Vääntösauvajousitus

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

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

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 Dyna PL17 (1959-1965), joissa oli takana kolme paria poikittaisia vääntösauvajousia taka-akseliputken keskelle nivelöitynä.

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 poikittaiset vääntösauvat edessä. Ratkaisu oli luvatta kopioitu 1930-lukujen tsekkiläisistä Tatra -autoista, jonka vuoksi VW-yhtymä joutui maksamaan jälkimmäiselle isot korvaukset 1960-luvun alussa. 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. Packard käytti jousituksesta nimitystä "Torsion-Level Ride" [1]. 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 poikittaiset vääntösauvat edessä.

Vuosien 1966–1985 Cadillac Eldorado ja Oldsmobile Toronado käyttivät pitkittäisiä vääntösauvoja etujousina. Ratkaisu muistutti yksityiskohdiltaan Chrysler-yhtymän vastaavaa.

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.

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 (R4, R5, R6) oli pitkittäinen vääntösauvajousitus sekä edessä, että takana.

Myös Mitsubishi Pajeron ensimmäisen (L040, 1982–1991) ja toisen sukupolven (V20, 1991–1999) malleissa oli pitkittäinen vääntösauvajousitus edessä. 1990-luvun jälkeen perinteinen vääntösauvajousitus on ollut käytössä maastoautoissa. Muun muassa Chevrolet Tahoe, Dodge Durango, Hummer H3 (pitkittäin edessä), Lincoln Navigator (pitkittäin takana), Mercedes-Benzin GLE-sarja (pitkittäin takana), ja Nissan Frontera on ollut varustettu vääntösauvajousin.

Nykyään yleisin vääntösauvajousitustyyppi lienee Peugeotin ja Citroënin käyttämä 2-sauvainen (poikittain) taka-akseli, jossa kallistuksenvakaaja on sijoitettu akseliputken sisälle. Tämä jousitustyyppi otettiin ensimmäisen kerran käyttöön vuonna 1974 Volkswagen Golfissa.

Katso myös

• Vääntösauvajousituksen säätö

Lähteet

• Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Twist-beam_rear_suspension-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.
• Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Torsion_bar_suspension-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.