Come un tappeto volante – Le sospensioni idropneumatiche Citroën

Benvenuti in Francia, patria del nazionalismo più sfrenato e della mania assoluta di tradurre ogni termine nella lingua madre.

Qui la comprensione della profonda fisica applicata alla meccanica, che permette ad una vettura a trazione anteriore francese di fare le curve meglio delle altre, e della chimica, che permette agli interni delle vetture di sbriciolarsi autonomamente nel giro di pochi anni, è innata in chiunque decida di approcciarsi ad una scuola tecnica o ad una facoltà di ingegneria e che in seguito approda da un costruttore di automobili. Inoltre c’è una forte passione nell’innovare, nel cercare di arrivare prima di tutti e di rivoluzionare.

E’ proprio in Francia, in particolare negli uffici della Citroën a Parigi, sedeva Paul Magès.

Sulla sua scrivania c’era un piccolo quadretto. All’interno un ritaglio di giornale, che riportava un aforismo di Marcel Pagnol, scrittore:

(Marcel Pagnol)

Paul tutti i giorni vede per le strade di Parigi una delle vetture di successo prodotte dall’azienda dove lavora, la Traction Avant. Quest’auto porta con sè tantissime innovazioni, una tra le quali la combinazione di motore, cambio e differenziale per dare vita alla trazione erogata sulle ruote anteriori.

C’è però qualcosa che è rimasto tradizionale nella Traction, ovvero le sospensioni. Sono un componente importantissimo, che permette di modificare radicalmente il comportamento di una automobile, il comfort per i passeggeri e le sensazioni di guida. Mentre pensa e osserva passeggiando, un ragazzino urla e svolazza un giornale per aria. “Hitler invade la Polonia! Ultim’ora!”. Oh parbleu!

Andiamo avanti al 1945.

Le fabbriche parigine di Citroën sono a pieno regime, per fortuna è tutto finito. Finalmente si può tornare a sognare. Sulla scrivania di Paul arriva una cartellina che dice “Progetto VGD”. All’interno ci sono una serie di richieste per una vettura che dovrà motorizzare le famiglie del boom economico Francese del dopoguerra, stuzzicando anche una clientela più abbiente, e che richiede innovazioni tecnologiche significative.

Dal cassetto riappare un blocchetto di appunti, con al centro del foglio una formula:

P x V = C

Questa formula si può dimostrare senza problemi con un gas o un liquido compresso all’interno di un recipiente. Se il volume diminuisce, aumenta la pressione, mentre se diminuisce la pressione, aumenta il volume (a parità di massa del gas o liquido). Facendo il prodotto, si ottiene sicuramente una costante.

Un gas inerte che viene costretto all’interno di un recipiente, reagisce alle sollecitazioni come una molla, in quanto è comprimibile. L’olio idraulico invece è incomprimibile, e può essere messo in pressione all’interno di un impianto ed essere utilizzato per tanti scopi, ad esempio attuatori o motori idraulici oppure, come fatto convenzionalmente in tante applicazioni, usato per rallentare o smorzare le oscillazioni di un corpo o di una molla. Avete già capito dove arriviamo?

Insime ad un team composto da altri due luminari come Flaminio Bertoni e Andrè Lefèbvre, si studia la fattibilità di questo sistema partendo da un serbatoio di olio idraulico, una pompa monopistone azionata dal motore e delle sfere in ghisa che possono separare un gas inerte comprimibile (Azoto) dall’olio idraulico, permettendo ad esso di agire sul gas tramite una membrana flessibile. Aggiungete un ammortizzatore per smorzare le oscillazioni e puf, avete creato un sistema di sospensione capace di assorbire le asperità più dure con dolcezza e di poter smorzare perfettamente le oscillazioni della sospensione grazie ad una grande quantità di olio, indirizzabile a piacere per compensare il volume della sfera.

I primi prototipi vengono realizzati proprio su una Citroën Traction Avant, dove si era pensato di risolvere il problema del confort per i passeggeri seduti dietro. Una volta caricato al massimo il bagagliaio però sorgeva un altro problema, quello del livellamento.

Caricando una molla, essa si comprime finchè non viene rimossa la forza applicata. Come capitato a tutti, caricando i bagagli in macchina, il posteriore si abbassa, cambiando l’assetto della vettura. Ma, grazie ad una valvola che, in base alla flessione della barra stabilizzatrice posteriore, aumenta il passaggio dell’olio, si può compensare l’abbassamento della sospensione, riportando la vettura a livello. Geniale.

Ovviamente si può anche controllare questo apporto di olio, parzializzando dall’abitacolo la valvola di passaggio dell’olio e definendo varie altezze di marcia della vettura.

Tutto questo viene poi messo in pratica sulla nuova nata di casa Citroën, la DS. Una vettura talmente avanti da sembrare futuristica ancora oggi. Servosterzo idraulico, cambio semiautomatico, freni a disco sulle ruote anteriori, servofreno idraulico, sospensioni idropneumatiche sulle quattro ruote, autolivellanti e ad altezza variabile. Ricordiamo, quasi 70 anni fa.

Sulla Dea il sistema è azionato da una pompa idraulica rotativa a 7 pistoni, tarata a circa 170 bar, che preleva l’olio idraulico da un serbatoio presente nel vano motore, e lo invia ad una valvola di regolazione della pressione chiamata “congiuntore” che permette di dare e togliere pressione all’impianto quando serve, mantenendo la pressione all’interno di un range definito. Tramite condotti appositi invia questo olio a tutti gli utilizzatori, inclusi i quattro ammortizzatori, dove sono montate le sfere contenenti azoto, separato tramite la membrana divisoria dall’olio idraulico, che passa per dei canali appositi opportunamente dimensionati, dove viene rallentato per ottenere l’effetto di smorzamento dell’oscillazione.

Altra caratteristica affascinante delle sospensioni idropneumatiche è che il sistema ha una condizione di riposo ed una di marcia. A vettura spenta, il sistema idraulico subisce il peso del veicolo, e l’olio “fugge” dagli ammortizzatori, tornando nel serbatoio. Così, l’auto piano piano scende verso terra, arrivando a toccare i tamponi di fine corsa degli ammortizzatori. Quando si accende la macchina, bisogna aspettare circa 5-10 secondi che l’auto si risollevi all’altezza normale di marcia prima di partire. Ovviamente è possibile utilizzare un selettore per conferire più o meno olio agli ammortizzatori, potendo quindi modificare l’altezza della vettura per trasformarla in un fuoristrada inarrestabile, oppure per poter cambiare una gomma senza versare nemmeno una goccia di sudore, tanto si mette sul cric da sola.

Dopo il tutto esaurito degli ordini, i primi tempi sono però disastrosi. Rotture, esplosioni, episodi fi ossidazione dovuta all’olio vegetale utilizzato sulle prime vetture pre-serie. Per ovviare a questo problema, viene utilizzato un olio sintetico idraulico di colore rosso, chiamato LHS (Liquide Hydraulique Synthétique) che aveva una composizione simile a quella del D.O.T. usato per freni e frizioni. Aveva però il piccolo problema di corrodere qualsiasi cosa incontrasse sul suo passaggio. Coloro che però possiedono le DS primissima serie, che funzionano con l’LHS, dicono conferisca un confort di marcia impareggiabile, proprio per la sua natura sintetica e la risposta uniforme alla compressione. La soluzione a tutti i problemi arrivò con l’adozione di un neonato liquido idraulico minerale, di colore verde, chiamato LHM (Liquide Hydraulique Minerale).

La Citroën DS ebbe un successo strepitoso assieme alla gemella meno accessoriata ID. Le sospensioni idropneumatiche garantivano, anche sulle strade Francesi distrutte dalla guerra, la possibilità di viaggiare senza preoccuparsi troppo delle buche, oltre che una tenuta di strada impareggiabile per qualsiasi auto dell’epoca. La geometria delle sospensioni permetteva infatti il perfetto contatto di tutte e quattro le ruote in ogni condizione. La capacità di assorbire le sollecitazioni più dure e l’autolivellamento rendevano l’auto quasi immune alle forature a qualsiasi velocità, permettendo di mantenere il controllo e accostare in sicurezza. La funzione autolivellante è talmente potente nella redistribuzione e compensazione della pressione sui quattro ammortizzatori che è possibile guidare su tre ruote. Grazie alla DS, Charles De Gaulle riuscì a sfuggire ai colpi di mitra degli attentatori, con due gomme bucate.

Al volante una Citroën con le idropneumatiche è completamente diversa da tutto ciò che circola sulle strade con sospensioni convenzionali. Ogni reazione della vettura è estremamente controllata, composta, smussata. Una caratteristica che può essere fastidiosa è quella del rollio importante, mitigato successivamente solo sulle vetture con sospensioni Idrattive o sulla leggendaria Xantia Activa, la vettura senza rollio.

Questo rollio però permette di avere un comportamento estremamente prevedibile e sicuro, con tutte e quattro le ruote che toccano terra.

Ogni avvallamento viene assorbito e ogni buca viene praticamente eliminata. Ogni sollecitazione proveniente della strada viene ridotta di dieci volte, con un andamento da “tappeto volante”. Ci si avvicina a questo effetto solamente guidando vetture con sospensioni pneumatiche, ma comunque il comportamento è profondamente diverso. Fino a metà degli anni 80, in particolare fino all’arrivo della Classe E W124 di Mercedes, con una Citroën con sospensioni idropneumatiche eri il padrone della strada, non come prestazioni assolute, ma come costanza di rendimento e sicurezza.

Il sistema, dopo oltre un milione e quattrocentomila DS e ID era perfettamente affidabile e sviluppato, tant’è che venne riprogettato e semplicato (mantenendone la struttura e la logica di funzionamento), per essere montato sulle nuove Citroën SM, CX e GS, per proseguire su BX, XM, Xantia, C5 e C6, per un totale di quasi 9 milioni di automobili dotate di sistemi di sospensione idropneumatiche, più o meno raffinate.

Quindi… sono affidabili?

In linea di massima si, ma dipende dalle versioni. Il sistema di sospensioni idropneumatiche montato fino alla fine degli anni 80 era puramente idraulico, perciò l’affidabilità è legata ai singoli componenti. Le sfere montate sugli ammortizzatori sono la prima cosa che si deteriora, perché la membrana che divide il gas dall’olio ha una naturale permeabilità che permette al gas di “scappare” perdendo pressione. Una volta scesi sotto ad una certa pressione, le sfere perdono l’effetto ammortizzante e le buche diventeranno sassate nei denti, non piccole bottarelle di cui nemmeno ci si accorge.

La pompa, a uno, cinque o sette pistoni, si può revisionare ed ha comunque una durata significativa, ma, se si danneggia, l’auto rimarrà a terra senza possibilità di muoversi. Lo stesso accade se si rompe un tubo o un raccordo idraulico. Gli ammortizzatori hanno alcune guarnizioni che possono danneggiarsi ed iniziare a perdere olio, mentre l’effetto di smorzamento viene garantito da un sistema di lamelle d’acciaio (agiscono come valvole unidirezionali) che rallentano la velocità dell’olio che scorre attraverso gli ammortizzatori, perciò difficilmente si danneggeranno.

Il “congiuntore” è dotato di una “sfera” uguale a quella delle sospensioni e soggetta alla stessa usura, ma nella sostanza si tratta di una valvola di massima pressione molto semplice. Normalmente agisce aprendo o chiudendo il passaggio dell’olio ogni 10-15 secondi, oppure ogni volta che il sistema non è alla pressione operativa. Se il congiuntore è danneggiato o ci sono delle perdite di pressione significative, allora agirà in continuazione, cercando disperatamente di riportare in pressione il sistema. La frequenza di azionamento del congiuntore ci aiuta anche a capire se un sistema di sospensioni è sano oppure no.

Per ottenere l’effetto autolivellante, sono installati sui due assi dei correttori d’altezza, che agiscono sulle barre stabilizzatrici delle sospensioni. Quando l’auto viene caricata, la barra segue la compressione delle sfere e l’abbassamento dell’auto. I due correttori d’altezza hanno all’interno una valvola che si apre e chiude in base alla rotazione della barra, perciò una volta raggiunto nuovamente il livello, il correttore d’altezza sigilla gli ammortizzatori posteriori con il loro nuovo quantitativo d’olio idraulico. Ovviamente anche loro possono subire usura e perdite, e possono essere sostituiti con facilità o revisionati.

Un punto debole, abbastanza impensabile ma letale, è situato sul serbatoio. Qui, oltre ad un filtro che impedisce ai residui di gomma dei vari componenti soggetti ad usura di contaminare l’olio, c’è l’incubo dei Citroenisti, il RAGNO.

Questo banale pezzo di plastica funge da deviatore delle varie linee idrauliche, che riportano l’olio non in pressione dai vari utilizzatori alla fine dell’impianto idraulico. Vista la qualità della plastica di 30, 40 o anche 50 anni fa, è normale immaginare che questi “ragni” prima o poi cedano o si rompano, provocando un bel lago di olio LHM e obbligando il malcapitato a chiamare il carro attrezzi.

Dagli anni Novanta in poi, le sospensioni sono diventate Idrattive. Con l’aggiunta dei sensori e di una centralina, l’auto è capace di intuire e reagire alle sconnessioni e ai vari movimenti della scocca, adeguando le sospensioni per garantire una tenuta di strada perfetta. Tuttavia, il tempo, l’umidità, l’usura dei componenti elettrici e la difficoltà nel reperire i ricambi possono far diventare queste sospensioni un vero incubo dal quale non ci si sveglia mai. Diffidate quindi da coloro che descrivono le sospensioni idropneumatiche come una idea stravagante mal realizzata o inaffidabile; spesso questi racconti provengono dagli anni in cui le auto erano nuove e gli unici a poterci mettere le mani erano gli autorizzati Citroën, con costi dei ricambi e della manodopera da capogiro, che spesso portavano il proprietario a far rottamare l’auto piuttosto che ripararla. Oggigiorno un set di quattro sfere di ricambio si aggira sui 200 euro, una pompa revisionata sui 500 e il resto dei ricambi si trova dagli specialisti Citroën, che per fortuna non mancano.

Se siete arrivati fin qua, avete tutti gli strumenti per comprendere ed amare questa meravigliosa innovazione di Citroën, usata persino sulle Rolls Royce Silver Shadow (con un accordo di licenza) e sui carri armati.

Se non vi basta, se siete rimasti a bocca aperta e se avete voglia di dedicare ad un oggetto inanimato svariate ore del vostro tempo e una quantità di denaro indefinita, fate come me. Compratevene una.