Citroen DS: η υδροπνευματική ανάρτηση

Περίληψη

Το Citroen DS εντυπωσίαζε όχι μόνο με το αεροδυναμικό του σχήμα αλλά και με την εμπειρία οδήγησης. Η υδροπνευματική του ανάρτηση εξασφάλιζε σταθερό ύψος κατά την οδήγηση ανεξάρτητα με την ποιότητα του οδοστρώματος και του φορτίου του οχήματος. Επιπλέον μπορούσε να κυκλοφορήσει με δύο σκασμένα λάστιχα ή με τρεις μόνο τροχούς!

Ένα θαύμα τεχνολογίας

“Μαγικό χαλί” (magic carpet car), το “αυτοκίνητο που πατάει σε μπαλόνια” (balloon car), το “διαστημόπλοιο που έπεσε στη γη”, ήταν μερικοί από τους χαρακτηρισμούς που χρησιμοποιήθηκαν για να περιγράψουν τη Citroen DS. Το αυτοκίνητο, που πούλησε 80.000 κομμάτια κατά τη διάρκεια της πρώτης παρουσίασης του στην έκθεση Paris Motor Show τον Οκτώβριο του 1955 -ένα ρεκόρ που ξεπέρασε μόνο το Tesla 3 στις 31 Μαρτίου 2016-, ήταν ένα θαύμα της τεχνολογίας. Η σημαντικότερη καινοτομία του ήταν η υδροπνευματική ανάρτηση που σε συνδυασμό με το αεροδυναμικό του σχήμα, έδινε στον οδηγό και στους επιβάτες την αίσθηση ότι κυριολεκτικά αιωρούνται, ότι δεν πατάνε στη γη.

Η Citroen DS της συλλογής του Νόησις

Τι είναι η “ανάρτηση”

Η ανάρτηση είναι το σύστημα που συνδέει τους τροχούς με το όχημα. Ο ρόλος της είναι διπλός. Από τη μία πλευρά, απορροφά τους κραδασμούς εξαιτίας των ανωμαλιών του οδοστρώματος ώστε να προσφέρει άνεση κατά την μετακίνηση. Από την άλλη, διατηρεί το όχημα σε όσο το δυνατό καλύτερη επαφή με το έδαφος, ώστε να εξασφαλίζει καλύτερη πρόσφυση ανάμεσα στους τροχούς και στο οδόστρωμα. Οι δύο αυτοί ρόλοι είναι «ανταγωνιστικοί» μεταξύ τους. Η μέγιστη απορρόφηση των κραδασμών που οφείλονται σε εμπόδια που συναντούν και οι 4 τροχοί ταυτόχρονα μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της πρόσφυσης. Το αντίθετο, η μέγιστη επαφή και των 4 τροχών με το έδαφος παρά τα τυχόν εμπόδια που συναντούν, οδηγεί στην έντονη και απότομη δόνηση του οχήματος. Πριν το Citroen DS όλοι οι μηχανικοί πίστευαν ότι δεν ήταν δυνατό να συνδυαστούν αποτελεσματικά και οι δύο ρόλοι. Όμως ο τεχνικός της Citroen, Paul Magès, δεν το γνώριζε.

Ο Paul Magès

Ο Paul Magès μόλις πήρε το πτυχίο του από τον προπαρασκευαστικό κύκλο της Académie des Arts et Métiers προσλήφθηκε στο τεχνικό τμήμα της Citroen. Δεν συνέχισε τις σπουδές του και δεν γνώριζε ότι οι ειδικοί θεωρούσαν αδύνατο το συνδυασμό της ομαλής κίνησης του αμαξώματος και της καλής πρόσφυσης, ειδικά σε δρόμους σαν της μεταπολεμικής Γαλλίας, με πολύ ανώμαλο οδόστρωμα. Πιθανότητα αυτός ήταν και ο λόγος που βρήκε την λύση. Αργότερα είχε στο γραφείο του πλακέτα με την φράση του Marcel Pagnol: “Όλοι θεωρούν ότι κάτι είναι αδύνατο μέχρι που ένας ηλίθιος, που δεν γνωρίζει ότι είναι αδύνατο, το καταφέρνει» .

Η λύση του Magès

Το πρόβλημα της ανάρτησης είχε απασχολήσει τον Magès. Σκέφτηκε ότι ο κάθε τροχός θα πρέπει να έχει ανεξάρτητη ανάρτηση από τους υπόλοιπους.

Η σφαίρα ανάρτησης

Σε κάθε τροχό τοποθετήθηκε μία μεταλλική σφαίρα που κατέληγε σε έμβολο. Το έμβολο στερεώθηκε στον τροχό ενώ η σφαίρα στο αμάξωμα. Στο εσωτερικό της σφαίρας υπήρχε υγρό (λάδι) σε επαφή – μέσω ειδικής ελαστικής μεμβράνης – με αέριο (άζωτο). Το λάδι ως υγρό είναι ασυμπίεστο, ο όγκος του δεν αλλάζει με τη μεταβολή της πίεσης. Επίσης σύμφωνα με την αρχή του Πασκάλ, η πίεση διατηρεί την ίδια τιμή σε όλη την έκταση του λαδιού. Αντίθετα το άζωτο, ως αέριο, μπορεί να συμπιέζεται, να μειώνεται ο όγκος του όταν αυξάνει η πίεση και το αντίστροφο. Το άζωτο στο εσωτερικό της σφαίρας έχει μέγιστη πίεση 75 bar.

Κύκλωμα λαδιού

Το λάδι διοχετεύεται στη κάθε σφαίρα μέσω του υδραυλικού κυκλώματος του οχήματος.

Στη φωτογραφία φαίνεται το συνολικό σύστημα ανάρτησης με τις σφαίρες και τις βαλβίδες

Copyrighted free use, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=529864

Το υδραυλικό κύκλωμα συνδέεται και με τα φρένα, με τους αντιστρεπτικούς δοκούς αλλά και με άλλα συστήματα του οχήματος -ανάλογα με το μοντέλο. Έτσι, μπορεί να συνδέεται με το σύστημα μετάδοσης της κίνησης, με τον συμπλέκτη, με την υποβοήθηση για το τιμόνι κλπ. Επιπλέον, το υδραυλικό κύκλωμα περιλαμβάνει την αντλία λαδιού που καθορίζει την πίεση, γύρω στα 150 – 180 bar. Η αντλία επικοινωνεί με μία δεξαμενή λαδιού ώστε να αυξάνει την ποσότητα λαδιού στο κύκλωμα, ή να την μειώνει. Τέλος υπάρχουν και οι βαλβίδες ρύθμισης του ύψους του οχήματος.

Πως λειτουργεί η υδροπνευματική ανάρτηση

Στο ανώμαλο οδόστρωμα

Το συγκεκριμένο σύστημα αντικαθιστά πλήρως το παραδοσιακό συνδυασμό ελατηρίου και αμορτισέρ των αναρτήσεων. Το αέριο, που μπορεί να συμπιέζεται, λειτουργεί ως ελατήριο, απορροφώντας τους κραδασμούς. Όταν ο τροχός συναντά ένα εξόγκωμα, το έμβολο συμπιέζει το αέριο, το αέριο απορροφά τον κραδασμό μειώνοντας τον όγκο του και το αμάξωμα δεν επηρεάζεται. Αντίστοιχα αν πρόκειται για βαθούλωμα το έμβολο κινείται αντίθετα και το αέριο εκτονώνεται απορροφώντας και πάλι τον κραδασμό.

Στη φωτογραφία φαίνεται η συμπεριφορά της σφαίρας ανάρτησης όταν ο τροχός συναντήσει εμπόδιο

By Teccirio – Own work, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=182319388

Στη φωτογραφία φαίνεται το έμβολο στερεωμένο στη ρόδα ενώ η σφαίρα είναι στερεωμένη στο σασί. Το κύκλωμα του λαδιού επικοινωνεί με την αντλία

CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=727788

Υπό φορτίο

Η ανάρτηση μπορεί να αυτορυθμίζεται ανεξάρτητα από το φορτίο που φέρει το αμάξωμα. Αυτό επιτυγχάνεται χάρη στις βαλβίδες ρύθμισης του ύψους που είναι τοποθετημένες γύρω από τους αντιστρεπτικούς δοκούς. Κατά την εκκίνηση της μηχανής, ο οδηγός επιλέγει ανάμεσα σε 3 θέσεις που αντιστοιχούν σε 3 επίπεδα διαφορετικού ύψους από το έδαφος.

Αν το όχημα είναι πολύ χαμηλά, σε σχέση με την επιλεγμένη θέση, – για παράδειγμα όταν υπάρχει μεγάλο φορτίο -, οι βαλβίδες διόρθωσης ύψους ανοίγουν και διοχετεύουν επιπλέον λάδι. Το αέριο, στο εσωτερικό της σφαίρας, συμπιέζεται περισσότερο και η ανάρτηση γίνεται πιο «σκληρή» όπως θα λέγαμε σε συνηθισμένη ανάρτηση με ελατήρια. Αντίθετα, αν το όχημα είναι σε υψηλότερη θέση από την επιλεγμένη, για παράδειγμα μετά την εκφόρτωση, οι βαλβίδες επιτρέπουν την επιστροφή του λαδιού μέσω ενός κυκλώματος χαμηλότερης πίεσης. Η λειτουργία των βαλβίδων ρύθμισης ύψους έχει μία μικρή χρονική καθυστέρηση ώστε να μην εμπλέκεται κατά την απορρόφηση των κραδασμών λόγω ανώμαλου οδοστρώματος.

Συμπερασματικά, η ανάρτηση αυτο – ρυθμίζεται (self levelling) και σύμφωνα με τις ατέλειες του δρόμου και σύμφωνα με το φορτίο, ώστε το αμάξωμα να διατηρεί πάντα την ίδια επίπεδη θέση δικαιολογώντας τον χαρακτηρισμό “μαγικό χαλί”.

Ειδικές περιπτώσεις

Οδήγηση με δύο ξεφούσκωτα λάστιχα

Πέρα από την ασύγκριτη αίσθηση της «αιώρησης» που πρόσφερε η υδροπνευματική ανάρτηση, είχε και κάποια επιπλέον πλεονεκτήματα.

Αν κατά την οδήγηση σκάσει ένα λάστιχο, ακόμη και δύο, το όχημα συνεχίζει να κινείται κανονικά χωρίς να εκτρέπεται από την αρχική πορεία του. Χάρη στο συγκεκριμένο χαρακτηριστικό σώθηκε ο πρόεδρος της Γαλλίας, Σαρλ Ντε Γκωλ, μετά από επιχείρηση δολοφονίας. Τον Αύγουστο του 1962, μία ομάδα εξτρεμιστών προσπάθησε να σταματήσει την προεδρική DS πυροβολώντας εναντίον της. Οι σφαίρες βρήκαν δύο από τα τέσσερα λάστιχα, όμως ο πρόεδρος κατάφερε να σωθεί καθώς ο οδηγός του έκανε τη σωστή κίνηση: πάτησε γκάζι. Και παρόλο που τα δύο λάστιχα είχαν ξεφουσκώσει, η συμπεριφορά της DS δεν επηρεάστηκε.

Η φωτογραφία είναι από το άρθρο “πως η DS έσωσε τη ζωή του προέδρου”

Οδήγηση με 3 ρόδες

Επίσης η DS μπορούσε να κυκλοφορήσει κανονικά με τρία λάστιχα, μετά την απομάκρυνση μιας από τις δύο πίσω ρόδες.

Μία DS με 3 τροχούς εν κινήσει

Klaus Nahr, CC BY-SA 2.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0>, via Wikimedia Commons

Η συμπεριφορά της DS με δύο λάστιχα ξεφούσκωτα ή με τρεις τροχούς έχει καταγραφεί σε αρκετά βίντεο διαθέσιμα στο διαδικτυακό κανάλι youtube αλλά και σε μέσα κοινωνικής δικτύωσης. Για παράδειγμα στο σύνδεσμο https://www.dw.com/en/rev-special-citroen-ds-floating-goddess-automobile-avant-garde/video-53055345 μπορείτε να παρακολουθήσετε περισσότερες πληροφορίες για την DS ενώ στο λεπτό 12:44 εμφανίζονται οχήματα που δύο από τα 4 λάστιχα ξεφουσκώνουν, και δεν ξεφεύγουν από την αρχική τους πορεία και στη συνέχεια οχήματα με 3 ρόδες να κάνουν ελιγμούς.

Η διαφημιστική καμπάνια

Citroen

https://storm.oldcarmanualproject.com/citroen/ds/196006.jpg

Μία επαναστατική καινοτομία χρειάζεται και μία επαναστατική διαφήμιση. Ο Claude Puech ήταν διευθυντής του τμήματος διαφήμισης της Citroen. Για να προβάλει την αίσθηση ότι το αυτοκίνητο «αιωρείται», συνέλαβε την ιδέα ενός οχήματος που στηρίζεται σε μπαλόνια. Έτσι στη σχετική φωτογράφηση του 1959, ένα DS τοποθετήθηκε πάνω σε 4 μεγάλες πορτοκαλί σφαίρες στις θέσεις των τροχών. Οι τροχοί αφαιρέθηκαν ενώ ο χώρος που καταλάμβαναν γέμισε με υλικό όπως και το κάτω μέρος του αυτοκινήτου. Στο τελικό αντικείμενο η τέχνη συνάντησε την τεχνολογία. Το αυτοκίνητο έγινε ένα έργο τέχνης, ένα γλυπτό.

Ήταν ένα όχημα που αιωρούνταν σαν μαγικό χαλί;

Ή μήπως ένα διαστημόπλοιο που έπεσε στη γη;

Σε κάθε περίπτωση το μήνυμα ήταν σαφές: η νέα τεχνολογία υδροπνευματικής ανάρτησης εξασφάλιζε την πιο άνετη μετακίνηση.

Η αφίσα για τα 70 χρόνια της DS.

70 χρόνια μετά

Το 2025 κατασκευάστηκε εκ νέου και εκτέθηκε το αυτοκίνητο – γλυπτό της διαφημιστικής καμπάνιας του 1959. 70 χρόνια μετά εξακολουθεί να εντυπωσιάζει ο αρχικός φουτουριστικός του σχεδιασμός.

Η έκθεση στο AutoWorld των Βρυξελλών με το αιωρούμενο DS

Διαθέσιμο και σε άλλα μοντέλα

Το υδροπνευματικό σύστημα ανάρτησης της DS χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στο Traction Avant 15H. Ήταν μία από τις τελευταίες εκδόσεις του πριν αντικατασταθεί από το DS. Επίσης χρησιμοποιήθηκε και σε πολλά μεταγενέστερα μοντέλα της Citroen, όπως το Xantia του 1995, στο μοντέλο Activa. Το 1965 η Rolls-Royce χρησιμοποίησε το ίδιο σύστημα, παίρνοντας την αντίστοιχη άδεια από την Citroen, για το Silver Shadow. Βελτιωμένες εκδοχές του χρησιμοποιήθηκαν και σε εκδόσεις του Citroen C5 II του 2007.