El dispositiu i les característiques de la suspensió de la barra de torsió del cotxe

De vegades, per raons de disseny, a les suspensions d'automòbils no és desitjable utilitzar elements elàstics de molla coneguts o molles espirals. Un altre tipus d'aquests dispositius són les barres de torsió. Es tracta de barres d'acer de molla o conjunts de làmines planes que treballen en torsió. Un extrem de la barra de torsió està fixat al marc o al cos, i l'altre està subjectat al braç de suspensió. Quan es mou la roda, es produeix una torsió angular de la barra de torsió.

Inici de l'aplicació als cotxes i continuació en el moment actual

No hi ha diferències fonamentals en el comportament de les suspensions de torsió o molla correctament calculades. El tema de les barres de torsió en relació a la garantia del bon funcionament és conegut des de fa molt de temps, es van utilitzar àmpliament a la primera meitat del segle passat en vehicles blindats de l'exèrcit i encara s'utilitzen. Allà, les consideracions de disseny eren importants quan s'havia de subministrar un gran nombre de rodets de via de vehicles amb oruga amb suspensions individuals. Simplement no hi havia cap lloc on col·locar molles i molles clàssics, i les barres transversals encaixen amb èxit a la part inferior del casc d'un tanc o cotxe blindat, sense ocupar l'espai intern limitat d'un vehicle de combat. I això significa no imposar la càrrega de costos massius addicionals en reservar l'espai ocupat per la suspensió.

Al voltant de la mateixa època, els fabricants d'automòbils francesos de la companyia Citroën utilitzaven barres de torsió als seus cotxes. També vam apreciar l'experiència positiva d'altres empreses, les suspensions amb varetes giratòries han ocupat el seu lloc amb fermesa al xassís del cotxe. El seu ús en molts models durant gairebé cent anys indica l'absència de deficiències fonamentals i la presència d'avantatges.

Disseny del conjunt de torsió

La suspensió es basava en una barra de torsió: una vareta o un paquet d'acer especial, rodona o rectangular, sotmesa a un tractament tèrmic molt complex. Això es deu al fet que les seves dimensions de longitud encara estan limitades pels paràmetres del cotxe i la torsió de peces metàl·liques massives es produeix segons lleis físiques complexes. N'hi ha prou d'imaginar com es comporten en aquest cas les seccions de la vareta situades a l'interior i a l'exterior. I en aquestes condicions, el metall ha de suportar càrregues alternes constants, no acumular fatiga, que consisteix en l'aparició de microesquerdes i deformacions irreversibles, i mantenir la dependència de les forces elàstiques de l'angle de gir de manera estable durant molts anys de funcionament.

Es proporcionen aquestes propietats, inclosa la tapa preliminar de la barra de torsió. Consisteix en el fet que la barra calenta es torça preliminarment en la direcció desitjada més enllà del límit elàstic del material, després del qual es refreda. Per tant, les barres de torsió de suspensió dreta i esquerra amb les mateixes dimensions no solen ser intercanviables a causa de la diferent orientació dels angles captius.

Per a la fixació a les palanques i al marc, les barres de torsió estan equipades amb capçals estriats o d'altres formes. Els engrossiments es seleccionen de manera que no es creïn punts febles més a prop dels extrems de la vareta. Quan s'acciona des del costat de la roda, el braç de suspensió converteix el moviment lineal en un parell a la vareta. La barra de torsió es gira, proporcionant una força contraria.

De vegades, la vareta es fa comuna per a un parell de rodes del mateix eix. En aquest cas, es fixa al cos a la seva part mitjana, la suspensió es torna encara més compacta. Un dels inconvenients s'elimina quan les barres de torsió llargues de tota l'amplada del cotxe es troben una al costat de l'altra, i els braços de les palanques a l'esquerra i a la dreta resulten de diferents longituds.

Diversos dissenys de suspensions de barres de torsió

Les barres de torsió es poden utilitzar en tots els tipus de suspensions coneguts, fins i tot els puntals MacPherson telescòpics, que s'orienten al màxim cap a les molles helicoïdals.

Barres de torsió en suspensions independents

Són possibles diverses opcions de disseny:

• Suspensió davantera o posterior amb palanques transversals dobles, les barres de torsió estan connectades a l'eix de rotació del braç superior o inferior, amb una orientació longitudinal respecte a l'eix del vehicle;
• suspensió posterior amb braços longitudinals o oblics, un parell de barres de torsió es troben a través del cos;

• Suspensió posterior amb un feix semi-independent de torsió, la barra de torsió es troba al seu llarg, proporcionant l'elasticitat necessària i reduint els requisits per al material de la biga;
• la suspensió davantera amb dobles braços posteriors, gràcies a les barres de torsió transversals, és el més compacta possible, convenient per utilitzar-la en microcotxes;
• Suspensió posterior de barra de torsió amb palanques transversals oscil·lants i disposició longitudinal d'elements elàstics.

Tots els tipus són bastant compactes, permeten un simple ajust d'alçada del cos, de vegades fins i tot automàtic mitjançant el pre-girament de les varetes. Com tots els altres tipus de suspensions mecàniques, la barra de torsió està equipada amb amortidors telescòpics independents per amortir les vibracions i una paleta guia. Les barres en si, a diferència de, per exemple, les molles, no poden combinar funcions.

Les barres estabilizadores també funcionen segons el principi de torsió, i aquí pràcticament no hi ha alternativa.

Avantatges i desavantatges

El principal avantatge és la facilitat de disseny. La vareta elàstica pràcticament no ocupa espai sota la part inferior, a diferència d'un parell de molles helicoïdals. Al mateix temps, proporciona una conducció suau similar. En funcionament, és possible augmentar la interferència amb l'envelliment i la deformació de les peces.

El desavantatge rau en la complexa tecnologia per a la producció de peces fiables i, per tant, el preu elevat. La barra de torsió és aproximadament tres vegades més cara que una bona molla per a un cotxe similar. I comprar-ne un usat no sempre es justifica a causa de la fatiga del metall acumulada.

Malgrat la compacitat d'aquestes suspensions, no sempre és convenient col·locar barres llargues sota la part inferior del cotxe. Això és prou fàcil de fer en el cas d'un SUV, però el terra de la carrosseria del cotxe es troba el més a prop possible de la carretera, i per a la suspensió només hi ha un lloc als passos de les rodes, on les molles helicoïdals són més adequades. .