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Technique - l'hydraulique


LA TECHNIQUE

 

L'HYDRAULIQUE, SUSPEND CITROËN EN HAUTE SPHERE.

Le principe de la suspension hydropneumatique Citroën a d'abord été mis en application sur le train arrière de la Traction 15/six H de 1954. Puis nos DS et ID en bénéficièrent dès leur lancement en 1956. Passé l'effet de surprise, l'efficacité du système a transformé de simples clients Citroën en citroënistes convaincus. La sphère bénéficie d'une haute estime.

L'hydraulique Citroën est un sujet complexe puisqu'elle concerne la direction, la suspension, le freinage, et sur certains modèles la boîte de vitesse. Une suspension sans ressort, sans amortisseur téléscopiques, mais avec un liquide (par définition imcompréssible) enfermé avec un gaz (compréssible lui) sur lequel il s'épaule. Enfermés dans une sphère d'acier, appellation officielle du constructeur, et séparés par une membrane.

La sphère, c'est gonflé.
On a d'abord connues ces sphères de couleur noires (jusqu'en septembre 1966) car fonctionnant avec un ensemble hydraulique alimenté par du liquide rouge, le fameux LHS et LHS2 (Liquide Hydraulique Synthétique). Puis en 1967 ces sphères, comme tous les éléments hydrauliques, sont peintes en vert car elles utilisent un nouveau liquide hydraulique le LHM (Liquide Hydraulique Minéral). Le LHM et le LHS ne sont pas mélangeables, comme d'ailleurs tous les appareillages hydrauliques: le noir,avec le noir; le vert, avec le vert.

Chaque sphère renferme de l'azote et du liquide hydraulique, séparés par une membrane de caoutchouc. Le gaz emprisonné au remplissage l'est à une pression précise, selon le poids supporté par l'essieu. Cette pression diffère entre l'avant et l'arrière d'une même voiture et entre une berline et un break:
59 bars pour l'avant et 26 pour l'arrière pour une berline; 59 et 37 pour un break.

Comment ça marche?
Sous l'effet d'une pompe haute pression et d'un accumulateur principal (cinquième sphère de la voiture, couplée au conjoncteur disjoncteur), le liquide remplit la partie inférieure de la sphère, sous la membrane, venant presser sur le gaz, situé donc dans la partie supérieure. Schématiquement, quand la roue passe dans une ornière ou sur une bosse, le liquide exerce une pression sur la membrane qui se déforme et comprime le gaz qui amorti en se comprimant ou en se détendant.
Notons que l'on pourrait croire que ce mouvement se réalise de façon "naturelle". Il n'en est rien puisqu'en fait c'est un petit organe qui se trouve juste à la base de la sphère qui joue le rôle d'amortisseur: il s'agit de clapets déformables, que l'on nomme aussi clinquants, dont le nombre et l'épaisseur varie en fonction des modèles de sphères. Ils obturent les orifices de passage du liquide en le freinant, lors de la compression ou de la détente.

Avant d'être sertis à la base de la sphère, ces amortisseurs étaient démontables (jusqu'en novembre 70) et donc réglables.

Un bouchon pour laisser sphère.
A l'origine, Citroën déconseillait la recharge des sphères en azote, remplaçant systématiquement les sphères dégonflées par des neuves. Sous la poussée d'accessoiristes, on s'est rapidement aperçu que le système de regonflage des sphères étaient bien pratique, puisqu'il pouvait même être effectué sur la voiture, sans aucun démontage. En effet le bouchon de la sphère, en forme de dent de loup et frappé du chiffre de la pression de gonflage et qui surmonte la sphère peut servir à la recharge. Quelques équipementiers vont jusqu'à l'échanger par une valve, pour les regonflages ultérieurs. Mais tout cela présuppose une membrane en bon état...Car c'est la seule barrière entre le gaz et le liquide.

Magès le magicien.
Profitons en pour rendre hommage à l'inventeur de ce fameux système qui fit de Citroën un constructeur de légende: Paul Magès.
En 1990, la XM avec sa suspension hydractive s'approche le mieux de ce que souhaitait le père de l'hydraulique puisqu'il a essayé un montage de suspension antigîte donnant à la DS la possibilité de se pencher à l'intérieur du virage. Un prototype surnommé "la danseuse" subira des essais d'antigîte à l'usine.
En 1961 cela débouchera sur des essais de suspension laissant la DS virer complètement à plat, avec l'avantage inattendu de moins fatiguer les pneus...Des raisons économiques eurent raison de cet ambitieux projet.
Pourtant, bien des années plus tard, Citroën développera l'ultime aboutissement du programme sur l'Activa. Ces prototypes à suspension hydractive issue des idées de Magès, virent à plat, le système compensant le tangage et le roulis, tandis qu'en courbe il peut aussi agir comme "la danseuse" en contre-roulis pour incliner légèrement la voiture à l'intérieur du virage...
Principe appliqué sur la Xantia activa.

Inégalable DS...

 


On peut voir les sphères noires cerclées de bleu inclinées, le réservoir du liquide hydraulique à droite pour cette ID 64 du club fonctionnant donc en LHS.

Une sphère en coupe. La membrane (trait noir épais), sous la pression de l'azote est "collée" au fond.


Principe de fonctionnement sur les DS et ID.

La preuve par l'image du fonctionnement en roue indépendante, pour cette DS 1958 du club.


Prototype Activa et DS 19

 

 

LA DIRECTION

La direction DS 19 est une direction classique à pignon et crémaillère assistée hydrauliquement. Le volant entraîne simultanément le pignon de commande de crémaillère et un distributeur tournant solidaire du pignon. Le distributeur envoie du liquide sous pression du côté utile d'un piston relié à la crémaillère mettant l'autre côté en liaison avec le réservoir (vérin hydraulique). La crémaillère est alors poussée ou tirée dès le début de rotation du volant.

Fonctionnement: Le distributeur se compose de deux tiroirs commandés par une fourche d'accouplement liée au volant. Lors d'une action sur le volant, la fourche appuie sur l'un des tiroirs en libérant l'autre (rappelé par son ressort). Le tiroir enfoncé met en communication la source de pression avec le côté convenable du piston. Le tiroir soulevé établit une liaison directe entre l'autre côté du piston et le réservoir. Le piston poussé entraîne la crémaillère qui à son tour commande les barres d'accouplement, les relais et les roues.

 

LE FREINAGE

Les circuits de freinage AV et AR sont indépendants: Le circuit de freinage AV est alimenté par un accumulateur relié au circuit de suspension AV. Le circuit de freinage AR est branché directement sur la suspension AR, répartit l'effort exercé sur la pédale entre deux distributeurs.

Ces distributeurs séparés ou tiroirs (1 pour l'AV, 1 pour l'AR) envoient lorsqu'ils sont sollicités du liquide dans les freins sous une pression proportionnelle à l'effort qu'ils ont reçu.

Fonctionnement: Lors d'une action sur la pédale (fig.1) les tiroirs assurent la liaison: source de liquide sous pression / cylindres de freins, quand l'effort cesse sur la pédale le liquide retourne au réservoir.

Dosage du freinage. La pression agissant sur les pistons des cylindres de frein agit en même temps sous les tiroirs distributeurs ce qui a pour effet de créer une proportionnalité entre l'effort exercé sur la pédale et la pression agissant dans les freins. Pour augmenter le freinage il faut augmenter l'effort sur la pédale d'où : dosage possible et facile du freinage.

Répartition de freinage: (fig.2) Dans un cylindre relié à la suspension AR coulisse un piston solidaire d'un chariot qui peut se déplacer sur le plateau en appui sur deux tiroirs distributeurs.

Le point de contact du plateau de commande des distributeurs par le levier de frein est fonction de la pression régnant dans les sphères de suspension AR. Ce point de contact déterminera la répartition de l'effort sur chaque tiroir distributeur et par la suite la pression de freinage dans chacun des circuits. Réglage: Quand le véhicule n'est pas chargé, le chariot est est positionné pour donner une prépondérance aux freins AV (poids supérieur à l'avant du véhicule). A mesure que la charge varie sur la suspension AR le chariot se déplace sur le plateau répartiteur donnant de nouvelles valeurs de freinage AV et AR. Nota - Dans le cas le plus défavorable c'est-à-dire d'une charge maximum à l'AR de la voiture, le point de contact se trouvera sensiblement au centre du plateau de commande des tiroirs.

Freins avant:(DS - ID - Break). Ils sont du type à disque. Le serrage s'effectue sur un secteur limité du disque, l'autre partie du secteur étant à l'air libre.

Bloc de freinage: Ces freins sont constitués d'un disque (placé à la sortie du différentiel de la boîte de vitesses) sur lequel est monté un bloc de freinage pouvant se déplacer en translation. Ce bloc possède un corps appelé étrier; dans celui-ci coulisse un patin mobile muni d'une garniture, une deuxième garniture fixe fait partie de l'étrier.

Fonctionnement: Le liquide sous pression agit sur les pistons montés dans le patin mobile, comme ces pistons sont en appui sur l'étrier c'est le patin qui se déplace pour venir en contact avec le disque, l'ensemble se centre ensuite sur le disque en translation.

Avantages des freins à disque: Répartition uniforme des pressions sur toute le surface de frottement des garnitures. Grande surface de refroidissement le disque tournant à l'air libre. Absence de déformation. Un faible jeu entre garnitures et disque permet une action rapide des freins. Outre ces avantages ces freins possèdent un système automatique de rattrapage d'usure. Rattrapage s'effectuant après manoeuvre du frein secondaire.

Freins arrières: Les freins AR des DS - ID - Break sont des freins à tambour d'un type classique.

 

 LE FREINAGE DE L' ID

Freinage: Principe: Les circuits de freinage AV et AR sont indépendants, chaque circuit possède une réserve de pression : freins AV Accumulateur principal. Freins AR Suspension AR. Une commande mécanique actionne deux tiroirs distributeurs placés l'un au-dessus de l'autre. Le liquide sous pression est dosé et dirigé vers les cylindre de freins.

Fonctionnement : Un effort sur la pédale se transmet sur le 1er tiroir qui descend mettant l'accu principal en liaison avec les freins AV. En même temps le liquide sous pression passe par l'orifice (O) pour agir sur le 2e tiroir qui à son tour descend établissant la liaison suspension AR freins AR. Ce 2e tiroir correspond avec la chambre (C) par l'orifice (F) une contre pression s'établit alors (venant s'ajouter à la contre pression donnée par le ressort (R) réalisant une proportionnalité entre l'effort donné sur la pédale et la pression délivrée dans les freins AV et AR : Dosage possible et facile du freinage.

Remarque: Dans le cas d'un coup de frein maximum la pression délivrée sera :

- pour les freins AV : pression régnant dans l'accu principal.

- pour les freins AR : pression régnant dans la suspension AR. (pression variable avec la charge supportée par le véhicule).

Nota. La descente du 2e tiroir conditionné par celle du 1er tiroir aura lieu quand la pression aura atteint une valeur très faible dans les freins AV et ce dans tous les cas.