freni e sterzo fosse una scelta vincente. Per quanto l'applicazione pratica fosse complessa da realizzare, l'idea alla base era semplice: una sospensione sensibile, dinamica e ad alta capacità che offrisse una qualità di guida superiore su una grande varietà di superfici. Qualcosa che delle semplici molle elicoidali in ferro non potevano garantire.

Il Funzionamento delle Sospensioni Idropneumatiche

Il lampo di genio quindi fu creare una sorta di contenitore - le famose sfere idropneumatiche che ricordiamo ancora oggi - al cui interno fossero presenti olio nella zona inferiore e azoto nella parte superiore, separati tra loro da una membrana flessibile. Quando la vettura è sottoposta a carico per una sconnessione o per effetto delle sollecitazioni di beccheggio e rollio, l’olio va a comprimere l’azoto che si trova nella parte superiore della sfera. Maggiore è l’impulso a comprimere il gas, minore risulta la morbidezza delle sospensioni, poiché è impossibile ottenere una compressione completa. L’utilizzo di due fluidi con leggi di comprimibilità diverse permette di avere una flessibilità maggiore di qualsiasi molla in acciaio.

La variabilità alle sollecitazioni provenienti dalle ruote permetteva un’ottima azione ammortizzante in modo particolare per le sconnessioni stradali secche come buche ed altre asperità. La vettura aveva un sistema di autolivellamento, cioè tendeva ad avere un’altezza costante. Il sistema funziona mdediante l’azione di una pompa a sette pistoni che aumenta o diminuisce la lunghezza della colonna d’olio presente nelle sfere. Una valvola all’interno di queste permette la compensazione dei due fluidi a seconda delle sollecitazioni e della quantità di smorzamento che necessita.

La stessa pompa era collegata al sistema frenante, al servosterzo. Questa pompa aveva il compito di livellare la quantità di olio e di gas all’interno le sfere per ottenere lo smorzamento ottimale, il tutto con il semplice utilizzo di valvole e attuatori idraulici, senza nessun ausilio elettronico. In seguito questo sistema poteva anche essere regolato manualmente su 5 posizioni mediante una leva all’interno della vettura, arrivando ad un’altezza che permetteva anche la possibilità di sostituzione della ruota posteriore senza l’ausilio di un cric.

Prove dell’epoca dimostrava addirittura che la Citroen DS per le sue proprietà auto livellanti poteva anche viaggiare senza la ruota posteriore in tutta sicurezza, compensando con le altre tre. Il sistema base degli anni 50 aveva una sfera per ogni ruota più almeno altre due per il controllo dei freni e del bilanciamento dell’altezza.

Vantaggi e Svantaggi del Sistema Idropneumatico

Come ogni sistema, anche le sospensioni idropneumatiche presentavano vantaggi e svantaggi:

• Componenti ridotti (Idraulica): Nei sistemi idraulici la trasmissione delle forze avviene in modo semplice, indipendentemente dalle distanze, senza la necessità di ingranaggi meccanici o leve.
• Minor stress meccanico (Pneumatica): Caratteristica di un sistema pneumatico è l'assenza di componenti strutturali (come molle, ammortizzatori e tamponi) a contatto tra loro.
• Versatilità in condizioni critiche: La quantità di olio nelle sfere poteva essere regolata automaticamente (o manualmente) per mantenere la stessa altezza da terra in ordine di marcia, a prescindere dal carico della vettura. Questo permetteva di aumentare enormemente la versatilità del veicolo, ad esempio aumentando l'altezza da terra su terreni accidentati.

Svantaggi iniziali:

• Abbassamento dell'auto allo spegnimento: A garantire la pressione dell'olio per il corretto funzionamento dell'impianto idropneumatico era il motore. Quando veniva spento, inizialmente la pressione dell'olio si riduce drasticamente, portando le sospensioni a rilassarsi e l'altezza dell'auto a ridursi, causando potenziali danni al paraurti dell'auto se questa veniva parcheggiata vicino a un marciapiede.
• Reattività del sistema: Per pressurizzare il sistema idrualico al momento dell'accensione, inizialmente era richiesto un tempo relativamente elevato - nell'ordine delle decine di secondi.
• Affidabilità dei singoli componenti: L'affidabilità dell'impianto veniva minata dal limite tecnologico dei materiai degli Anni '50, non sempre all'altezza del compito di mantenere l'olio in pressione, causando perdite di liquido (LHM) dal circuito idraulico.
• Sensibilità alle basse temperature: A temperature molto ridotte, il liquido idraulico LHM tendeva ad addensarsi. Questo portava a un ritardo nel funzionamento del sistema nei climi invernali, dovendo attendere che il liquido tornasse a una temperatura di funzionamento compatibile.
• Fragilità e rumorosità dell'impianto: Nei primi modelli, la pompa idraulica e le sfere idropneumatiche risultavano troppo rumorose e fragili in condizioni di guida più estreme.
• Complessità della manutenzione: Il sistema era una novità che richiedeva notevole conoscenza tecnica, rendendo difficoltose le riparazioni per le officine non specializzate o autorizzate.

Col passare del tempo, Citroen diffuse manuali dettagliati e standardizzò alcune procedure di manutenzione, oltre a formare appositamente il personale delle concessionarie ufficiali. Questo continuo migliorarsi delle sospensioni idropneumatiche, sistema su cui Citroen aveva investito e stava continuando a investire molto, portò questo sistema ad essere celebre, apprezzato e anche amato da molti possessori delle vetture del marchio dell'epoca.

Evoluzione del Sistema Idropneumatico

Per quanto celebri, caratteristiche e all'avanguardia, il tempo avanza per tutti, anche per l'idropneumatica. Citroen arrivò alla seconda generazione della berlina C5 Hydractive+ consapevole che la tecnologia generale delle sospensioni fosse andata parecchio avanti in 60 anni, e che forse le sospensioni idropneumatiche non potevano più garantire vantaggi sufficienti a giustificarne spesa e difetti.

Il vero neo di questo tipo di sospensioni, era quello dettato dalla sua stessa complessità. Infatti, la sospensione oleodinamica funzionava perfettamente solo se con un efficiente manutenzione, che poteva fare solo l’assistenza Citroen a causa della complessità e dell’attrezzatura dedicata che necessitava. Quindi il confort e la tenuta erano eccellenti ma a costi elevati. Nonostante ciò il costruttore francese non si è arreso. Con il passare degli anni il sistema si è evoluto. La Citroen ha avuto il merito di insistere su questo sistema costoso migliorandolo negli anni.

Nel 1990 debutta infatti l’evoluzione Hydractive. Citroën Hydractive nelle varianti I e II della sospensione debuttò sull’ammiraglia XM e la media Xantia. In seguito con l’utilizzo diffuso di sensori e centraline elettroniche divenne Activa. Hydractive I usavano lo stessa sistema base degli anni 50 adattato ad una nuova sospensione con geometria a quadrilatero alto. Si poteva scegliere fin dall’inizio di due preselezioni, Sport e Auto.

Nella impostazione della sospensione sportiva la vettura riduceva il rollio aumentando la rigidezza. Nell’impostazione Auto, la sospensione veniva commutata da morbida e passava in modalità rigida temporaneamente quando in curva ci fosse l’esigenza in funzione di alcuni fattori come la velocità, la posizione del pedale dell’acceleratore, la pressione del freno, angolo del volante, o movimento del telaio rilevato da uno dei diversi sensori. Nel sistema Hydractive II, le due funzioni principali erano Sport e Comfort.

In questa nuova versione nell’impostazione Sport la sospensione non resta rigida in modo fisso, ma si adatta alle sollecitazioni ed abbassa anche significativamente la scocca utilizzando gli stessi sensori che tengono la vettura in assetto costante in modalità comfort, permettendo un migliore bilanciamento e una migliore risposta nella funzione rispetto al precedente Hydractive I. Nel 2001 un ulteriore evoluzione del sistema chiamato Hydractive 3. Utilizzato sulla Citroen C5, in questa evoluzione la vettura rimane all’altezza di marcia anche quando il motore viene spento per un lungo periodo, rispetto all’origine in cui la scocca si abbassava sempre sulle ruote.

In questo sistema al posto dell’olio che comanda le sfere, hanno raggiunto il numero di 10 per controllare tutte le funzioni della vettura, c’è un nuovo fluido brevettato dalla Citroen con caratteristiche migliori e un impatto ambientale ridotto. Ultimo affinamento è stato l’ Hydractive 3+. Permette al sistema elettronico di decidere quante sfere avere in funzione per avere un assetto sempre costante e una ulteriore risposta soprattutto in condizioni di utilizzo in sport. Questa ultima evoluzione permette di avere un comportamento che si sposta decisamente verso un carattere sportivo senza mai perdere di vista il confort che è alla base della concezione del sistema nato ormai 60 anni fà.

Citroën DS: L'Icona delle Sospensioni Idropneumatiche

Citroën DS, soprannominata, in Patria, per la grazia e il fascino, la Princess, la principessa, e in Italia, la Dea, perché quelle due lettere grazie alla pronuncia in francese, De-Es suonava come l’equivalente dell’italiano “Dea”. Un\'autovettura dall\'alto tecnico, per tutte quelle innovazioni rivoluzionarie che la caratterizzarono e che tuttora fanno parte degli standard di riferimento di qualsiasi nuova automobile. Parlare oggi di freni a disco anteriori, servofreno, cambio automatico, o meglio, esattamente frizione automatica, sospensioni idrauliche e servosterzo è banale ma non a quei tempi erano meraviglie.

Lo studio per la DS iniziò nel 1938, contemporaneamente a quelli per un\'altra vettura, definita TPV Très Petite Voiture, ovvero vettura molto piccola, destinata a diventare in seguito la 2CV. Per la DS la sigla scelta fu VGD, ossia Vehicule à Grande Diffusion. Nei progetti di Pierre Boulanger doveva essere una rivisitazione della T.A. I collaboratori scelti furono il progettista André Lefèbvre, il designer Flaminio Bertone e Paul Magés ideatore delle sospensioni, oltre a Pierre Franchiset per la carrozzeria e Waltter Becchia per la realizzazione del motore.

Nella prima metà del 1955 furono realizzati 21 esemplari di preserie che servirono per i primi servizi fotografici e come veicoli da esposizione. Uno di questi sarebbe stato impiegato per la presentazione ufficiale avvenuta il 6 ottobre di quell\'anno al Salone di Parigi. Colpirono la linea della carrozzeria, capace di soddisfare sia la voglia di una nuova estetica sia le esigenze dei progettisti per una vettura dotata del miglior coefficiente di penetrazione aerodinamica possibile.

L'Eredità delle Sospensioni Idropneumatiche

Ciononostante, questa tecnologia ha lasciato un'eredità significativa: oltre ai numerosi modelli dotati di queste sospensioni (fra cui DS, CX, XM e C5), l'industria ha potuto evolversi portandola anche nel settore aeronautico. E così, un costruttore francese che deve il suo logo a una coppia di ingranaggi, che ci ha portato una serie di novità tecniche come la scocca portante e la trazione anteriore su larga scala, ha anche fatto da base di partenza per una vera e propria pietra miliare nell'ingegneria automobilistica.

Oggi questo tipologia di sospensione idrattiva anche se con molteplici differenze è alla base di ogni sistema di controllo delle sospensioni che utilizzano anche altri costruttori per le loro vetture.

Tabella dei Modelli Citroën con Sospensioni Idropneumatiche

tag: #Idrauliche

Leggi anche:

• Come mantenere efficienti le sospensioni idrauliche della Citroen C5
• Ammortizzatori idraulici Citroën
• Guida alle sospensioni idrauliche Citroen C5
• Caratteristiche chiave dell'olio idraulico
• Vantaggi e svantaggi del bagno prefabbricato