Il dispositivo e le caratteristiche della sospensione della barra di torsione dell'auto

A volte, per motivi di layout, nelle sospensioni di automobili non è desiderabile utilizzare elementi elastici a molla noti o molle elicoidali a spirale. Un altro tipo di tali dispositivi sono le barre di torsione. Si tratta di barre in acciaio per molle o insiemi di lamiere piane che lavorano in torsione. Un'estremità della barra di torsione è fissata al telaio o al corpo e l'altra è fissata al braccio di sospensione. Quando la ruota viene spostata, si verifica una torsione angolare della barra di torsione.

Inizio dell'applicazione sulle auto e proseguimento allo stato attuale

Non ci sono differenze fondamentali nel comportamento di torsione o sospensioni a molla correttamente calcolate. Il tema delle barre di torsione in relazione alla garanzia di un funzionamento regolare è noto da molto tempo, erano ampiamente utilizzate nella prima metà del secolo scorso nei veicoli corazzati dell'esercito e sono ancora in uso. Lì, le considerazioni sulla disposizione erano importanti quando un gran numero di rulli cingolati di veicoli cingolati doveva essere fornito con sospensioni individuali. Semplicemente non c'era un posto dove posizionare molle e molle classiche e le aste trasversali si adattavano con successo nella parte inferiore dello scafo di un carro armato o di un'auto blindata, senza occupare lo spazio interno limitato di un veicolo da combattimento. E questo significa non imporre l'onere di costi di massa aggiuntivi sulla prenotazione dello spazio occupato dalla sospensione.

Più o meno nello stesso periodo, le case automobilistiche francesi della società Citroen utilizzavano barre di torsione sulle loro auto. Abbiamo apprezzato anche l'esperienza positiva di altre aziende, le sospensioni con biellette hanno preso saldamente il loro posto nel telaio dell'auto. Il loro utilizzo su molti modelli per quasi cento anni indica l'assenza di carenze fondamentali e la presenza di vantaggi.

Progettazione dell'assieme di torsione

La sospensione si basava su una barra di torsione: un'asta o un pacchetto di acciaio speciale, rotondo o rettangolare, sottoposto a un trattamento termico molto complesso. Ciò è dovuto al fatto che le sue dimensioni in lunghezza sono ancora limitate dai parametri dell'auto e la torsione di massicce parti metalliche avviene secondo complesse leggi fisiche. Basta immaginare come si comportano in questo caso le sezioni dell'asta poste all'interno e all'esterno. E in tali condizioni, il metallo deve resistere a carichi alternati costanti, non accumulare fatica, che consiste nella comparsa di microfessure e deformazioni irreversibili, e mantenere stabile la dipendenza delle forze elastiche dall'angolo di torsione per molti anni di funzionamento.

Tali proprietà sono fornite, compreso il capping preliminare della barra di torsione. Consiste nel fatto che l'asta calda viene preliminarmente attorcigliata nella direzione desiderata oltre il limite di snervamento del materiale, dopodiché viene raffreddata. Pertanto, le barre di torsione della sospensione destra e sinistra con le stesse dimensioni di solito non sono intercambiabili a causa del diverso orientamento degli angoli imperdibili.

Per il fissaggio sulle leve e sul telaio, le barre di torsione sono dotate di teste asolate o di altra forma. Gli ispessimenti sono selezionati in modo da non creare punti deboli più vicini alle estremità dell'asta. Quando azionato dal lato della ruota, il braccio di sospensione converte il movimento lineare in una coppia sull'asta. La barra di torsione si attorciglia, fornendo una forza contraria.

A volte l'asta è resa comune per una coppia di ruote dello stesso asse. In questo caso, fissato sulla scocca nella sua parte centrale, la sospensione diventa ancora più compatta. Uno degli inconvenienti viene eliminato quando lunghe barre di torsione su tutta la larghezza dell'auto sono affiancate e i bracci delle leve a sinistra ea destra risultano di lunghezza diversa.

Vari modelli di sospensioni a barra di torsione

Le barre di torsione possono essere utilizzate in tutti i tipi noti di sospensioni, anche i montanti telescopici MacPherson, che sono orientati al massimo verso le molle elicoidali.

Barre di torsione in sospensioni indipendenti

Sono possibili varie opzioni di layout:

• sospensione anteriore o posteriore su doppie leve trasversali, barre di torsione sono collegate sull'asse di rotazione del braccio superiore o inferiore, aventi orientamento longitudinale rispetto all'asse del veicolo;
• sospensione posteriore a bracci longitudinali o obliqui, una coppia di barre di torsione è posizionata trasversalmente alla carrozzeria;

• sospensione posteriore con trave semi-indipendente torcente, la barra di torsione si trova lungo di essa, fornendo l'elasticità necessaria e riducendo i requisiti per il materiale della trave stessa;
• la sospensione anteriore a doppio braccio longitudinale, grazie alle barre di torsione trasversali, è quanto più compatta possibile, comoda per l'utilizzo su microcar;
• sospensione posteriore a barra di torsione con bracci oscillanti e disposizione longitudinale di elementi elastici.

Tutti i tipi sono abbastanza compatti, consentono una semplice regolazione in altezza del corpo, a volte anche automatica tramite servopretorsione delle aste. Come tutti gli altri tipi di sospensioni meccaniche, la barra di torsione è dotata di ammortizzatori telescopici indipendenti per smorzare le vibrazioni e di una pala di guida. Le aste stesse, a differenza, ad esempio, delle molle, non possono combinare funzioni.

Anche le barre antirollio funzionano secondo il principio di torsione e qui non ci sono praticamente alternative.

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggio principale è la facilità di layout. L'asta elastica praticamente non occupa spazio sotto il fondo, a differenza di una coppia di molle elicoidali. Allo stesso tempo, fornisce una guida fluida simile. Durante il funzionamento, è possibile aumentare l'interferenza con l'invecchiamento e la deformazione delle parti.

Lo svantaggio risiede nella complessa tecnologia per la produzione di parti affidabili, e quindi nel prezzo elevato. La barra di torsione è circa tre volte più costosa di una buona molla per un'auto simile. E l'acquisto di uno usato non è sempre giustificato a causa della fatica del metallo accumulata.

Nonostante la compattezza di tali sospensioni, non è sempre conveniente posizionare lunghe aste sotto il fondo dell'auto. Questo è abbastanza facile da fare nel caso di un SUV, ma il pavimento della carrozzeria si trova il più vicino possibile alla strada e per le sospensioni c'è solo un posto nei passaruota, dove le molle elicoidali sono più appropriate .