Het apparaat en de kenmerken van de torsiestaafophanging van de auto

Soms is het om lay-outredenen onwenselijk om bekende veerelastische elementen of cilindrische spiraalveren in auto-ophangingen te gebruiken. Een ander type van dergelijke apparaten zijn torsiestaven. Dit zijn verenstalen staven of sets vlakke platen die in torsie werken. Het ene uiteinde van de torsiestang is aan het frame of de carrosserie bevestigd en het andere uiteinde aan de draagarm. Wanneer het wiel beweegt, treedt een hoekverdraaiing van de torsiestaaf op.

Begin van het gebruik in auto's en wordt vandaag voortgezet

Er zijn geen fundamentele verschillen in het gedrag van correct berekende torsiestaaf- of veerophangingen. Het onderwerp torsiestaven, toegepast om een ​​soepele rit te garanderen, is al lang bekend; ze werden in de eerste helft van de vorige eeuw veel gebruikt in pantservoertuigen van het leger en worden nog steeds gebruikt. Daar waren inrichtingsoverwegingen van belang, toen een groot aantal looprollen van rupsvoertuigen voorzien moesten worden van individuele ophangingen. Er was simpelweg nergens plaats om klassieke veren en veren te plaatsen, en de dwarsstangen passen goed in het onderste deel van de romp van een tank of pantserwagen, zonder de beperkte interne ruimte van het gevechtsvoertuig in beslag te nemen. Dit betekent zonder de last van extra massakosten op te leggen aan het reserveren van de ruimte die door de ophanging wordt ingenomen.

Rond dezelfde tijd gebruikten Franse autofabrikanten van het bedrijf Citroen torsiestaven op hun auto's. Ook de positieve ervaringen van andere bedrijven werden op prijs gesteld; ophangingen met torsiestangen hebben stevig hun plaats in autochassis ingenomen. Het gebruik ervan op veel modellen gedurende bijna honderd jaar duidt op de afwezigheid van fundamentele nadelen en de aanwezigheid van voordelen.

Ontwerp met torsiestang

De basis van de ophanging was een torsiestaaf - een staaf of pakket gemaakt van speciaal staal, rond of rechthoekig van doorsnede, onderworpen aan een zeer complexe warmtebehandeling. Dit komt door het feit dat de lengteafmetingen nog steeds worden beperkt door de parameters van de auto, en het draaien van massieve metalen onderdelen plaatsvindt volgens complexe fysische wetten. Het is voldoende om je voor te stellen hoe de delen van de staaf die zich binnen en buiten bevinden zich in dit geval gedragen. En onder dergelijke omstandigheden moet het metaal bestand zijn tegen constante wisselende belastingen, en geen vermoeidheid opbouwen, die bestaat uit het verschijnen van microscheuren en onomkeerbare vervormingen, en de afhankelijkheid van elastische krachten van de draaihoek stabiel houden gedurende vele jaren van gebruik.

Soortgelijke eigenschappen worden gewaarborgd, onder meer door een voorlopige verlijming van de torsiestaaf uit te voeren. Het bestaat uit het feit dat de hete staaf eerst in de gewenste richting wordt gedraaid voorbij het vloeipunt van het materiaal, waarna deze wordt afgekoeld. Daarom zijn de rechter en linker torsiestaven met dezelfde afmetingen meestal niet uitwisselbaar vanwege de verschillende oriëntatie van de bindingshoeken.

Voor bevestiging aan de hendels en het frame zijn de torsiestaven voorzien van spiebanen of ander gevormde koppen. De verdikkingen zijn zo gekozen dat er geen zwakke punten dichter bij de uiteinden van de staaf ontstaan. Wanneer het wiel in werking treedt, zet de draagarm de lineaire beweging om in koppel op de stang. De torsiestaaf draait en zorgt voor tegenkracht.

Soms wordt de stang gemeenschappelijk gemaakt voor een paar wielen van dezelfde as. In dit geval wordt hij in het middengedeelte aan de carrosserie bevestigd, de ophanging wordt nog compacter. Een van de nadelen wordt geëlimineerd wanneer lange torsiestaven die de gehele breedte van de auto bestrijken naast elkaar worden geplaatst en de armen van de hendels links en rechts verschillende lengtes hebben.

Verschillende uitvoeringen van torsiestaafophangingen

Draaistangen kunnen worden gebruikt in alle bekende soorten ophangingen, zelfs op telescopische MacPherson-veerpoten, die maximaal op schroefveren zijn gericht.

Torsiestaven in onafhankelijke ophanging

Er zijn verschillende indelingsopties mogelijk:

• voor- of achtervering op dubbele draagarmen, torsiestaven zijn verbonden met de rotatie-as van de boven- of onderarm, met een longitudinale oriëntatie ten opzichte van de as van de auto;
• achterwielophanging met hangende of schuine armen, een paar torsiestaven verspreid over de carrosserie;

• achterwielophanging met een draaiende semi-onafhankelijke balk, de torsiestaaf bevindt zich erlangs, waardoor de nodige elasticiteit wordt geboden en de eisen aan het materiaal van de balk zelf worden verminderd;
• voorwielophanging met dubbele draagarmen, dankzij dwarse torsiestaven, zo compact mogelijk en handig voor gebruik op brommobielen;
• achterwielophanging met torsiestaaf met zwaaiende draagarmen en longitudinale opstelling van elastische elementen.

Alle typen zijn vrij compact en maken een eenvoudige aanpassing van de lichaamshoogte mogelijk, soms zelfs automatisch met behulp van servo's voor het voordraaien van de stangen. Net als alle andere soorten mechanische ophangingen is de torsiestaaf uitgerust met onafhankelijke telescopische schokdempers om trillingen te dempen en een leischoep. De stangen zelf kunnen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld veren, geen functies combineren.

Stabilisatorstangen werken ook volgens het torsieprincipe, en hier is er vrijwel geen alternatief.

Voor- en nadelen

Het belangrijkste voordeel is het gemak van de lay-out. De elastische stang neemt vrijwel geen ruimte in beslag onder de bodem, in tegenstelling tot een paar spiraalveren. Tegelijkertijd zorgt het voor een vergelijkbare soepele rit. Tijdens bedrijf is het mogelijk dat de spanning toeneemt als gevolg van veroudering en vervorming van onderdelen.

Het nadeel is de complexe technologie voor het produceren van betrouwbare onderdelen, en daarmee de hoge prijs. Een torsiestaaf is ongeveer drie keer duurder dan een goede veer voor een vergelijkbare auto. En het kopen van een gebruikt exemplaar is niet altijd gerechtvaardigd vanwege opgehoopte metaalmoeheid.

Ondanks de compactheid van dergelijke ophangingen is het niet altijd handig om lange stangen onder de bodem van de auto te plaatsen. Bij een SUV is dit vrij eenvoudig te doen, maar de vloer van de carrosserie van een personenauto bevindt zich zo dicht mogelijk bij de weg en voor de ophanging is er alleen ruimte in de wielkasten, waar schroefveren geschikter zijn .