El dispositivo y las características de la suspensión de la barra de torsión del automóvil.

A veces, por razones de diseño, en las suspensiones de automóviles no es deseable utilizar elementos elásticos de resorte conocidos o resortes helicoidales en espiral. Otro tipo de tales dispositivos son las barras de torsión. Son varillas de acero para muelles o conjuntos de chapas planas que trabajan a torsión. Un extremo de la barra de torsión se fija al marco o cuerpo y el otro se sujeta al brazo de suspensión. Cuando la rueda se mueve, se produce una torsión angular de la barra de torsión.

Inicio de aplicación en automóviles y continuación en la actualidad

No hay diferencias fundamentales en el comportamiento de las suspensiones de resorte o torsión correctamente calculadas. El tema de las barras de torsión en relación con garantizar un funcionamiento suave se conoce desde hace mucho tiempo, fueron ampliamente utilizadas en la primera mitad del siglo pasado en vehículos blindados del ejército y todavía están en uso. Las consideraciones de diseño eran importantes allí, cuando una gran cantidad de rodillos inferiores de vehículos sobre orugas debían suministrarse con suspensiones individuales. Simplemente no había ningún lugar para colocar resortes y resortes clásicos, y las barras transversales encajaban con éxito en la parte inferior del casco de un tanque o vehículo blindado, sin ocupar el espacio interno limitado de un vehículo de combate. Y eso significa no imponer la carga de costos de masa adicionales al reservar el espacio ocupado por la suspensión.

Casi al mismo tiempo, los fabricantes de automóviles franceses de la empresa Citroen utilizaron barras de torsión en sus automóviles. También apreciamos la experiencia positiva de otras compañías, las suspensiones con varillas giratorias han ocupado firmemente su lugar en el chasis del automóvil. Su uso en muchos modelos durante casi cien años indica la ausencia de deficiencias fundamentales y la presencia de ventajas.

Diseño de ensamblaje de torsión

La suspensión se basaba en una barra de torsión, una varilla o paquete de acero especial, redondo o rectangular, sometido a un tratamiento térmico muy complejo. Esto se debe al hecho de que sus dimensiones en longitud todavía están limitadas por los parámetros del automóvil, y la torsión de piezas metálicas masivas se produce de acuerdo con leyes físicas complejas. Basta imaginar cómo se comportan en este caso las secciones de la varilla ubicadas dentro y fuera. Y en tales condiciones, el metal debe soportar cargas alternas constantes, no acumular fatiga, que consiste en la aparición de microfisuras y deformaciones irreversibles, y mantener estable la dependencia de las fuerzas elásticas del ángulo de torsión durante muchos años de funcionamiento.

Se proporcionan tales propiedades, incluido el recubrimiento preliminar de la barra de torsión. Consiste en el hecho de que la varilla caliente se tuerce preliminarmente en la dirección deseada más allá del límite elástico del material, después de lo cual se enfría. Por lo tanto, las barras de torsión de suspensión derecha e izquierda con las mismas dimensiones no suelen ser intercambiables debido a la diferente orientación de los ángulos cautivos.

Para la fijación en las palancas y el marco, las barras de torsión están equipadas con cabezas ranuradas o de otras formas. Los engrosamientos se seleccionan de tal manera que no creen puntos débiles más cerca de los extremos de la varilla. Cuando se acciona desde el lado de la rueda, el brazo de suspensión convierte el movimiento lineal en un par de torsión en la varilla. La barra de torsión gira, proporcionando una fuerza contraria.

A veces la varilla se hace común para un par de ruedas del mismo eje. En este caso, se fija en la carrocería en su parte media, la suspensión se vuelve aún más compacta. Uno de los inconvenientes se elimina cuando las barras de torsión largas en todo el ancho del automóvil se ubican una al lado de la otra, y los brazos de las palancas a la izquierda y a la derecha resultan ser de diferentes longitudes.

Varios diseños de suspensiones de barra de torsión.

Las barras de torsión se pueden usar en todos los tipos conocidos de suspensiones, incluso en los puntales telescópicos MacPherson, que están orientados al máximo hacia los resortes helicoidales.

Barras de torsión en suspensiones independientes

Varias opciones de diseño son posibles:

• suspensión delantera o trasera sobre palancas transversales dobles, las barras de torsión están conectadas en el eje de rotación del brazo superior o inferior, que tienen una orientación longitudinal con respecto al eje del vehículo;
• suspensión trasera con brazos longitudinales u oblicuos, un par de barras de torsión se ubican a lo largo del cuerpo;

• suspensión trasera con una viga semi-independiente giratoria, la barra de torsión se ubica a lo largo de ella, brindando la elasticidad necesaria y reduciendo los requisitos para el material de la viga misma;
• la suspensión delantera con brazos de arrastre dobles, gracias a las barras de torsión transversales, es lo más compacta posible, conveniente para usar en microcoches;
• Suspensión trasera de barra de torsión con brazos oscilantes y disposición longitudinal de elementos elásticos.

Todos los tipos son bastante compactos, permiten un ajuste simple de la altura del cuerpo, a veces incluso automático usando servo pretorsión de las varillas. Como todos los demás tipos de suspensiones mecánicas, la barra de torsión está equipada con amortiguadores telescópicos independientes para amortiguar las vibraciones y una paleta guía. Las propias varillas, a diferencia de, por ejemplo, los resortes, no pueden combinar funciones.

Las barras estabilizadoras también funcionan según el principio de torsión, y aquí prácticamente no hay alternativa.

Ventajas y desventajas

La principal ventaja es la facilidad de diseño. La varilla elástica prácticamente no ocupa espacio debajo del fondo, a diferencia de un par de resortes helicoidales. Al mismo tiempo, proporciona una conducción suave similar. En funcionamiento, es posible aumentar la interferencia con el envejecimiento y la deformación de las piezas.

La desventaja radica en la tecnología compleja para la producción de piezas confiables y, por lo tanto, el alto precio. La barra de torsión es unas tres veces más cara que un buen muelle para un coche similar. Y no siempre se justifica comprar uno usado por la fatiga del metal acumulada.

A pesar de la compacidad de tales suspensiones, no siempre es conveniente colocar varillas largas debajo de la parte inferior del automóvil. Esto es bastante fácil de hacer en el caso de un SUV, pero el piso de la carrocería del automóvil está ubicado lo más cerca posible de la carretera, y para la suspensión solo hay un lugar en los arcos de las ruedas, donde los resortes helicoidales son más apropiados. .