Hydropneumatik :

Die Hydropneumatik ist im Prinzip eine hydraulisch angesteuerte Gasfederung. Im Gegensatz zu den meisten Luftfederungen (z.B. von Mercedes, Audi, VW und Range Rover), die mit komprimierter Außenluft und ohne Hydrauliköl funktioneren und somit in gewisser Weise meist ein offenes System sind, ist die Hydropneumatik ein in sich geschlossenes System. Hierbei sitzt an jedem Rad ein Kolben (ähnlich wie bei einem Stoßdämpfer) mit einer Kugel an einem Ende. Diese Kugel ist hohl und hat in der Mitte eine Membran, die das von der Kolbenseite kommende Öl von dem Stickstoff trennt (vgl. folgende Skizze).

Wird z.B. eine Bodenwelle überfahren, so drückt das Öl (bis 1966: rote LHS, ab 1966: grüne LHM) auf die Membran und somit auf den Stickstoff. Da Flüssigkeiten nicht (oder nur kaum) komprimierbar sind, Gase hingegen schon, dient das Gas (also der Stickstoff) als eigentliche Federung. Die Dämpfung (also der "Stoßdämpfer") erfolgt durch eine Verengung (= Dämpfer) für den Ölzufluß in die Kugel, die das Öl bremst.

Soweit zum Grundschema. Die Hydropneumatik funktioniert unter Druck (bis zu 175 bar), dazu wird eine Hydraulikpumpe vom Motor angetrieben, die das Hydrauliköl vom Vorratsbehälter in den oder die Druckspeicher pumpt, dort gepuffert wird und ggfs. ein Mengenteiler verteilt das Hydrauliköl dann in die Federung und (ja nach Modell und Ausstattung) auch in die Lenkung, Bremse und Schaltung. Je nach Modell und Baujahr gibt es einige Unterschiede, z.B. wird teilweise die Lenkung direkt von der Hydraulikpumpe angesteuert oder das Bremsventil bekommt bereits vor Federung und Lenkung vollen Druck. Nicht mehr genutztes Hydrauliköl fließt durch Rückleitungen wieder in den Vorratsbehälter.

Ein großer Vorteil der Hydropneumatik liegt in der Kombination von Gasfederung mit permanentem Niveau-Ausgleich durch Höhenkorrektoren. Erst durch durch diesen Niveau-Ausgleich konnten die Federwege extrem klein gehalten werden (nur rund 30-40 Prozent des Federweges normaler Autos), die Federrraten hingegen besonders weich. Durch den kurzen Federweg kann die Bauhöhe besonders niedrig ausfallen, wovon die Aerodynamik profitiert. So war beispielsweise der CX in den 1970ern vergleichsweise niedrig im Vergleich zur Konkurrenz.

Da ständig u.a. durch kleinere Undichtigkeiten Hydrauliköl zurück fließt (deswegen sinken hydropneumatische Fahrzeuge nach Abstellen des Motors nach einiger Zeit ab), muß ständig nachgepumpt werden. An jeder Achse sitzt ein Höhenkorrektor der bestimmt, ob und wieviel Öl wohin muß. Dadurch wird auch die Fahrzeugöhe automatisch korrigiert (= Niveauregulierung). Durch verstellen eines Hebels im Innenraum (je nach Modell mechanisch oder elektrisch) kann man ferner noch die Fahrzeughöhe in mehreren Stufen verändern (höher = mehr Öl). Dieses wird nur für z.B. schlechte Wege oder zum Radwechsel benötigt und ist nicht zum Fahren geeignet.

Vorteil: höherer Federungksomfort durch schnelleres Ansprechen

Nachteil: benötigt relativ viele Hydraulikleitungen, verteuert somit die Produktion eines Wagens

Warum nutzt dieses sehr praktische und komfortable System nur Citroën? Dem ist nicht so, denn auch einige Rolls Royce (vorne und hinten Silver Shadow I, nur hinten Silver Shadow II) und Bentley (vorne und hinten T1, nur hinten T2) zwischen ca. 1960 und 2002 haben Hydropneumatik! Der einzige Unterschied ist, daß bei Rolls Royce und Bentley die Hydropneumatik nur zur Niveauregulierung dient, diese Wagen haben weiterhin ganz normale Stahlfedern und Stoßdämpfer. Rolls Royce und Bentley bekommen hydropneumatische Bauteile direkt von Citroën und verbaut diese ohne weitere Qualitätskontrolle, was für die Qualität der Hydropneumatik spricht! Ferner hat Mercedes Benz bei manchen S-Klassen ( 450 SEL 6.9 und W126 bei V8 SEL) hydropneumatische Federung verbaut (meist gegen Aufpreis).

Folgende Citroën haben eine hydropneumatische Federung:
1954 - 1957 : Traction Avant 15CV6 H (nur an der Hinterachse und nur auf Wunsch)
1955 - 1975 : DS, ID, DSpecial, DSuper (Federung, Bremse, meist Lenkung, teilweise Schaltung)
1969 - 1971 : M35 (Federung)
1970 - 1975 : SM (Federung, Bremse, Lenkung)
1970 - 1985 : GS, GS Birotor, GSA (Federung, Bremse)
1974 - 1991 : CX (Federung, Bremse, meist Lenkung)
1982 - 1994 : BX (Federung, Bremse, teilweise Lenkung)
1989 - 2000 : XM (Federung, Bremse, Lenkung)
1993 - 2002 : Xantia (Federung, Bremse, Lenkung)
seit 2000 : C5 (Federung)

Hydractive I und II :

Mit dem Erscheinen des XM 1989 gab es eine Weiterentwicklung der hydropneumatischen Federung: das hydractive Fahrwerk. Im Gegensatz zur Hydropneumatik hat Hydractive drei Federkugeln (je eine pro Rad und eine weitere pro Achse) und zusätzliche Dämpfer pro Achse, die bei Bedarf zugeschaltet werden. Diese Zusatzkugel erhöht das Gasvolumen (im Vergleich zur Hydropneumatik um 50%) und die Zusatzdämpfer verringern die Dämpfung (wenn zugeschaltet), was zusätzlichen Federungskomfort bringt. Sind diese Zusatzkugel und die Dämpfer abgeschaltet, wird die Fahrwerksabstimmung straffer und somit werden Seitenneigung und Nickbewegungen der Karosserie verringert und ein stabileres Fahrverhalten in kritischen Situationen erzeugt. Im normalen Betrieb werden zu ca. 85% alle 6 Federkugeln in Betrieb sein und das Umschalten von hart auf weich und umgekehrt ist nicht zu spüren.

Verschiedene Sensoren (Karosseriebewegung, Bremsdruck, Beschleunigung am Gaspedal, Einschlagswinkel und Einschlagswinkelgeschwindigkeit am Lenkrad, Fahrzeuggeschwindigkeit) geben ihre Daten an einen Rechner, der dann aufgrund von Kennlinien die beiden dritten Kugeln je Achse dazu- oder abschaltet.

1993 kam mit dem Xantia Hydractive II, welches Ende 1993, Anfang 1994 auch im XM Hydractive I ersetzte. Hydractive II funktioniert im Prinzip wie Hydractive I, nur einige Details änderten sich. So gab es nun zwei statt einem Schaltventil für die Umschaltung hart / weich, die Umschaltung erfolgt nun in 4/100 Sekunden statt vorher 5/100 Sekunden und die Rechnerleistung wurde verdreifacht. Während bei Hydractive I durch betätigen des Schalters "Auto / Sport" die 3. Kugel abgeschaltet wurde, so wurde bei Hydractive II durch betätigen des nun "Norm / Sport"-Schalters lediglich die Kennlinien verändert, der Wagen bleibt im Hydractive-Modus, schaltet aber eher die 3. Kugel ab.

H1, H2, H3 und H4 werden oft mit Hydractive I und II verwechselt. Mit H1 bis H3 wurden die Rechner bei Hydractive I bezeichnet, seit Hydractive II gabs H4.

AFS (Activa) :

Der Xantia Activa wurde 1994 vorgestellt und ab 1995 verkauft, hat zusätzlich zu Hydractive II noch AFS = Aktive Fahrwerks – Stabilisierung (im französischem Systeme Citroėn de Contrôle Actif du Roulis = SC.CAR). Hierbei werden per Hydraulikzylinder, die auf die Querstabilisatoren wirken, nahezu jegliche Seitenneigung verringert. Ein Xantia Activa hat 6 Federkugeln für Hydractive II + eine 7. für die Änderung der Charakteristik der beiden mechanischen Querstabilisatoren + eine 8. als Druckreserve.

Im Detail: Der Xantia Activa hat im Vergleich zu einem normalen Xantia härtere und dickere Querstabilisatoren (vorne 28 mm, hinten 25 mm Durchmesser). Diese würden rein mechanisch betrieben die Seitenneigung in Kurvenfahrt bereits stark dämpfen, aber wegen ihrer Härte den Komfort bei Geradeausfahrt deutlich verschlechtern. Damit dieses nicht geschieht, wird dieses von der 7. Kugel abgefangen (vergleichbar mit einer Art Stoßdämpfer für die Querstabilisatoren und bewirkt z.B. vorne das gleiche als ob der Querstabilisatordurchmesser von 28 mm auf 23 mm verringert worden wäre) und somit in etwa der Federungskomfort eines Xantia mit Hydractive II erreicht. Neigt sich der Wagen nun bei Kurvenfahrt um 0,3° (in Worten: null Komma drei Grad!!!) so wird besagte 7. Kugel verriegelt und die Querstabilisatoren sind hart und verhindern eine weitere Seitenneigung. Sollte sich der Wagen dennoch weiter neigen, so werden mit Hilfe von unter hohem Druck stehender Hydraulikflüssigkeit aus der 8. Kugel die Stabilisatorenbefestigungen an den Federbeinen vorne links und hinten rechts mechanisch verlängert oder verkürzt. Somit wird ein Xantia Activa in eine nahezu waagerechte Lage gedrückt!

Erst bei einer Querbeschleunigung von 0,6 g öffnet sich das System leicht, so daß bei 0,9 g eine minimale Seitenneigung von weniger als 1° erreicht wird. So wird der Fahrer in Kenntnis gesetzt, daß er sich dem Grenzbereich nähert und nicht übermütig werden soll. Hier wird ganz klar der Charakter einer Sicherheitseinrichtung, als welches das AFS gebaut und verkauft wurde, untermauert.

Mit einem Xantia Activa sind Querbeschleunigungen von bis zu 1,2 g möglich! Leistungsfähige Reiselimousinen schaffen meist nur 0,9 g und selbst sportlichen Wagen wie Honda NSX und BMW M-Serie mit Raumlenkerachsen und Sportfahrwerken setzt die Physik ihre Grenzen wo ein Xantia Activa noch vollen Grip hat. Mehr Querbeschleunigung als ein Xantia Activa schaffen nur sehr wenige Wagen wie z.B. Ferrari F40. Aber keiner dieser Wagen bieten einen annähernd so guten Federungskomfort!

Warnung! Der Grenzbereich des Xantia Activa ist sehr schmal! Dieses sollte nie unterschätzt werden! Überschreitet ein Xantia Activa seinen Grenzbreich, so ist dieser Wagen nicht mehr aufzufangen!

Folgende Tabellen zeigen, was AFS in einem Xantia Activa an Fahrleistungen ermöglicht:

Rollneigung in Grad bei einer Kurvensimulation mit 0,5g Querbeschleunigung :

Erzielte Leistungen (Rollwinkel bei Querbeschleunigung) :

weitere Entwicklung :

Seit 2001 gibt es den Citroën C5, welcher (je nach Modell) mit Hydractive 3 oder Hydractive 3+ ausgestattet ist. Beide Systeme senken den Wagen bei einer Geschwindigkeit von 110 km/h um einige Millimeter ab um den Luftwiderstand zu verrringern und den Wagen besser auf der Straße liegen zu lassen. Sinkt die Geschwindigkeit wieder unter 60 km/h oder ist die Fahrbahnbeschaffung nicht ideal, so wird die Bodenfreiheit wieder erhöht.

Hydractive 3+ arbeitet ähnlich wie Hydractive II, hat eine 3. Federkugel je Achse welche je nach Fahrsituation (z.B. in Kurven) dazu oder abgeschaltet wird und so die Seitenneigung verringert bzw. den Federungskomfort erhöht.

Bei Hydractive 3 und Hydractive 3+ wird statt einer vom Motor betriebenen eine elektrische Pumpe benutzt, die auch bei stehendem Motor Höhenveränderungen erlaubt (z.B. Start der Pumpe beim Entriegeln der Türen per Fernbedienung oder beim Kombi Senken und Heben des Hecks per Schalter im Kofferraum).

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