Co jsou torzní tyče v autě – účel, konstrukce a princip činnosti
Pokračujeme-li v části o konstrukci podvozku moderního automobilu, nelze se nedotknout tématu odpružení, nebo spíše jedné z jeho odrůd, založené na principu torzní tyče, které neopustilo automobilový průmysl již přibližně 80 let a nachází se na většině rozpočtových modelů naší doby.
Historie odpružení torzní tyčí
Odpružení torzní tyčí bylo poprvé použito na zadní nápravě v první polovině 20. století. Průkopníky byly Citroen a později se dal najít na všech vozech Porsche. Dále zařízení hodnotili Renault, Chrysler, náš domácí ZIL a další.
Takové rozšířené použití je z velké části způsobeno nedostatkem analogů, které by mohly poskytnout podobnou plynulost (hlavní problém oněch let), jednoduchost, spolehlivost a, což bylo důležité v poválečných letech, nízkou cenu, hlavní faktorem dodnes.
Je pravda, že v roce 1989 se odpružení s torzní tyčí konečně stalo zastaralým a od toho roku všechny sebeúctyhodné společnosti přešly na systémy MacPherson a multi-linky (nepočítaje upřímně levné vozy).
Princip činnosti torzní tyče v automobilu
Jak již z názvu vyplývá, systém je založen na principu torzní tyče – kovová tyč se stáčí kolem své osy a pohlcuje nerovnosti na vozovce.
Když se zatížení zvyšuje, páka přijímá zatížení, které je zachyceno tyčí. Začíná se kroutit a bere s sebou páku kola. Když nerovnost pomine, torzní hřídel se uvolní.
Odporová síla při krutu je vypočítána speciálně pro každý vůz, aby hřídel při maximálním povoleném zatížení nepraskla a při „lehké“ jízdě poskytovala optimální tlumení nerovností vozovky.
Roli stabilizátorů plní také torzní tyče. Podobně jsou dnes vozy konstruovány se systémem boční stability.
Zařízení
Samotný mechanismus vypadá takto. V souladu s technickým řešením je kovová hřídel umístěna podélně nebo příčně ke skříni vozu. Konce jsou drážkované pro bezpečné spojení.
Jeden konec tyče je připevněn k páce a druhý přímo k tělu nebo bočním členům. Aby systém fungoval, inženýři nainstalují hřídel s vychýlením o několik stupňů, takže při zatížení je přijatelná úroveň zkroucení. Čím vyšší stupeň, tím silnější bude „účinek“.
Konstrukce odpružení s torzní tyčí se v mnoha ohledech podobá pružinovému, ale na rozdíl od posledně jmenovaného se tyč rychleji kroutí a poskytuje onu pověstnou hladkou jízdu, kterou motoristé tolik oceňují.
Typy přívěsků
V průběhu let používání byl systém upraven pro instalaci na různé nápravy vozidel. Konstrukce také v některých případech vyžadovala podélnou nebo naopak příčnou instalaci pružného prvku vzhledem k rámu.
Z takové rozmanitosti lze rozlišit tři typy konfigurace, které byly a stále zůstávají populární.
Přední příčné rameno
Jediná verze tohoto systému nalezená na přední nápravě. Na jedné straně je pružný prvek připevněn k příčným ramenům (horní nebo spodní, v závislosti na modelu) a na druhé straně k rámu nebo karoserii vozu.
Torzní tyč je umístěna podélně. Páky přenášejí zatížení na kroutící prvek, který dále působí jako stabilizátor.
Tento systém lze často nalézt na rámových SUV a užitkových vozidlech. Tato konfigurace uvolnila mnoho místa vpředu, například pro instalaci pohonu všech kol.
Zadní část s příčnými torzními tyčemi
Systém příčné torzní tyče se dnes nepoužívá kvůli špatným charakteristikám ovládání a nutnosti instalovat zadní kola v různých vzdálenostech vzhledem k přední nápravě (rozdíl byl až 5 cm).
Na druhou stranu tato možnost umožnila výrazně zvětšit objem kufru, což bylo u starších evropských vozů prioritou. Podstata mechanismu je podobná prvnímu. Jedna strana torzní tyče byla připevněna k páce, druhá k rámu.
Zadní polonezávislý
Tento typ odpružení však přežil dodnes a výrobci jej úspěšně používají při navrhování levných modelů s pohonem předních kol.
Kola jsou v tomto případě navzájem bezpečně spojena pomocí otočného nosníku, který funguje nejen na tlumení nerovností vozovky, ale funguje také jako stabilizátor.
Tlumiče jsou zde stejné příčně umístěné torzní tyče, které jsou spojeny s pákami a připevněny k pouzdru uprostřed. Tím odpadá nutnost instalovat kola v různých vzdálenostech a zachovává se potřebná tuhost.
Odpružení je považováno za polonezávislé, protože kola zadní nápravy se nemohou zcela pohybovat odděleně od sebe. Pohyb jednoho ovlivňuje druhého, i když ne ve výrazné míře.
Výhody a nevýhody
Jak je již zřejmé, hlavní výhodou systému torzních tyčí v jeho moderní podobě jsou nízké výrobní náklady, ale existují i další:
- Malý počet dílů zvýšil spolehlivost;
- Vynikající tlumení nárazů;
- Snadná údržba díky malému počtu dílů;
- Snížené zatížení ložisek;
- Kompaktnost;
- Světlou výšku vozidla můžete nezávisle nastavit.
Automobilový průmysl se ale s jeho nedostatky nemůže smířit.
- Za prvé, samotná výroba elastických prvků je poměrně složitý a pracný proces.
- Za druhé, začnou vrzat.
- Za třetí, systém torzní tyče neposkytuje ovladatelnost, kterou mohou nabídnout moderní systémy.
Co je lepší: torzní nosník nebo víceprvkové zavěšení?
Vícelinkový systém je po technologické stránce rozhodně velkým skokem vpřed. Na rozdíl od torzní tyče umožňuje víceprvkové kolo pohybovat se nezávisle na sobě, aniž by způsobovalo naklánění nebo skřípání karoserie.
Což má pozitivní vliv na přilnavost k vozovce, ovladatelnost a úroveň pohodlí cestujících, se kterou se ani systém MacPherson nemůže srovnávat.
Složitost konstrukce však výrazně ovlivnila jeho konečnou cenu ve výrobě a udržovatelnost (jakýkoli prvek je vyměnitelný, ale proces je extrémně pracný kvůli lisování silentbloků atd.).