Vääntösauvajousitus

Kohteesta AutoWiki
(Ohjattu sivulta Vääntösauva)
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Vääntösauvajousitus tai vääntötankojousitus on auton jousitusjärjestelmä, joka käyttää vääntöjousia tai vääntösauvoja. Järjestelmässä pitkä metallinen tanko on kiinnitetty toisesta päästään auton koriin tai runkoon. Toisessa päässä on kohtisuorassa palkkiin kiinnitetty vipu, joka on kiinni renkaan akselissa. Renkaan pystysuora liike saa vivun vääntämään sauvaa akselinsa ympäri, mitä palkin vääntövastus pyrkii vastustamaan. Vääntöjousen jousivakion määrittää sauvan pituus ja halkaisija.

Vääntösauvajousituksen keksi saksalainen Ferdinand Porsche, joka haki sille patentin 10. elokuuta 1931. Porsche oli saksalainen, mutta ranskalaiset olivat silti ensimmäisenä soveltamassa keksintöä tuotantoautoihin.

Vääntösauvajousi on terästanko, suora jousi. Sen tärkein etu on se, että se vie hyvin vähän tilaa. Kierrejousitukselle tyypillisiä koteloita ei tarvita, vaan jousi voi sijaita auton alla “piilossa”. Vääntösauvajousen jousivakio lasketaan eri tavalla kuin kierrejousessa. Vääntösauvajousen jousivakio (spring rate) riippuu vääntösauvan pituudesta, paksuudesta ja siihen kiinnitetyn tukivarren pituudesta. Sauvan paksuuden merkitys on suurin: sauvan läpimitan paksuuden lisääminen 10% lisää jousivakiota 46%. Vääntösauvan paksuuden lisääminen 19 prosentilla tuplaa jousivakion.

Taka-akselin rakenne. (Peugeot 106)

Vääntösauvajousituksen erikoistapaus on 1970-luvun puolivälissä pienten etuvetoisten autojen taka-akselistona yleistynyt poikittainen vääntösauva/putkipalkkirakenne.

Edut ja haitat[muokkaa]

Vääntösauvajousituksen suurimmat edut ovat kestävyys ja helppo korkeuden säädettävyys. Se sallii suuremman renkaan liikkeen kuin lehtijouset. Eteen asennettu vääntösauvajousitus vie vähemmän tilaa kuin kierrejousi asetelmineen, joten moottori voidaan asentaa alemmaksi. Näin auton painopiste asettuu alemmaksi, ja kaarreajo-ominaisuudet teoriassa paranevat.

Huono puoli vääntösauvajousituksessa on, että sillä ei pystytä toteuttamaan progressiivista jousitusta, kuten kierrejousilla pystytään. Tämä pakottaa kompromissiin ajomukavuuden ja ajo-ominaisuuksien väliltä. Äänien ja värinän kantautumista alustasta koriin on myös vaikea eristää tinkimättä ajo-ominaisuuksista.

Esimerkiksi vuosien 1957–1986 Chrysler-yhtymän autoissa käytettiin apurunkoon kiinnitettyjä pitkittäisiä vääntösauvajousia edessä. Jousien ohjaukseen välittämä värinä oli yleisesti tunnettu ongelma, joka parani vasta mallivuoden 1970 uudistuksessa, missä apurungon ja korin väliin lisättiin kumipuslat (Torsion-Aire -jousitus). - Matkustamon värinät vähenivät, mutta auton kaarreominaisuudet heikkenivät apurungon ja korin välisen pienen liikkeen lisääntyessä.

Yleisimmät sovellukset[muokkaa]

Vääntösauvajousituksen ensimmäinen laajalti käytetty sovellus oli vuonna 1934 esitelty ja vuoteen 1957 saakka tuotannossa ollut Citroën Traction Avant, jossa oli pitkittäiset vääntösauvat sekä edessä, että takana. Malli oli suunniteltu sen ajan huonoille ranskalaisille maanteille, ja se oli tunnettu erinomaisesta matkustusmukavuudesta sekä pyörien poikkeuksellisen laajoista jousivaroista. Liekö tiestön huono kunto ollut syynä siihen, että muutkin ranskalaisvalmistajat mieltyivät vääntösauvajousitukseen:

Vuosien 1935-36 Mathis EMY6:ssa oli vääntösauvajouset takana pitkittäin, kardaaniakselin ja taakse sijoitetun vaihdelaatikon molemmin puolin. Vuonna 1935 esitellyssä Panhard Dynamic'ssa oli pitkittäiset vääntösauvajouset takana. Panhard käytti vääntösauvajousia myös 1950-luvun malleissaan Panhard Dyna X (1948-1954), Panhard Dyna Z (1954-1957) ja Panhard PL 17 (1959-1965), joissa oli takana kolme paria poikittaisia vääntösauvajousia taka-akseliputken keskelle nivelöitynä.

Vuoden 1948 Tatra T600 Tatraplan'in takajousitus oli toteutettu vääntösauvoin.

Ferdinand Porsche oli käyttänyt vääntösauvajousitusta jo vuonna 1932 NSU:lle suunnittelemassaan pikkuautossa, joka tunnetaan myös nimellä Porsche Typ 32. Se oli Hitlerin kansanauton eräs esikuva. Vuonna 1935 esitellystä, mutta varsinaiseen tuotantoon vasta 1948 tulleessa Volkswagen Kupla -mallissa oli eräänlaiset poikittaiset vääntösauvat edessä. Perusratkaisu oli luvatta kopioitu 1930-lukujen tsekkiläisistä Tatra -autoista, jonka vuoksi VW-yhtymä joutui maksamaan jälkimmäiselle isot korvaukset 1960-luvun alussa. Kuplan jousitus on vääntösauvajousituksen muunnos, jossa jousivoima on tangon sijasta suojaputken sisään sijoitetussa kiertyvässä lehtijousipakassa. Olkatapin ja jousen välissä on ylä- ja alapuoliset vääntövarret. Alempi vääntövarsi kiinnittyy jousipakkaan. Ratkaisua käytettiin VW Kuplassa Euroopassa vuoteen 1970 saakka, ja Pohjois- ja Etelä-Amerikan markkinoilla vuoteen 1972 asti. Kuplan alustalle tehdyissä VW Karmann-Ghiassa (1955-1974) ja VW pikkubusseissa käytettiin Kuplan etujousitusta vääntösauvoineen.

Porschen ensimmäisessä tuotantomallissa, Porsche 356:ssa oli sen eri malliversioissa (356, 356A, 356B, 356C vuosina 1948-1966) pitkittäiset vääntösauvajouset edessä.

Vuosien 1935-36 amerikkalaisessa Hudsonissa käytettiin poikittaista vääntösauvajousitusta takana, tosin ratkaisu muistutti enemmän kallistuksenvakaajaa kuin jousitusta.

Vuosien 1955-56 Packard'eissa käytettiin pitkittäisiä, etu ja takapyöräripustuksen toisiinsa kytkeviä pitkiä vääntösauvoja. Packardissa käytetyn jousituksen oli alun perin kehittänyt Hudsonin palveluksessa oleva insinööri William D. Allison. Hudsonilla ei kuitenkaan ollut Torsion-Level -konseptille käyttöä, joten he tarjosivat sitä Packardille, jossa sitä jatkokehitettiin Advanced Engineerin -osaston johtajan Forest R. McFarlandin ohjaamana. Packard käytti jousituksesta nimitystä "Torsion-Level Ride [1]. Vuosina 1955 ja 1956 Torsion Level -jousitus oli vakiovarusteena kalleimmissa Packard-malleissa sekä joissakin Clipper-malleissa. Se oli lisähintaan saatavissa myös edullisempiin Caribbean-malleihin. Packardin takajousitukseen oli kytketty monimutkainen, vaijeri- ja rissapyörästöasetelman välityksellä toimiva takapään maanvarasäätö. Tarkoituksena oli sähkömoottoria apuna käyttäen kiristää jousia kuljetettavan painon mukaan. Jousitus sinänsä toimi hyvin, mutta sen ajan sähkötekniikka ei: kokonaisuus oli sekä kallis valmistaa että vikaherkkä, ja se jäi pois tuotannosta jo vuonna 1957. Autolla matkustamaan päässeet ovat kertoneet, että kyyti oli tuon ajan autoihin verrattuna poikkeuksellisen pehmeää ja tasaista, jousituksen niellessä niin isot kuin pienetkin epätasaisuudet.

Amerikkalaisissa Chrysler-yhtymän valmistamien autojen Dodge, Plymouth, Chrysler, Imperial kaikissa malleissa pitkittäinen vääntösauvajousitus etupyörillä oli vakioratkaisu vuodesta 1957 lähtien, aina vuoteen 1981 saakka. Chryslerin valmistamissa autoissa vääntösauvat on "esijännitetty" 30 astetta, tarkoituksena yhdistää pehmeähkö jousitusmukavuus ja riittävä jousivoima.

Vuosina 1976–1989 valmistetuissa Dodge Aspen ja Plymouth Volare-malleissa oli erikoinen sovellus poikittaisista vääntösauvoista edessä. Jousi oli L-muotoinen niin, että L:n lyhyempi pää oli kiinni alatukivarren päällä. L:n pidempi sakara oli toisesta päästään kiinni auton teräspellistä prässätyssä apurungossa. Poikittaiset jouset oli asennettu limittäin etuakselin etupuolelle. Tätä samaa ratkaisua käytettiin myös Aspen/Volaren alustalle 1980-1983 rakennetuissa ns. J-korisissa malleissa Dodge Mirada, Chrysler Cordoba ja Chrysler Imperial.

Vuosien 1966–1985 Cadillac Eldorado ja Oldsmobile Toronado käyttivät pitkittäisiä vääntösauvoja etujousina. Ratkaisu muistutti yksityiskohdiltaan Chrysler-yhtymän vastaavaa. Toronadossa jousen säätömutteri on jousen takapäässä runkopalkin sisällä, kun se Chryslerin ratkaisussa oli alatukivarren sisällä. Toronadon alatukivarsi oli teräslevystä prässätty suuri kaksihaarainen haarukka, jonka kiinnityspisteet olivat suunnilleen tasakylkisen kolmion päissä. Alatukivarren kiinnitys runkoon oli kolmion kantakulmissa. Kolmion kärjessä oli olkatapin alapallonivel. Vääntösauvalle oli erillinen kiinnityskohta alatukivarren keskellä, runkonivelien puolivälissä. Tämän ratkaisun ansiosta alatukivarsi oli jäykkä. Sen ansiosta Toronadon alatukivarressa ei tarvittu samanlaisia eteenpäin suunnattuja reaktiotankoja kuin Chryslerin ratkaisussa.

Vuosien 1954–1957 Jaguar D-type kilpa-autossa oli pitkittäiset vääntösauvajouset edessä. Myös 1961 esitellyssä Jaguar E-Type XK-E:ssä oli pitkittäiset vääntösauvat edessä. Vuosien 1948–1972 Morris Minor'issa oli pitkittäiset vääntösauvat edessä - ratkaisu oli kopioitu suoraan Citroen Traction Avantista. Myös vm. 1948–54 Morris Oxford MO'ssa, 1948–53 Morris Six MS'ssa sekä näiden Wolsey -merkillä myydyissä "luxus-versioissa" oli pitkittäiset vääntösauvajouset edessä (ja lehtijouset takana). British Leyland käytti samaa peruskonstruktiota vielä vm. 1972–84 Morris Marina'ssa.

Vuonna 1963 esitellyssä Porsche 911 -mallissa (1963–1989) oli niinikään pitkittäiset vääntösauvat edessä ja poikittainen vääntösauva takana. Vuosina 1969-1976 valmistetussa Porsche 914'ssä oli edessä pitkittäiset vääntösauvajouset.

Vuosien 1977-1995 Porschen malleissa Porsche 924, Porsche 944 ja Porsche 968 käytettiin vääntösauvajousitusta takana. Taka-akselin taakse poikittain sijoitettu vääntösauvajousitus oli sovellus Porschen patentoimasta systeemistä, jossa pyörästä tuleva vipuvarsi vääntää suojaputken sisällä vierekkäin sijaitsevia jousia. Jousien suojaputki sijaitsi auton alla noin puoli metriä taka-akselin etupuolella. Suojaputken yläpuolelle keskelle oli pultattu kaksi taaksepäin suuntautuvaa järeää tukirautaa, joihin takapyörien välissä sijaitseva vaihdelaatikko (engl. transaxle) oli kiinnitetty.

Pitkittäisiä vääntösauvoja edessä käytettiin myös Alfa Romeo Alfetta'ssa (1972–1987), Alfa Romeo 75:ssa (1985–1992), ja Alfa Romeo 90:ssa (1984–1987).

Renault-malleissa Renault R4, Renault R5 ja Renault R6 oli pitkittäinen vääntösauvajousitus sekä edessä, että takana.

Renault R21'ssä oli vääntösauvajouset takana poikittain, kuten myös amerikkalaisille markkinoille suunnitellussa Eagle Premier'ssä, jonka jousitus oli otettu suoraan Renault 21'stä.

1990-luvun jälkeen perinteinen vääntösauvajousitus on ollut käytössä vain maastoautoissa.

Mitsubishi Pajeron ensimmäisen (L040, 1982–1991) ja toisen sukupolven (V20, 1991–1999) malleissa oli pitkittäinen vääntösauvajousitus edessä. Esimerkiksi Chevrolet Tahoe (1988-), Dodge Durango (1998-2003; jouset pitkittäin edessä), Hummer H3 (2009-2010; jouset pitkittäin edessä), Lincoln Navigator (pitkittäin takana), Mercedes-Benzin GLE-sarjan W163-versio (jouset pitkittäin takana), ja Nissan Frontera (1999-2004) on ollut varustettu vääntösauvajousin.

Eräänlainen vääntösauvajousitus on myös Peugeotin ja Citroënin käyttämä 2-sauvainen (poikittain) putkitaka-akseli, jossa kallistuksenvakaaja on sijoitettu akseliputken sisälle. Tämä jousitustyyppi otettiin ensimmäisen kerran käyttöön vuonna 1974 Volkswagen Golfissa.

Katso myös[muokkaa]

Lähteet[muokkaa]