Lenken, Bremsen, Federn und Schalten per ZentralhydraulikDas Besondere der knapp 5 m langen DS ist ein 34 m langer Hydraulikkreislauf, in dem bei laufendem Motor ca. 5 Liter eines je nach Modell synthetischen (roten) oder mineralischen (grünen) Hydrauliköls zirkulieren. Über dünne gebördelte Metallröhrchen werden die Zweikreis-Hochdruckbremsen, die hydropneumatische Federung, die Servolenkung und je nach Modell auch das halb- oder vollautomatische Getriebe mit dem benötigten Arbeitsdruck versorgt. Rücklaufschläuche aus Gummi leiten nicht mehr benötigtes Öl in einen fassförmigen Ausgleichsbehälter im Motorraum zurück. Aus diesem Behälter fördert eine meist per Keilriemen vom Motor angetriebene Hochdruckpumpe das Öl in den Hydraulikkreislauf; jedoch nicht direkt, sondern über eine Druckspeicherkugel mit Druckreglerventil, von der aus das unter einem Druck von bis zu 170 Bar stehende Öl an die verschiedenen "Organe" des Kreislaufs weitergeleitet wird. Die Druckspeicherkugel sieht aus wie eine leicht überdimensionierte Handgranate und ist durch eine flexible Gummimembran in zwei horizontale Hohlkammern unterteilt. In der oberen Kammer befindet sich unter einem bestimmten Druck stehender Stickstoff, in der unteren Kammer das von der Hochdruckpumpe eingeförderte Hydrauliköl. Durch die stetige Abgabe des Hydrauliköls an die Organe des Kreislaufs nimmt das Ölvolumen in der Druckspeicherkugel fortlaufend ab. Sobald dort der aus dem vorhandenen Gas-/Ölvolumen resultierende Druck unter einen vorgegebenen Mindestwert fällt, öffnet das Druckreglerventil die Verbindung zur Hochdruck-Hydraulikpumpe. Diese fördert nun unter Last mit einem typischen Schnarr- und Rasselgeräusch so lange Hydrauliköl aus dem Ausgleichsbehälter in die Druckspeicherkugel, bis der vorgegebene Maximalwert wieder erreicht ist und das Druckregelventil die Hauptdruckzufuhr von der Pumpe mit einem metallischen Klick verschließt. Durch die Zwischenspeicherung steht dem Kreislauf unabhängig von der Motordrehzahl stets ein gleichmäßiger Arbeitsdruck zur Verfügung; außerdem dient der Druckspeicher als Notfallreserve für den Fall eines plötzlichen Motor- oder Pumpenversagens. Fällt der Druck im Kreislauf unter den vorgegebenen Mindestwert, verschließen spezielle Sicherheitsschieber sofort die Zufuhrleitungen für Federung, Lenkung und Getriebe und leiten den gesamten verfügbaren Restdruck auf die vorn liegenden Scheibenbremsen um. Die verbleibende Druckreserve reicht in der Regel für mehrere Vollbremsungen aus hoher Geschwindigkeit. Die komplexeren Modelle mit halb- oder vollautomatischem Getriebe verfügen sogar noch über eine weitere Druckspeicherkugel, die nur für den Bremskreislauf zuständig ist. Ansonsten kann der Fahrer auch die je nach Modell per Pedal oder Handgriff zu betätigende Handbremse nutzen; sie wirkt bei der DS über separate Bremsklötzer auf die vorn liegenden Bremsscheiben und kann im Notfall als vollwertige mechanische Bremse eingesetzt werden.
Wenn der Motor abgestellt wird, bleibt auch die Hydraulikpumpe stehen. Die im Druckspeicher vorhandene Druckreserve verbraucht sich allmählich, das Hydrauliköl aus dem Kreislauf läuft in den Ausgleichsbehälter zurück, und das gesamte Fahrzeug senkt sich mangels Federungsdruck zusehends ab, bis es nur noch wenige Zentimeter über der Straße liegt. Nach dem Wiederanlassen des Motors dauert es je nach vorheriger Standzeit wenige Sekunden bis zur typischen "Gedenkminute", bis alle Hydraulikorgane mit dem zum Fahrbetrieb benötigten Arbeitsdruck versorgt sind und sich das Fahrzeug wieder auf seine fahrtaugliche Fahrwerkshöhe "hochgepumpt" hat. Da der Federungskreislauf an der Hinterachse weniger Druck benötigt und den fahrtauglichen Zustand dadurch eher erreicht als der Federungskreislauf an der deutlich schwereren Vorderachse, erinnern die Sekunden nach dem Start einer DS bildlich sehr an das gemächliche Aufstehen eines Kamels über Hinter- und Vorderbeine. Die hydropneumatische Federung Ein Theorem des Physikers Pascal besagt: "Eine Flüssigkeit ist nicht komprimierbar und überträgt alle Druckschwankungen, denen sie ausgesetzt wird, vollständig und an alle Punkte." Bei der DS ist es das Hydrauliköl, das die mechanische Verbindung zwischen den Rädern und ihren Federelementen herstellt. Die Räder der DS sind einzeln an Schwingarmen am Chassis aufgehängt und übertragen ihre jeweilige Bewegung mittels einer Stößelstange in einen mit Hydrauliköl gefüllten "Federzylinder", der über eine Zufuhr- und Rücklaufleitung an den Hydraulikkreislauf angeschlossen ist. Am oberen Ende jedes Federzylinders ist ein Federelement aufgeschraubt, das sowohl die Feder als auch den Stoßdämpfer in sich vereint: die so genannte "sphärische Gasdruckfeder" oder kurz "Federkugel". Auch sie wird wie die Druckspeicherkugeln durch eine flexible Gummimembran in zwei horizontale Hohlkammern unterteilt, und auch bei ihr befindet sich in der oberen Kammer unter einem bestimmten Druck stehender Stickstoff, im unteren Teil das vom Federzylinder einströmende Hydrauliköl. Beim Einfedern eines Rads drückt der Schwingarm seine Stößelstange in den zugehörigen Federzylinder, und die dort enthaltene nicht komprimierbare Flüssigkeit ("hydros" - das Hydrauliköl) wird gegen die Gummimembran und das nur endlich komprimierbare Gasvolumen ("pneuma" - der Stickstoff) in der oberen Hälfte der Federkugel gepresst. Beim Ausfedern entspannt sich das Gaspolster und drückt das Hydrauliköl über die Gummimembran aus der Federkugel in den Federzylinder zurück. Damit das Hydrauliköl beim Ein- und Ausfedern nicht ungebremst in die Federkugel oder wieder zurück in den Federzylinder gepresst wird, verfügt jede Federkugel am Übergang zum Federzylinder über einen Dämpfereinsatz mit kalibrierten Bohrungen, die ohne Belastung beidseitig von biegsamen Metallplättchen verschlossen werden. Dieser Dämpfereinsatz wirkt wie ein lastabhängiges Öldurchlassventil und sorgt zusammen mit den lang ausgelegten Federwegen dafür, dass das Federungssystem der DS die meisten Fahrbahnunebenheiten regelrecht "wegdämpft", bevor diese sich auf das Chassis übertragen können. Auch heute noch ist das weiche, souveräne und ruhige Dahingleiten in einer DS dank Hydropneumatik ein außergewöhnliches Komforterlebnis und wird oft mit Worten wie "Schweben" oder "magic carpet ride" umschrieben. Selbst Nobelmarken wie Rolls Royce und Mercedes-Benz zeigten sich von der Straßenlage und vom Komfort des hydropneumatischen Fahrwerks beeindruckt und verbauten in ihren Topmodellen über lange Zeit ausgewählte Baugruppen, die sie direkt von Citroen bezogen. Im Gegensatz zu einem herkömmlich gefederten Auto, bei dem man in bestimmten Abständen die Stoßdämpfer wechseln muss, verschleißen die Stoßdämpfereinsätze in der Federkugel nicht und müssen daher in der Regel auch nicht gewechselt werden. Jedoch entweicht der Stickstoff ständig und allmählich aus der oberen Kammer der Druckspeicher- und Federkugeln, und auch deren Membran kann mit den Jahren verschleißen. Daher müssen alle Druckspeicher- und Federkugeln ca. alle 3 - 5 Jahre überprüft, ggf. komplett ausgetauscht, mit einer neuen Membran versehen und/oder wieder so weit mit Stickstoff (bis zu 75 Bar) befüllt werden, damit der erforderliche Gegendruck zum Hydrauliköl gewährleistet ist. Anderenfalls befindet sich nach und nach zu viel und schließlich nur noch Hydrauliköl in den Federkugeln. Da sich das Hydrauliköl nicht komprimieren lässt und die flexible Gummimembran nur als Druckübertragungsmedium zwischen Hydrauliköl und Stickstoff dient, verhärtet sich die Federung nach und nach bis hin zur absoluten Funktionsuntüchtigkeit.
Fahren mit konstanter Bodenfreiheit Dem Physiker Mariotte haben wir die Erkenntnis zu verdanken, dass das Produkt aus dem Volumen und dem Druck einer gleichbleibenden Gasmenge immer konstant ist. Diese Erkenntnis machte man sich für den einfachen und genialen Niveau-Ausgleich der DS zunutze. Bei einem mit 5 Personen und reichlich Gepäck beladenen herkömmlich gefederten Auto leiden oftmals Straßenlage und Federungskomfort, denn es hängt regelrecht durch. Eine DS besitzt jedoch bis zu ihrer maximalen Beladungsgrenze immer die gleiche Bodenfreiheit und den gleichen Federweg, und zwar unabhängig davon, wie stark man sie belädt. Die vorderen und hinteren Schwingarme der DS sind jeweils mit einer dünnen Stabilisatorstange verbunden, die beim Ein- und Ausfedern in die jeweilige Richtung mitläuft. Über ein Umlenkgestänge überträgt jede Stange ihre jeweilige Bewegung auf ein Dreiwegeventil namens Höhenkorrektor, das die drei Zustände Zufuhr, Rücklauf und Abriegeln kennt. Steigen z.B. 2 Personen hinten in eine DS ein, sackt das Heck zunächst wie bei einem herkömmlich gefederten Auto nach unten. Die Stabilisatorstange der hinteren Schwingarme wird dadurch ein Stück eingedreht und das zugehörige Gestänge am hinteren Höhenkorrektor auf "Zufuhr" verschoben. Nun strömt so lange zusätzliches Hydrauliköl mit Hochdruck in die hinteren Federzylinder und Federkugeln nach, bis sich das Heck wieder "wie von Geisterhand" in seine vorherige Position erhoben und die zurücklaufende Stabilisatorstange das Umlenkgestänge am hinteren Höhenkorrektor in den Zustand "Abriegeln" verschoben hat. Obwohl jetzt hinten mehr Masse auf dem Fahrwerk ruht, hat die DS wieder dieselbe Bodenfreiheit eingenommen wie vor dem Einsteigen der beiden Personen. Steigen 2 Personen aus dem Fond eines herkömmlich gefederten Autos aus, nimmt dieses direkt wieder dieselbe Bodenfreiheit wie vor dem Einsteigen ein. Bei der DS befindet sich hingegen in den hinteren Federzylindern und Federkugeln noch jene zusätzliche Menge an Hydrauliköl, die nach dem Einsteigen für den Niveau-Ausgleich zugeführt wurde. Dadurch schnellt das Heck beim Aussteigen genauso weit über die aktuelle Bodenfreiheit nach oben, wie es beim Einsteigen der beiden Personen eingesackt ist. Die hintere Stabilisatorstange verschiebt nun beim Ausfedern durch ihre Ausdrehbewegung das Gestänge am hinteren Höhenkorrektor auf "Rücklauf". Die nicht mehr benötigte zusätzliche Ölmenge lauft nun in den Ausgleichsbehälter zurück, das Heck senkt sich wieder auf seine vorherige Position ab, und die zurücklaufende Stabilisatorstange verschiebt das Gestänge am hinteren Höhenkorrektor schließlich wieder in den Ruhezustand "Abriegeln". Dieser Niveau-Ausgleich erfolgt unabhängig an Vorder- und Hinterachse in allen drei zum Fahren geeigneten Fahrwerkshöhen. Beide Höhenkorrektoren verfügen über einen Dämpfereinsatz, der dafür sorgt, dass das Fahrwerk unterwegs beim normalen Ein- und Ausfedern beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten nicht vorschnell mit einer unnötigen Höhenkorrektur reagiert. Erst wenn die geänderte Fahrwerkshöhe einige Sekunden lang in der gleichen Position anhält, wie es zum Beispiel nach dem Ein- und Ausladen eines schweren Gepäckstücks der Fall ist, gibt der Dämpfereinsatz die Information an das Ventil weiter, das sich daraufhin verschiebt und den erforderlichen Niveau-Ausgleich (Zufuhr oder Rücklauf) veranlasst. Da die hinteren Bremsen der DS ihren Druck aus dem hinteren Federungskreislauf beziehen, wird dadurch gleichzeitig die Stärke des hinteren Bremsdrucks beeinflusst und automatisch eine lastabhängige Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse erzielt. Je stärker das Heck beladen ist, desto mehr Hydrauliköl befindet sich bedingt durch den Niveau-Ausgleich in den hinteren Federzylindern und Federkugeln und desto stärker sind dort die Stickstoffpolster komprimiert. Die hintere Bremsleistung fällt also entsprechend stärker aus, als wenn das Heck unbeladen und die Gaspolster durch weniger Hydrauliköl weniger stark zusammengedrückt wären. Auf diese Weise können die Hinterräder bei unbeladenem Heck nicht abrupt vor den Vorderrädern blockieren. Bremsbedingtes Wegschleudern über die Hinterräder zählte bis zur Einführung des ABS vor allem bei nasser und glatter Straße zu einer der häufigsten Ursachen für schwere Verkehrsunfälle. Die bei der DS verwendete Kombination aus tief liegendem Masseschwerpunkt, langem Federweg, extrem weitem Radstand (3125 mm), permanentem Niveau-Ausgleich, einer schmaleren Spur an der Hinterachse und die starke Gewichtsverlagerung auf die getriebene Vorderachse mit Lenkrollradius Null sorgen für eine äußerst stabile Straßenlage bei jedem Wetter, die selbst durch einen geplatzten Reifen kaum beeinträchtigt wird. Sie ermöglicht der DS sogar das verblüffende Talent zum Fahren auf drei Rädern bei unvermindert hohem Tempo. So fährt beispielsweise 1972 ein DS-Team auf der vereisten und kurvenreichen Rennstrecke von Chamonix trotz eines zerfetzten Vorderreifens unbeirrt weiter auf den 2. Platz, und 1961 kann der Chauffeur von Charles de Gaulles die DS des französischen Staatspräsidenten trotz eines zerschossenen Hinterreifens mit hohem Tempo um das quergestellten Attentäterfahrzeug herumlenken und anschließend mit Vollgas in sicheres Terrain flüchten. Ein anderes zeitgenössisches Auto hätte sich mit hoher Wahrscheinlichkeit überschlagen oder wäre zumindest nicht mehr komplett lenk- und fahrfähig geblieben. Verstellbare Bodenfreiheit und Reifenwechsel ohne Wagenheber Mit einem kleinen Hebel im Fahrerfußraum, der über ein längs im Chassis verlaufendes Gestänge gleichzeitig auf den vorderen und hinteren Höhenkorrektor wirkt, kann der Fahrer die Bodenfreiheit des ca. 1,5 Tonnen schweren Fahrzeugs je nach Straßenzustand erhöhen und wieder verringern. Neben der ersten Fahrposition für normale Stadt- und Überlandfahrten bietet das DS-Fahrwerk gleich zwei spezielle "Acker"-Einstellungen, bei denen sich das Auto binnen weniger Sekunden um einige Zentimeter anhebt. Über das Handhebelgestänge wird einfach der Ölzufuhr- und Rücklaufpunkt der beiden Höhenkorrektoren stufenweise nach oben (mehr Bodenfreiheit) oder nach unten (weniger Bodenfreiheit) verschoben. Beim Vergrößern der Bodenfreiheit wird ihnen "vorgegaukelt", eine vermeintliche Zuladung durch die Zufuhr von mehr Hydrauliköl in alle Federzylinder ausgleichen zu müssen. Da aber lediglich das Ölvolumen in den Federkugeln erhöht wird, bleiben deren Stickstoffpolster geringer komprimiert, als wenn tatsächlich mehr Masse auf dem Fahrwerk ruhen würde. Demzufolge werden die Stößelstangen ein Stück aus den Federzylindern herausgedrückt, und das gesamte Fahrzeug steigt einige Zentimeter nach oben. Der Federweg der DS wird jedoch trotz der weiter ausgefahrenen Schwingarme nicht länger, sondern kürzer, da sich das größere Öl-/Gasvolumen in den Federzylindern und Federkugeln mangels Masse und entsprechendem Gegendruck schwerer komprimieren lässt. Im Gegensatz zu einem mit längeren Federn höhergelegten herkömmlichen Auto federt die DS nun also plötzlich spürbar straffer und unsensibler. Daran ändert sich auch nichts, wenn man nachträglich exakt die Masse zulädt, die in der normalen Fahrwerksposition eine Zufuhr der zusätzlichen Ölmenge ausgelöst hätte, die jetzt als Reaktion auf die Handhebelverstellung zum Erhöhen der Bodenfreiheit in die Federzylinder gedrückt wurde. Die beiden Höhenkorrektoren werten nun nämlich die neue Fahrwerkshöhe als "normal", so dass sie zu ihrer Aufrechterhaltung sofort zusätzliches Hydrauliköl "nachschießen" würden, sobald sich die Zuladung erhöht. Deshalb darf vor allem die zweite "Acker"-Einstellung, bei der die DS auf schlechten Straßen regelrecht zu "hoppeln" beginnt, nur bei geringem Tempo zum Überfahren von extremen Schlaglochpisten, buckligen Feldwegen, Weghindernissen usw. verwendet werden. In der höchsten Fahrwerksposition werden die Schwingarme dann bis an ihren oberen Anschlag ausgefahren, das Gaspolster der Federkugeln ist dabei weitestgehend komprimiert, jede Federkugel annähernd mit dem maximalen Ölvolumen gefüllt, so dass sich der Federweg der Schwingarme abgesehen von ihren Anschlaggummis am Chassis auf nahezu Null reduziert. Diese Fahrwerksposition dient jedoch sowieso nicht zum Fahren, sondern nur zum Unterstellen des "Wagenhebers", der bei der DS in Form einer Metallstütze ausgeführt ist. Bringt man diese Stütze am Chassis an und wählt anschließend die unterste Fahrwerksposition, die ebenfalls nicht zum Fahren vorgesehen ist, läuft das Hydrauliköl nahezu vollständig in den Vorratsbehälter zurück. Dabei sinkt das Auto langsam nach unten, wobei die Räder auf der Seite mit der untergestellten Stütze kurz über dem Boden "in der Luft hängen" bleiben. Ein Reifenwechsel beschränkt sich nun nur noch auf das An- und Abmontieren des jeweiligen Rads. Bei einem Hinterradwechsel muss zuvor noch der jeweilige Heckkotflügel abgenommen werden, der aber lediglich mit einer einzigen Mehrkantschraube am Chassis befestigt ist, die konsequenterweise denselben Durchmesser aufweist wie die Radmuttern. |
