Hydropneumatisches Fahrwerk

Citroen: Hydraktiv-Fahrwerk der 3. Generation

Citroen hat auf dem Genfer Salon sein Hydraktiv-Fahrwerk der dritten Generation präsentiert. Abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit steuert es automatisch die Fahrwerksabstimmung und die Bodenfreiheit. Schon gegen Jahresende soll die Technik im Modell “Xantia” eingesetzt werden.

Erste Hydropneumatik bei Citroen schon in der 50ern

Bereits 1951 präsentierte Citroen das erste hydropneumatische Fahrwerk, dessen Prinzip einerseits auf der Verdichtbarkeit von Gas beruht, das die Federungsaufgabe übernimmt (Mariotte-Gesetz), und andererseits auf Eigenschaften von Flüssigkeiten, die Druckveränderungen gleichzeitig überall hin übertragen (Pascal´sches Gesetz). Im hydropneumatischen Fahrwerk überträgt das Hydrauliköl die Schwingungen des Fahrzeugs in den Gasbehälter: das Gas übernimmt die Aufgabe der mechanischen Feder.

2. Generation im Xsara

1989 installierten die Citroen-Ingenieure dann in einem “XM” das hydraktive Federungssystem als Weiterentwicklung der hydropneumatischen Federung. Nun erkennt der Rechner an den Signalen verschiedener Sensoren, ob zur aktuellen Fahrsituation eine “harte” oder eine “weiche” Fahrwerksabstimmung besser passt und verändert dann innerhalb von Millisekunden die Federrate und die Dämpfung. Das Hydractive Fahrwerk der 2. Generation führte man 1993 im “Xantia” ein. Hauptmerkmale: dreifache Rechnerkapazität und automatische Fahrwerksabstimmung in Sportposition.

Selbst der Fahrstil wird “abgefedert”

Mit der 3. Generation des Hydraktiv-Fahrwerks setzt Citroen auf ein Fahrwerk mit neuen Elektronikelementen und einer vereinfachten Hydraulik-Architektur. Thomas Albrecht, Pressechef bei Citroen Deutschland: “Neue Bauteile, neue Hydraulikflüssigkeit und eine eigenständige Fahrwerkshydraulik kennzeichnen die neue Generation”. Elektronische Sensoren sind über das Multiplex-Bordnetz mit einer intelligenten Steuereinheit verbunden. So erkennt die “auto-adaptive” Federung den Straßenzustand und analysiert den Fahrstil.

Geschwindigkeit regelt Niveau

Eine Stärke des neuen Fahrwerks ist die automatische Regelung der Bodenfreiheit, die von der Fahrgeschwindigkeit abhängt: Bei einer Geschwindigkeit über 110 km/h und guter Straße verringert sich die Bodenfreiheit. Dies senkt den Fahrzeugschwerpunkt bis zu 15 mm, stabilisiert damit die Straßenlage des Fahrzeugs, verringert den Luftwiderstand und senkt letztlich den Kraftstoffverbrauch.

Je nach Straßenzustand kann das neue Hydraktiv-Fahrwerk die Bodenfreiheit des Fahrzeugs bis 200 mm erhöhen. Zusätzlich hat der Fahrer die Option über einen neuen elektronischen Tippschalter die Bodenfreiheit auch manuell einzustellen.

Integrierte Hydroelektronik (IHE) spielt Schlüsselrolle

Die wichtigsten Bestandteile des Hydraktiv-Fahrwerks: Die Integrierte Hydroelektronik-Einheit (IHE), die eine leistungsstarke Steuerelektronik mit einem autonomen Hydraulikdruckgenerator und einem Elektromotor kombiniert; vier Trägerelemente mit neuen Federungskugeln; die elektrischen Höhensensoren auf den Stabilisatoren.

Erstes Fahrwerk mit Doppelregelung

Dieses ebenso innovative wie effiziente Konzept kombiniert die jüngsten Fortschritte der Elektronik und der Hydraulik. So ist das Hydraktiv-Fahrwerk das erste Fahrwerk, das zwei Abstimmungen (Komfort/Fahrdynamik) mit automatischer Niveauregelung verbindet (entsprechend der Geschwindigkeit oder dem Straßenzustand). Diplom-Ingenieur Thomas Albrecht: “Die Variation von Federrate und Dämpfung in Abhängigkeit von der Fahrsituation, wird dabei mit der automatischen Anpassung der Bodenfreiheit in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit und Straßenzustand kombiniert”.

Höhensensoren und Lenkrad liefern Informationen…

Beide Achsen sind jeweils mit einer dritten Federungskugel und einem Steifigkeitsregler ausgerüstet. Das Prinzip besteht darin, durch Abschalten der dritten Kugel eine straffere, “dynamische” Abstimmung zu erreichen, oder durch ihr Zuschalten die Federung weicher, komfortabler zu machen. Die Umschaltung erfolgt entsprechend den von den Höhensensoren und vom Lenkrad gelieferten Informationen, sowie den über das Multiplex-Netz eingespeisten Brems- und Drehzahldaten.

… Steuerelektronik berechnet

Das Echtzeit-Management dieser beiden Abstimmungen gibt volle Kontrolle über alle Fahrzeugbewegungen wie Rollen, Nicken, Wanken oder Schlingern. Die von der IHE berechneten Längs- und Querbeschleunigungsdaten werden für einen Zeitraum von etwa einer Minute gespeichert und ausgewertet, um daraus ein Profil der jeweils dominanten Fahrbedingungen zu erstellen, und das Verhalten des Fahrwerks darauf abzustimmen. Aufgrund dieser selbsttätigen Anpassung der Federung ist es möglich, einen “Fahrstil” zu definieren. Je dynamischer der Wagen gefahren wird, desto häufiger (und damit individueller) schaltet die Steuerelektronik auf die straffere, dynamikbetonte Abstimmung um.

Neue Technologie der Federungskugeln

Die Federungskugeln haben eine völlig neue Technologie: eine andere geometrische Gestalt, vollsynthetische Hydraulikflüssigkeit und die Membranen. Somit verbessert sich das Fließverhalten. Thomas Albrecht: “Während bisher die Federkugeln nach 60.000 Kilometer ausgewechselt werden mussten, sind mit der neuen Membran fünf Jahre oder 200.000 km Wartungsfreiheit möglich”.

Sensoren zur komplexen Steuerung

IHE verbindet die Elektronik mit der Hydraulik. In dieser kompakten Einheit sind drei Komponenten integriert: Eine Steuerelektronik – mit zahlreiche Betriebskennlinien -, die den Druckgenerator abhängig von zwei neuen elektrische Höhensensoren auf dem vorderen und dem hinteren Stabilisator steuert. Sie liefern präzise Informationen über die Frequenz und Amplitude, mit der die Räder ein- und ausfedern. Ein Sensor misst den Lenkeinschlag und die Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads. Werte über die Geschwindigkeit der Gaspedalbewegungen, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Druck auf das Bremspedal und die Motordrehzahl liefert das Multiplex-Netz und die Intelligente Steuereinheit.

Rolls-Royce nutzt Citroen-Entwicklung

Obwohl Citroen neue Fahrwerke nur in den eigenen Modellen verwendet, landet ab und an schon einmal ein Bauteil in anderen Konzernen. Rolls-Royce verwendete Hydropneumatikfederelemente von Citroen und – auf Citroen-Jumper-Basis – werden Wohnmobile und Ambulanzfahrzeuge mit hydropneumatisch gefederten Hinterachsen ausgerüstet.

Citroen-Innovationen

Weitere technische Highlights aus dem Hause Citroen sollen den Marktanteil von derzeit 1,3 % erhöhen. Beispielsweise fasst der Xsara “Dynalto” Anlasser und Lichtmaschine in einem Aggregat zusammen und verbraucht somit bis zu 20 Prozent weniger Kraftstoff und die Schadstoffe sinken deutlich. Mit dem Berlingo “Dynavolt” gelang es, in einem Elektroauto zusätzlich einen Flüssiggas-Verbrennungsmotor einzubauen, der bis zu 260 Kilometer Reichweite erlaubt. Spracherkennung zur Navigation, Aufbau von Telefonverbindungen oder Internetanwendungen bietet der Xsara “Auto PC”. Diese Innovationen gehören zu einer Modelloffensive, die für dieses Jahr eine Steigerung von 50.000 auf mehr als 70.000 verkaufte Fahrzeuge vorsieht.