Urządzenie i cechy zawieszenia drążka skrętnego samochodu

Czasami, ze względów konstrukcyjnych, w zawieszeniach samochodowych niepożądane jest stosowanie znanych sprężystych elementów sprężystych lub sprężyn śrubowych. Innym rodzajem takich urządzeń są drążki skrętne. Są to pręty ze stali sprężynowej lub zestawy płaskich blach pracujących skrętnie. Jeden koniec drążka skrętnego jest przymocowany do ramy lub nadwozia, a drugi do wahacza. Podczas ruchu koła następuje kątowe skręcenie drążka skrętnego.

Rozpoczęcie aplikacji na samochody i kontynuacja w chwili obecnej

Nie ma zasadniczych różnic w zachowaniu prawidłowo obliczonych zawieszeń skrętnych lub resorowych. Tematyka drążków skrętnych w odniesieniu do zapewnienia płynnej pracy jest znana od dawna, były one szeroko stosowane w pierwszej połowie ubiegłego wieku w wojskowych pojazdach opancerzonych i są nadal w użyciu. Tam względy rozplanowania były ważne, gdy duża liczba rolek gąsienicowych pojazdów gąsienicowych musiała być wyposażona w indywidualne zawieszenia. Po prostu nie było gdzie umieścić klasycznych resorów i resorów, a poprzeczne pręty z powodzeniem mieściły się w dolnej części kadłuba czołgu lub samochodu pancernego, nie zajmując ograniczonej przestrzeni wewnętrznej pojazdu bojowego. A to oznacza nieobciążanie dodatkowymi kosztami masowymi rezerwacji miejsca zajmowanego przez zawieszenie.

Mniej więcej w tym samym czasie francuscy producenci samochodów z firmy Citroen zastosowali drążki skrętne w swoich samochodach. Doceniliśmy również pozytywne doświadczenia innych firm, zawieszenia ze skrętkami na stałe zadomowiły się w podwoziu auta. Ich stosowanie w wielu modelach przez prawie sto lat wskazuje na brak podstawowych niedociągnięć i obecność zalet.

Projekt zespołu skrętnego

Zawieszenie oparto na drążku skrętnym - drążku lub paczce wykonanej ze specjalnej stali, okrągłej lub prostokątnej, poddanej bardzo złożonej obróbce cieplnej. Wynika to z faktu, że jego wymiary na długość są nadal ograniczone parametrami samochodu, a skręcanie masywnych części metalowych odbywa się zgodnie ze złożonymi prawami fizycznymi. Wystarczy sobie wyobrazić, jak zachowują się w tym przypadku odcinki pręta znajdujące się wewnątrz i na zewnątrz. I w takich warunkach metal musi wytrzymywać stałe obciążenia zmienne, nie gromadzić zmęczenia, które polega na pojawianiu się mikropęknięć i nieodwracalnych odkształceń oraz utrzymywać stabilnie zależność sił sprężystych od kąta skrętu przez wiele lat eksploatacji.

Takie właściwości są zapewnione, w tym wstępne zakrycie drążka skrętnego. Polega ona na tym, że gorący pręt jest wstępnie skręcany w pożądanym kierunku poza granicę plastyczności materiału, po czym jest schładzany. Dlatego prawy i lewy drążek skrętny zawieszenia o tych samych wymiarach zwykle nie jest wymienny ze względu na inną orientację kątów uwięzionych.

Do mocowania na dźwigniach i ramie drążki skrętne są wyposażone w wielowypusty lub inne formy głowic. Zgrubienia dobierane są w taki sposób, aby nie tworzyć słabych punktów bliżej końców wędki. Po uruchomieniu z boku koła wahacz przekształca ruch liniowy w moment obrotowy na drążku. Drążek skrętny obraca się, zapewniając przeciwną siłę.

Czasami drążek jest wspólny dla pary kół tej samej osi. W tym przypadku jest on zamocowany na korpusie w jego środkowej części, zawieszenie staje się jeszcze bardziej zwarte. Jedna z wad zostaje wyeliminowana, gdy długie drążki skrętne na całej szerokości samochodu są umieszczone obok siebie, a ramiona dźwigni po lewej i prawej stronie okazują się różnej długości.

Różne konstrukcje zawieszeń drążków skrętnych

Skrętki można stosować we wszystkich znanych typach zawieszeń, nawet teleskopowych kolumnach MacPhersona, które są maksymalnie zorientowane w stronę sprężyn śrubowych.

Drążki skrętne w zawieszeniach niezależnych

Możliwe są różne opcje układu:

• przednie lub tylne zawieszenie na podwójnych wahaczach poprzecznych, drążki skrętne są połączone na osi obrotu górnego lub dolnego wahacza, mając orientację wzdłużną względem osi pojazdu;
• tylne zawieszenie z podłużnymi lub ukośnymi wahaczami, para drążków skrętnych znajduje się w poprzek nadwozia;

• tylne zawieszenie ze skręcaną półniezależną belką, wzdłuż której znajduje się drążek skrętny, zapewniający niezbędną elastyczność i zmniejszający wymagania dotyczące materiału samej belki;
• przednie zawieszenie z podwójnymi wahaczami wzdłużnymi, dzięki poprzecznym drążkom skrętnym, jest tak kompaktowe, jak to możliwe, wygodne w użyciu w mikrosamochodach;
• tylne zawieszenie z drążkiem skrętnym z wahliwymi wahaczami poprzecznymi i podłużnym układem elementów elastycznych.

Wszystkie typy są dość zwarte, umożliwiają prostą regulację wysokości korpusu, czasem nawet automatyczną za pomocą serwomechanizmu wstępnego skręcenia drążków. Podobnie jak wszystkie inne rodzaje zawieszeń mechanicznych, drążek skrętny wyposażony jest w niezależne amortyzatory teleskopowe tłumiące drgania oraz łopatkę kierującą. Same pręty, w przeciwieństwie do np. sprężyn, nie mogą łączyć funkcji.

Stabilizatory działają również na zasadzie skrętu i tutaj praktycznie nie ma alternatywy.

Zalety i wady

Główną zaletą jest łatwość układania. Elastyczny pręt praktycznie nie zajmuje miejsca pod dnem, w przeciwieństwie do pary sprężyn śrubowych. Jednocześnie zapewnia podobną płynność jazdy. Podczas eksploatacji możliwe jest zwiększenie interferencji ze starzeniem i deformacją części.

Wadą jest złożona technologia produkcji niezawodnych części, a co za tym idzie wysoka cena. Drążek skrętny jest około trzy razy droższy niż dobra sprężyna do podobnego samochodu. A zakup używanego nie zawsze jest uzasadniony ze względu na nagromadzone zmęczenie metalu.

Pomimo zwartości takich zawieszeń nie zawsze wygodnie jest umieszczać długie pręty pod spodem samochodu. W przypadku SUV-a jest to dość łatwe, ale podłoga nadwozia samochodu osobowego znajduje się jak najbliżej jezdni, a na zawieszenie jest tylko miejsce w nadkolach, gdzie bardziej odpowiednie są sprężyny śrubowe.