STRESZCZENIE

Dźwignie kierownicze ze stali sztabkowej to powszechny i opłacalny element fabryczny, ale ich znaczna masa zwiększa wagę niesprężynowaną pojazdu. Nadmiarowa masa może negatywnie wpływać na właściwości jezdne, sprawiając, że zawieszenie jest mniej reaktywne na nierówności drogi. Lżejsze alternatywy, takie jak dźwignie aluminiowe, rurowe lub kute, zmniejszają masę niesprężynowaną, co przekłada się na znaczące poprawy jakości jazdy, przyczepności oraz ogólnych osiągów pojazdu.

Zrozumienie masy niesprężynowanej: dlaczego ma znaczenie dla osiągów

W każdej dyskusji na temat zawieszenia i jezdności pojazdu kluczowe jest pojęcie 'masy niewspartej' (lub 'masa niewsparta'). Odnosi się ono do całkowitej masy wszystkich komponentów niepodtrzymywanych przez sprężyny pojazdu. Zrozumienie tego pojęcia jest niezbędne, aby zrozumieć, dlaczego materiał, z którego wykonany jest wahacz, odgrywa tak dużą rolę. Można o tym myśleć w prosty sposób: gdyby podnieść szkielet samochodu, wszystko, co pozostaje na ziemi, stanowi część masy niewsparciej. Masa ta musi poruszać się w górę i w dół przy każdej nierówności i zagłębieniu na drodze.

Zasada jest prosta: im lżejsze elementy zawieszenia niezależnego, tym lepiej działa całe zawieszenie. Cięższe komponenty mają większą bezwładność, przez co trudniej im szybko zmieniać kierunek ruchu. Gdy ciężkie koło i zestaw zawieszenia napotykają nierówność drogi, sprężyna i amortyzator muszą włożyć więcej wysiłku, aby ograniczyć ich ruch w górę, a następnie ponownie przygnieść je do jezdni, by zachować kontakt z nawierzchnią. Może to prowadzić do szorstszego jazdy i gorszej przyczepności, ponieważ opona może na chwilę oderwać się od powierzchni. Według ekspertów od zawieszeń w QA1 , redukcja masy niezależnej ma kluczowe znaczenie, ponieważ pozwala zawieszeniu szybciej reagować na nierówności drogi, poprawiając zarówno właściwości jezdne, jak i komfort jazdy.

Z drugiej strony, mniejsza masa zawieszenia niesprężystego pozwala zespołowi koła lepiej przylegać do nierówności drogi. Zawieszenie może reagować szybciej, utrzymując oponę mocno przyciśloną do nawierzchni. Przekłada się to bezpośrednio na lepsze przyczepność, bardziej precyzyjne sterowanie oraz poprawione hamowanie i przyspieszanie. Efekt jest tak znaczący, że ulepszenia skierowane na osiągi często koncentrują się na zmniejszaniu właśnie tego typu masy. Do typowych elementów niesprężystych zalicza się:

• Felg i opon
• Tarcze, zaciski i klocki hamulcowe
• Wałki i łożyska kół
• Wrzeciona lub koszule kierownicze
• Połowa masy wahaczy, sprężyn i amortyzatorów

Wahacze ze stali blachanej: zalety i wady

Ramiona kierownicze ze stali sztabkowej są standardem dla dużej liczby pojazdów produkcyjnych, od samochodów osobowych po lekkie ciężarówki. Wytwarza się je poprzez tłoczenie blach stalowych w odpowiedni kształt, a następnie spawanie ich ze sobą. Ten proces jest wysoce wydajny i opłacalny, co czyni go idealnym wyborem dla producentów samochodów wytwarzających pojazdy na masową skalę. Dla firm działających w sektorze motoryzacyjnym kluczowe jest osiągnięcie precyzji w tym procesie. Na przykład specjalistyczni producenci tacy jak Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. skupiają się na dostarczaniu wysokiej jakości części tłoczonych do motoryzacji certyfikowanych zgodnie z IATF 16949, zapewniając, że nawet te podstawowe komponenty spełniają rygorystyczne normy dotyczące niezawodności i dopasowania – od prototypowania po produkcję seryjną.

Główną zaletą stalowych elementów tłoczonych jest ich równowaga między wystarczającą wytrzymałością a niskim kosztem produkcji. Dla przeciętnego kierowcy w normalnych warunkach drogowych, te wahacze sprawują swoje zadanie niezawodnie przez cały okres użytkowania pojazdu. Stal jest również trwała i może wytrzymać znaczne uderzenia, często ugina się zamiast pękać, co w przypadku wypadku stanowi przewidywalny sposób awarii. Jednak największą wadą jest bezpośrednio związana z osiągami: ich waga. Stal jest gęsta, a ta metoda konstrukcji prowadzi do ciężkiego komponentu, który znacząco zwiększa masę niesprzężoną pojazdu.

Dodatkowa waga to główny powód, dla którego entuzjaści osiągów często chcą je wymienić. Jak wspomniano, wyższa masa niesprzężona może prowadzić do mniej responsywnego systemu zawieszenia. Inną istotną wadą jest podatność stali na korozję. Jak wyjaśniono w przewodniku opracowanym przez PartsAvatar Canada , chyba że są odpowiednio powleczone, stalowe wahacze mogą z czasem rdzewieć, szczególnie w regionach o surowych zimach, gdzie często używa się soli na drogach. Ta korozja może osłabić element i ostatecznie doprowadzić do jego uszkodzenia.

Alternatywy: wahacze aluminiowe, kute i rurowe

Dla kierowców chcących poprawić osiągi swojego pojazdu poprzez zmniejszenie masy niezawieszonej, dostępne są różne alternatywy dla stalowych wahaczy tłoczonych. Każda z nich oferuje unikalny balans masy, wytrzymałości, kosztu i właściwości eksploatacyjnych, dostosowany do różnych zastosowań – od jazdy codziennej po wyścigi.

Rękawiczki sterujące z aluminium są popularnym ulepszeniem, cenionym za znaczące oszczędności wagi. Jako Metrix Premium Parts najważniejsze jest to, że aluminium jest znacznie lżejsze niż stal, co bezpośrednio zmniejsza masę nieresorowaną i poprawia reakcję zawieszenia. Ten materiał charakteryzuje się również naturalną odpornością na korozję. Główną wadą jest często wyższy koszt oraz, w niektórych przypadkach, mniejsza trwałość. Mimo że aluminium jest silne, może być bardziej narażone na pęknięcia lub uszkodzenia przy ekstremalnym uderzeniu w porównaniu do stali, która ma tendencję do gięcia.

Kute ramiona kierownicze stanowią krok naprzód pod względem wytrzymałości. Proces kucia polega na formowaniu metalu pod ogromnym ciśnieniem, co powoduje wyrównanie struktury wewnętrznego ziarna materiału. Rezultatem jest komponent wyjątkowo wytrzymały i odporny na zmęczenie, często silniejszy niż części ze stali tłoczonej oraz aluminium odlewanej. Oferują one doskonałą kombinację wytrzymałości i rozsądnej masy, choć zazwyczaj są droższe niż opcje ze stali tłoczonej.

Rurkowe ramiona sterujące to wysokowydajne rozwiązanie, często stosowane w pojazdach wyścigowych i przy restaurowaniu klasycznych samochodów. Wykonane z wytężalnego stalowego rury, oferują doskonały stosunek wytrzymałości do masy. Są znacznie lżejsze i bardziej sztywne niż ich odpowiedniki tłoczone ze stali, zapewniają precyzyjną geometrię zawieszenia i drastycznie zmniejszają masę niesprężynowaną. Ich konstrukcja pozwala na zoptymalizowanie kątów pochylenia koła (camber) i wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy (caster), co dalej poprawia dynamikę jazdy.

Często zadawane pytania

1. Jaka jest różnica między ramionami sterowymi tłoczonymi a kute?

Główna różnica polega na procesie wytwarzania oraz wynikającej z niego wytrzymałości. Dźwignie wahliwe tłoczone są wykonywane przez prasowanie i spawanie blach stalowych, co jest rozwiązaniem opłacalnym, ale daje cięższy i mniej sztywny element. Dźwignie kute powstają poprzez kucie nagrzanego kawałka metalu w matrycy, co powoduje uporządkowanie struktury wewnętrznego ziarna, tworząc znacznie silniejszy, gęstszy i bardziej odporny na zmęczenie komponent, bez nadmiaru masy charakterystycznego dla niektórych konstrukcji tłoczonych.

2. Czy dźwignie stalowe tłoczone są magnetyczne?

Tak, są. Stal jest metalem żelaznym, co oznacza, że zawiera żelazo i jest magnetyczna. Prostym sposobem sprawdzenia, czy dźwignia wahliwa jest wykonana ze stali czy aluminium, jest użycie magnesu. Jeśli magnes przylega mocno do dźwigni, oznacza to, że jest ona wykonana z żeliwa szarego lub stali tłoczonej. Jeśli nie przylega, najprawdopodobniej jest to dźwignia aluminiowa.