Γεωμετρία ανάρτησης

Το κράτημα του δρόμου (4Τ 125, 2/1981)

Συντάκτης: Κώστας Καβαθάς

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΚΑΙ ΠΩΣ ΤΟ ΥΨΟΣ ΤΟΥ ΑΠΟ ΤΟ ΕΔΑΦΟΣ ΕΠΗΡΕΑΖΕΙ ΤΟ ΚΡΑΤΗΜΑ; ΓΙΑΤΙ ΜΕΡΙΚΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ «ΓΕΡΝΟΥΝ» ΠΟΛΥ ΚΙ ΑΛΛΑ ΚΑΘΟΛΟΥ; ΣΥΝΕΧΙΖΟΥΜΕ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΛΑΝΗΣΗ ΜΑΣ ΧΩΡΙΣ ΑΚΟΜΑ ΝΑ ΒΛΕΠΟΥΜΕ ΤΟ ΤΕΡΜΑ ΤΟΥ… ΣΙΡΙΑΛ

Σίγουρα θα έχετε δει αυτοκίνητα, που όταν στρίβουν μοιάζουν με πλεούμενα σε ταραγμένη θάλασσα. Ο συνδυασμός της κακής ανάρτησης, της ανύπαρκτης γεωμετρίας, των μαλακών ελατηρίων και του ύψους του αμαξώματος από το έδαφος, κάνει τ' αυτοκίνητο να γέρνει, συμπιέζοντας τα ελατήρια. Υπεύθυνη για την κλίση, για την περιστροφή του αμαξώματος περί το διαμήκη άξονα είναι βέβαια ή φυγόκεντρη δύναμη. Όσο πιο «μαλακά» είναι τα ελατήρια της ανάρτησης, τόσο πιο πολύ γέρνει το αμάξωμα, μεταβαλλόντας τη γωνία του ως προς το οριζόντιο επίπεδο που ορίζεται από την επιφάνεια του δρόμου.
Όσο περισσότερα γέρνει το αμάξωμα τόσο πιο επικίνδυνη γίνεται η οδήγηση, ιδιαίτερα σε δρόμους που έχουν πολλές και συνεχείς στροφές (S) όπου το αμάξωμα αναγκάζεται να αλλάξει κλίση κάθε 30-50 μέτρα. Υπάρχουν βέβαια αυτοκίνητα με προηγμένες τεχνολογικά και μελετημένες γεωμετρικά αναρτήσεις, που επιτρέπουν στα αμαξώματά τους να γέρνουν χωρίς να επηρεάζεται η ποιότητα του κρατήματος του δρόμου. Αρκετά, γαλλικά ιδιαίτερα, αυτοκίνητα διαθέτουν παρόμοια χαρακτηριστικά οδήγησης κι υπάρχουν μάλιστα δύο μεγάλες «σχολές σκέψης» πάνω στο πρόβλημα. Η μία, η γαλλική, θέλει τις αναρτήσεις μαλακές με μεγάλες διαδρομές και κλίσεις του αμαξώματος, η άλλη —η αγγλική— θέλει μικρές διαδρομές ανάρτησης και το αμάξωμα όσο πιο παράλληλο προς το οριζόντιο επίπεδο γίνεται.
Κανείς μηχανικός δεν έχει μέχρι σήμερα ισχυριστεί ότι η γαλλική ή η αγγλική «σχολή» είναι καλύτερη. Η κάθε μια ταιριάζει σε ειδικές χρήσεις, η γαλλική σχολή είναι κατάλληλη για τ' αυτοκίνητα που κυκλοφορούν στους, κατά το μεγαλύτερο μέρος τους, ανώμαλους και στενούς δρόμους της Ευρώπης, η αγγλική είναι κατάλληλη για λείους δρόμους, και απόλυτα απαραίτητη για τα αυτοκίνητα αγώνων.
Αυτό που ενδιαφέρει τον απλό οδηγό είναι όχι τόσο το που βρίσκονται τα Κέντρα Περιστροφής που ορίζουν το διαμήκη άξονα γύρω απ' τον όποιο το αμάξωμα γέρνει (περιστρέφεται, rolls), αλλά το πως οι διάφοροι τύποι ανάρτησης επηρεάζουν τα Κέντρα Περιστροφής, άρα τη θέση του άξονα περιστροφής κι επομένως τις τυχόν κλίσεις του αμαξώματος. Ακόμα αυτό που ενδιαφέρει τον οδηγό είναι πως οι μεγάλες κλίσεις του αμαξώματος επηρεάζουν το κράτημα σε αυτοκίνητα που δε διαθέτουν μελετημένα και σχετικά πολύπλοκα συστήματα ανάρτησης.
Χωρίς κανένα δισταγμό θα πούμε πως, ναι, οι μεγάλες κλίσεις επηρεάζουν αρνητικά το κράτημα σε αυτοκίνητα με άκαμπτους πίσω άξονες και με πρωτόγονα συστήματα ανάρτησης (σούστες). Καθώς το αμάξωμα γέρνει, «τραβάει» μαζί του και τον εσωτερικό τροχό, ανασηκώνοντας το λάστιχο από το έδαφος και κάνοντάς το να χάσει την επαφή του με το δρόμο! Αν η επιφάνεια είναι στεγνή και ο οδηγός έχει κάποια πείρα, το ακροβατικό τελειώνει χωρίς απρόοπτα. Αν όμως ο δρόμος είναι βρεγμένος ή έχει λάδια ή χώματα και ο οδηγός χρειάζεται την πρόσφυση και από τους δύο τροχούς, τότε τα πράγματα γίνονται δύσκολα.
sx1.JPG
Σχήμα 1: Στο απλό αυτό σχήμα, βλέπουμε ότι η εγκάρσια δύναμη της φυγόκεντρης επενεργεί στο μη φερόμενο βάρος στα σημεία που βρίσκονται τα Κέντρα Περιστροφής. Το αμάξωμα γέρνει σε μια στροφή γύρω από τον άξονα περιστροφής που ορίζεται αν τραβήξουμε μια γραμμή από το ένα Κέντρο Περιστροφής στο άλλο.

Η μεταβολή των γωνιών των τροχών είναι ένα ακόμα ανεπιθύμητο φαινόμενο της υπερβολικής κλίσης του αμαξώματος. Παρουσιάζεται έντονη σε αναρτήσεις πρωτόγονες, αλλά και σε ανεξάρτητες. Καθώς το αμάξωμα γέρνει, οι γωνίες κάμπερ των τροχών μεταβάλλονται σε τέτοιο βαθμό, ώστε, οι πίσω τροχοί π.χ. αρχίζουν να έχουν «γνώμη» για την τροχιά του αυτοκινήτου, που σχεδόν ποτέ δεν συμπίπτει με τη γνώμη, τις επιθυμίες ή τις εντολές του οδηγού! Το αυτοκίνητο αποκτάει έτσι, εκτός από δύο κέντρα περιστροφής, και δύο κέντρα αποφάσεων, με καταστρεπτικά συνήθως αποτελέσματα. Ακόμα ένα ανεπιθύμητο φαινόμενο της μεγάλης κλίσης του αμαξώματος στις στροφές είναι το τερμάτισμα της ανάρτησης. Το αμάξωμα μπορεί — ιδιαίτερα όταν το αυτοκίνητο είναι φορτωμένο — να αναγκάσει τα ελατήρια και τ' αμορτισέρ να τερματίσουν (να φθάσουν στο τέλος της διαδρομής τους) με άσχημα πολλές φορές αποτελέσματα. Σκεφτείτε μόνο, ότι μια «τερματισμένη» ανάρτηση δεν είναι πια ανάρτηση. Ο τροχός μπορεί να πέσει σε μια λακκούβα και χωρίς την ευεργετική συμπαράσταση του ελατηρίου, να διαλύσει τις βάσεις στήριξης της ανάρτησης ή να μετατρέψει βίαια τη γεωμετρία της εμπρός ή της πίσω ανάρτησης και του συστήματος διεύθυνσης.
Τέλος, δεν πρέπει να ξεχάσουμε ότι η μεγάλη κλίση στις στροφές έχει σαν αποτέλεσμα τη μεγάλη μεταφορά βάρους, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε αλυσωτά φαινόμενα και τέλος στην ανατροπή του αυτοκινήτου.
Πολλά «οικογενειακά» με γιαγιάδες, παππούδες, συμβίες και τέκνα στο εσωτερικό τους και τα υπάρχοντα της οικογένειας στη σχάρα «τουμπάρισαν» τα τελευταία χρόνια στους εθνικούς δρόμους από τα φαινόμενα που προκαλούνται λόγω της υπερβολικής κλίσης του αμαξώματος. Η κλίση δεν παρουσιάζεται μόνο στις στροφές. Ισχυροί πλάγιοι άνεμοι, ξαφνικές ριπές στα ανοίγματα των λόφων στις εθνικές οδούς, μπορούν να κάνουν το αμάξωμα να γείρει στην ευθεία, ιδιαίτερα όταν είναι άτσαλα φορτωμένο στη σχάρα.

Τα Κέντρα Περιστροφής (ένα για την εμπρός κι ένα για την πίσω ανάρτηση) δεν είναι σημεία υπαρκτά που μπορεί να σκύψει κάποιος και να δει, άλλα σημεία θεωρητικά, γεωμετρικά. Αν τα γνωρίζουμε (στο χαρτί) μπορούμε να τραβήξουμε μια ευθεία απ' το ένα στο άλλο και να έχουμε το Διαμήκη Άξονα περιστροφής. Σε ορισμένα συστήματα ανάρτησης, το Κέντρο Περιστροφής βρίσκεται «επάνω» στην ανάρτηση. Σ' άλλα βρίσκεται σε κάποιο φανταστικό σημείο στο κενό. Στις πιο πολλές περιπτώσεις το σημείο του Κ.Π. βρίσκεται κάπου ανάμεσα στην επιφάνεια του δρόμου και το ύψος του άξονα του τροχού. Η απόσταση του Κ.Π. από το έδαφος, το ύψος του δηλαδή, παίζει αποφασιστικό ρόλο στο κράτημα του δρόμου. Σε αρκετά συστήματα ανάρτησης το ύψος του Κ.Π. μεταβάλλεται καθώς το αμάξωμα γέρνει στις στροφές. Πέρα απ' το ότι είναι το κέντρο γύρω απ' το οποίο γέρνει (κλίνει) το αμάξωμα, το Κ.Π. διαθέτει ένα ακόμα χαρακτηριστικό. Η εγκάρσια δύναμη της φυγόκεντρης «μεταδίδεται» από το φερόμενο στο μη φερόμενο βάρος (βλ. τεύχος Γενάρη), μέσω του Κ.Π. θα ήταν πολύ απλό ακόμα και για έναν μη ειδικό να κατανοήσει το προηγούμενο, αν όλοι οι βραχίονες της ανάρτησης ξεκινούσαν από το Κ.Π. Αυτό όμως δεν συμβαίνει. Όπως είδαμε και στο προηγούμενο τεύχος, οι βραχίονες που συγκρατούν τους τροχούς στηρίζονται σε διάφορα σημεία του αμαξώματος ή του υποπλαίσιου, ανάλογα με τον τύπο του αυτοκινήτου. Παρόλη την ποικιλία των σημείων στήριξης όμως, το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι η φυγόκεντρη δύναμη επιβάλλεται πάλι σ' ένα σημείο πού βρίσκεται κάπου ανάμεσα στις μάζες του φερόμενου και του μη φερόμενου βάρους.

Τα Κ.Π. σε διάφορους τύπους αναρτήσεων

Ας αρχίσουμε από τις πιο απλές αναρτήσεις, αυτές που χρησιμοποιούν τα περίφημα πια ημιελλειπτικά φύλλα σούστας και τον άκαμπτο άξονα. Η θέση του Κ.Π. σ' αυτό το σύστημα εξαρτάται από τον τύπο των βραχιόνων που στηρίζουν τον άκαμπτο άξονα (αν υπάρχουν). Οι βραχίονες αυτοί ορίζουν τη θέση του άκαμπτου άξονα (που πολλοί ονομάζουν γενικά «διαφορικό») και περιορίζουν την κίνηση του εμπρός-πίσω σε σχέση με το πλαίσιο (τα παλιά αυτοκίνητα είχαν πλαίσια, σασί). Το Κ.Π. βρίσκεται αν ο οδηγός έχει στη διάθεσή του τα σχέδια της ανάρτησης κι ενώσει μερικά σημεία (πού θα δούμε αμέσως) μεταξύ τους.
Όμως ούτε αυτό δε χρειάζεται. Αρκεί μόνο ο αναγνώστης να ρίξει μια ματιά στα σχήματα που παραθέτουμε (από το 2 ως το 9), να αναγνωρίσει το δικό του σύστημα ανάρτησης σ' ένα απ' αυτά και να πάρει μια γενική ιδέα για τη θέση του Κέντρου Περιστροφής. Προσεκτικότερη μελέτη και σύγκριση με τα συστήματα ανάρτησης των αυτοκινήτων της αγοράς μπορεί να οδηγήσει σε πιο επιτυχημένη επιλογή αυτοκινήτου. Τα σχήματα 2,3,4,5,6 και 7 αναφέρονται σε αναρτήσεις με άκαμπτους άξονες. Τα σχήματα 8, 9 και 10 σε ανεξάρτητες αναρτήσεις με «σπαστούς» άξονες. Σε κάθε σχήμα το σημείο Α ορίζεται και το σημείο Β βρίσκεται με τον παρακάτω τρόπο: τραβάμε μια γραμμή από το Α στο Β. Το Κ.Π. βρίσκεται εκεί που η ευθεία που χαράξαμε τέμνει το κάθετο επίπεδο που περνάει απ' το μέσο του άξονα. Για καλύτερη κατανόηση διαβάστε τις λεζάντες κάτω απ' το κάθε σχήμα. Η πιο απλή μορφή ανάρτησης άκαμπτου άξονα είναι η Χότσκις, όπου ο άξονας στηρίζεται και ορίζεται από δύο φύλλα σούστας (ημιελλειπτικά ελατήρια). Το Κ.Π. βρίσκεται όπως περιγράφεται στο σχ. 2.
Αν κανείς τοποθετήσει μια ακόμα ράβδο στήριξης (στην περίπτωσή μας μια ράβδο πανάρ) ανάμεσα στον άξονα (διαφορικό) και το πλαίσιο (σασί), τότε σίγουρα θα αλλάξει και το ύψος του Κ.Π. Για να προσφέρει έργο η ράβδος αυτή πρέπει να είναι πιο σκληρή από τα ελατήρια, ώστε να εμποδίζει την εγκάρσια μετατόπιση του άξονα και τη μεταβολή των γωνιών σύγκλισης/απόκλισης των πίσω τροχών που επακολουθεί. Τα ημιελλειπτικά ελατήρια δεν ορίζουν πλέον τη θέση του άκαμπτου άξονα στην εγκάρσια κίνηση, αλλά μόνο στην εμπρός-πίσω.
Την ίδια τακτική ακολουθούμε για να βρούμε το Κ.Π. σε μια ανεξάρτητη ανάρτηση. Για να τραβήξουμε τις γραμμές μας πρέπει να αναγνωρίσουμε σημεία που μπορεί να είναι υπαρκτά ή υποθετικά. Εμείς κάναμε τα σχέδια 8,9,10 και προχωρούμε στην περιγραφή τους. Παράλληλα όμως παρακολουθούμε —με τη φαντασία μας— και τις κινήσεις ενός τροχού σε μια ανεξάρτητη ανάρτηση. Ο τροχός κινείται προς τα εμπρός. Κάποια στιγμή συναντά μια ανωμαλία του δρόμου, μια υπερύψωση της ασφάλτου. Ο τροχός και το ημιαξόνιο ανεβαίνουν διαγράφοντας ένα τόξο γύρω απ' ένα σημείο που αποκαλούμε στιγμιαίο κέντρο περιστροφής. Το σημείο αυτό μπορεί να είναι πραγματικό (όπως στην περίπτωση του σχ. 2) ή υποθετικό. Για κάθε στιγμή της κίνησης του τροχού όμως υπάρχει ένα στιγμιαίο κέντρο περιστροφής. Στο σχ. 10 μπορείτε να δείτε που βρίσκονται τα στιγμιαία κέντρα περιστροφής για μια ανάρτηση (ανεξάρτητη) με διπλά «ψαλίδια».
sx2.JPG
Σχήμα 2: Αν ο άκαμπτος πίσω άξονας συγκρατείται μόνο από δύο ημιελλειπτικά φύλλα σούστας (ελατήρια) τότε λέμε ότι έχουμε ανάρτηση τύπου Χότσκις (δεν υπάρχει πια παρά μόνο σε τρίκυκλες μοτοσικλέτες). Το Κέντρο Περιστροφής βρίσκεται αν τραβήξουμε μια γραμμή από το σημείο Α στο σημείο Β, τα σημεία που στηρίζεται το ελατήριο. Το Κ.Π. βρίσκεται στο σημείο όπου η ευθεία τέμνει το κάθετο επίπεδο που περνάει από το κέντρο του διαφορικού. Η εύθεία Α-Β είναι ο άξονας περιστροφής. Αν στην απλοϊκή αυτή ανάρτηση τοποθετήσουμε μια ράβδο Πανάρ, η θέση του Κ.Π. μεταβάλλεται αυτόματα.
sx3.JPG
Σχήμα 3: Σ’ ένα σύστημα που χρησιμοποιεί ράβδο Πανάρ για καλύτερη εγκάρσια στήριξη, πρέπει πρώτα να βρούμε το σημείο Α. Το σημείο αυτό βρίσκεται εκεί που η ράβδος Πανάρ τέμνει το διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου (κάτοψη 3α). Το σημείο Β στο σχέδιο είναι το σημείο γύρω από το οποίο θα περιστρεφόνταν ο άκαμπτος άξονας αν δεν υπήρχε η ράβδος Πανάρ. Αν ενώσουμε το Α με το Β, βλέπουμε ότι το ΚΠ βρίσκεται ψηλά, εκεί που η γραμμή τέμνει το επίπεδο που είναι κάθετο στον άξονα του διαφορικού.
sx4.JPG
Σχήμα 4: μια ανάρτηση με τρεις βραχίονες στήριξης και ράβδο Πανάρ για τη συγκράτηση του άκαμπτου πίσω άξονα που μοιάζει πολύ με την ανάρτηση του σχήματος 3. το σημείο Α βρίσκεται στη ράβδο Πανάρ, εκεί που συναντά το διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου. το σημείο Β βρίσκεται στο σημείο που τέμνονται οι προεκτάσεις των κάτω βραχιόνων στήριξης. Γύρω απ' το σημείο Β θα περιστρέφονταν ο άκαμπτος άξονας αν αφαιρούσαμε τη ράβδο Πανάρ. Το Κ.Π, βρίσκεται εκεί που η ευθεία από το Α στο Β τέμνει το επίπεδο το κάθετο στον άξονα του διαφορικού.
sx5.JPG
Σχήμα 5: Ανάρτηση με τέσσερις μη παράλληλους ράβδους στήριξης για τον άκαμπτο άξονα που συναντάται σε πολλά οικογενειακά αυτοκίνητα σήμερα. Στο σημείο Α τέμνονται οι προεκτάσεις των επάνω ράβδων στήριξης, ενώ στο σημείο Β οι προεκτάσεις των κάτω. Το Κ.Π. βρίσκεται εκεί που η ευθεία από το Α στο Β τέμνει το επίπεδο το κάθετο στον άξονα του διαφορικού. Η ανάρτηση αυτή εξασφαλίζει χαρακτηριστικά υποστροφής κλίσης.
sx6.JPG
Σχήμα 6: Ανάρτηση με τέσσερις ράβδους στήριξης του άκαμπτου άξονα, δύο από τους όποιους (οι κάτω) είναι παράλληλοι. το σημείο Α βρίσκεται από την προέκταση των επάνω ράβδων. Το σημείο Β βρίσκεται εκεί που τέμνονται οι κάτω ράβδοι στο άπειρο. Η ευθεία από το Α στο Β είναι παράλληλη προς τις κάτω ράβδους, γιατί κι αυτή τους τέμνει στο άπειρο. Το Κ.Π. βρίσκεται εκεί που η ευθεία Α-Β τέμνει το επίπεδο το κάθετο στον άξονα του διαφορικού. Η διάταξη αυτή ή οποιοδήποτε άλλη που ο Άξονας Περιστροφής έχει κατεύθυνση προς τα εμπρός και επάνω εξασφαλίζει χαρακτηριστικά υπερστροφής κλίσης.
sx7.JPG
Σχήμα 7: Αν ένας άκαμπτος άξονας έχει δύο διαμήκεις ράβδους για τη στήριξή του στον διαμήκη άξονα και εξασφαλίζει τη στήριξή του στο εγκάρσιο επίπεδο μ’ ένα κεντρικό σημείο στήριξης που βρίσκεται στο κέλυφος του διαφορικού, τότε το σημείο αυτό είναι το Κέντρο Περιστροφής. για να στηρίξουμε έναν άκαμπτο πίσω άξονα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα βραχίονα Α σαν αυτό του σχεδίου, ένα σύνδεσμο Βατ ή μια ράβδο Πανάρ. Όλοι κάνουν την ίδια δουλειά και δεν επηρεάζουν το Κ.Π. το μόνο που αλλάζει τη θέση του είναι το ύψος του σημείου στήριξης του βραχίονα στο κέλυφος του διαφορικού. Η διάταξη αυτή δίνει ουδέτερα χαρακτηριστικά κρατήματος, γιατί ο Άξονας Περιστροφής είναι παράλληλος με το οριζόντιο επίπεδο.
sx8.JPG
Σχήμα 8: Η απλή ανάρτηση αιωρουμένων βραχιόνων. Ο άξονας αιωρείται με κέντρο ένα σημείο κοντά στο κάλυμμα του διαφορικού που συνήθως βρίσκεται στο πλαίσιο. Το σημείο είναι και το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής για τον τύπο αυτής της ανάρτησης Το μήκος τού αιωρούμενου βραχίονα είναι ίδιο με το μήκος του υποθετικού βραχίονα (βλέπε κείμενο)
sx9.JPG
Σχήμα 9: Η ανάρτηση με αιωρούμενους βραχίονες έχει πολύ ψηλά το Κ Π. Το Κ.Π. βρίσκεται αν ενώσουμε τα σημεία επαφής των ελαστικών με το δρόμο με τα σημεία αιώρησης των βραχιόνων. Η θέση του Κ.Π. έχει σαν αποτέλεσμα να παρουσιάζεται μια τάση ανύψωσης του τροχού, που κάνει τ αυτοκίνητο ιδιαίτερα ασταθές και επικίνδυνο στην οδήγηση,
sx10.JPG
Σχήμα 10: Το Κέντρο Περιστροφής για μια ανάρτηση με διπλά«ψαλίδια» ή βραχίονες σχήματος Α μπορεί να βρίσκεται σε οποιοδήποτε ύψος, ανάλογα με τις γωνίες που σχηματίζουν τα «ψαλίδια». Στα σχέδια βλέπουμε τρεις αναρτήσεις με ψαλίδια ίδιου μήκους, αλλά με διαφορές στις γωνίες των επάνω «ψαλιδιών».

Ας δούμε μια απλή ανεξάρτητη πίσω ανάρτηση με αιωρούμενους βραχίονες (σχ. 9 και 11).
Κάθε βραχίονας (στην περίπτωση, κάθε ημιαξόνιο) αιωρείται γύρω από ένα σύνδεσμο U, που βρίσκεται δίπλα στο «διαφορικό» (παλιά VW, Φίατ, Ρενό και τα περίφημα Σεβρολέ Κορβέρ που «σκότωσε» ο Ράλφ Νέιντερ). Το στιγμιαίο είναι ο σύνδεσμος U και ο αιωρούμενος βραχίονας είναι άξονας από το σύνδεσμο U μέχρι τον τροχό. Και τα δύο είναι πραγματικά (όχι υποθετικά) και το στιγμιαίο κέντρο δεν αλλάζει συνεχώς θέση, καθώς ο τροχός κινείται επάνω-κάτω. Για να βρούμε το Κ.Π. σ' αυτό τον τύπο της ανάρτησης σύρουμε γραμμή από το σημείο επαφής του λάστιχου με το δρόμο, στο στιγμιαίο κέντρο για τον τροχό που μας αφορά. Το ίδιο κάνουμε και για τον άλλο τροχό και κατόπιν προεκτείνουμε τις γραμμές μέχρι να συναντηθούν. Το Κέντρο Περιστροφής για την ανάρτηση αυτή βρίσκεται στο σημείο που τέμνονται οι δύο ευθείες. Όπως καθαρά φαίνεται στα σχ. 8, 9 και 11 το Κέντρο Περιστροφής ήταν (και είναι, γιατί κυκλοφορούν ακόμα πολλά αυτοκίνητα στην Ελλάδα με παρόμοιες αναρτήσεις) πολύ ψηλά απ’ το έδαφος. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με το φαινόμενο, που περιγράφεται στη λεζάντα του σχ. 11, οδηγούσε σε συχνές ανατροπές και «ανεξήγητα» δυστυχήματα. Ας πάρουμε τώρα μια ανεξάρτητη ανάρτηση με διπλό ψαλίδια. το είδος αυτό συναντάται πολύ συχνά μπροστά, αλλά σπάνια πίσω. Εξελιγμένες μορφές του βρίσκονται σε όλα τ' αυτοκίνητα αγώνων. Το Κ.Π. στο σύστημα βρίσκεται αν συνδέσουμε το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής Α (σχ. 10) με το σημείο επαφής του λάστιχου με το δρόμο Β. Λόγω μεγάλου μήκους του υποθετικού βραχίονα (το σημείο Α βρίσκεται πολύ πέρα απ’ τ' αυτοκίνητο και το διαφορικό) το Κέντρο Περιστροφής του αυτοκινήτου βρίσκεται πολύ κοντά στο έδαφος. Όταν τα διπλά ψαλίδια είναι παράλληλα (10β) τότε ο υποθετικός βραχίονας αιωρείται με κέντρο κάποιο σημείο στο άπειρο και το Κ.Π. βρίσκεται στην επιφάνεια του δρόμου. Τέλος, όταν τα πάνω ψαλίδια είναι τοποθετημένα όπως στο σχήμα 10γ, τότε το Κ.Π. βρίσκεται σε κάποιο σημείο κάτω απ’ την επιφάνεια του εδάφους. Αντίθετα με την άποψη πολλών, αυτή η σχεδίαση του Κ.Π. (γιατί περί σχεδιάσεως πρόκειται) δεν συναντάται στα αυτοκίνητα αγώνων, αλλά μόνο σε ορισμένα επιβατικά.
Δε χρειάζεται βέβαια να πούμε ότι τα Κ.Π. των σχημάτων 10α,β,γ, ορίστηκαν με το αμάξωμα παράλληλο με το δρόμο. Αν κανείς επιθυμεί να βρει πως κινείται το Κ.Π. του αυτοκινήτου του, θα πρέπει να σχεδιάσει τη θέση των ψαλιδιών για κάθε μοίρα κλίσης του αμαξώματος, κάτι που είναι άχρηστο και ανόητο.
Τα περισσότερα αυτοκίνητα έχουν σήμερα αναρτήσεις τύπου Μακφέρσον για λόγους οικονομίας χώρου, αλλά και καλής οδικής συμπεριφοράς. Στο σχ. 12 βλέπουμε ότι το Κ.Π. σε μία παρόμοια ανάρτηση είναι πάντα πάνω απ’ το έδαφος, αλλά δεν είναι ποτέ μακριά απ’ το έδαφος.
Ένας τύπος ανάρτησης που επίσης συναντάται πολύ συχνά είναι αυτός με τους ημιυστερούντες βραχίονες (σχ. 13). Η μόνη διαφορά ανάμεσα σ' αυτή και στην ανάρτηση των αιωρούμενων αξόνων (8,9) είναι ότι ο άξονας αιώρησης σχηματίζει γωνία με τον διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου. Για να βρούμε το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής αυτού του συστήματος πρέπει να διαθέτουμε μια… κάτοψη της ανάρτησης. Στην κάτοψη σύρουμε μια ευθεία που να ενώνει τα δύο σημεία στήριξης του ημιυστερούντος βραχίονα και την προεκτείνουμε μέχρις ότου συναντήσει τον άξονα του ημιαξονίου στο σημείο που οι δύο ευθείες τέμνονται βρίσκεται το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής. Το μήκος του υποθετικού αιωρούμενου βραχίονα είναι πολύ μεγάλο σ' αυτόν τον τύπο της ανάρτησης, πολύ μεγαλύτερο από το μήκος του πραγματικού βραχίονα.
Αυτό οδηγεί σ' ένα Κ.Π., που βρίσκεται πολύ πιο χαμηλά από τους ημιυστερούντες βραχίονες.
Το μήκος του υποθετικού αιωρούμενου βραχίονα είναι αυτό που ορίζει και το ποσοστό μεταβολής της γωνίας κάμπερ του τροχού. Ένας μεγάλος υποθετικός βραχίονας θα παρουσιάζει μικρότερες μεταβολές για την ίδια κίνηση του τροχού (πάνω-κάτω) απ’ ότι ένας μικρός. Συμπεραίνουμε λοιπόν, ότι για να έχουμε 0 μεταβολή της γωνίας κάμπερ στις στροφές, πρέπει να έχουμε έναν υποθετικό βραχίονα άπειρου μήκους. Αυτό μπορούμε να το πετύχουμε, αν το σημείο στήριξης του βραχίονα, που στην άλλη του άκρη συγκρατεί τον τροχό, εκινείτο κατά 90° από τον διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου στο οριζόντιο επίπεδο. Τότε θα είχαμε μια ανάρτηση, σαν την πρόσθια των παλιών VW, που δεν υπήρχε μεταβολή της γωνίας κάμπερ με την κλίση του αμαξώματος. Δυστυχώς όμως, υπήρχε στην πίσω ανάρτηση των παλιών VW, με αποτέλεσμα να χάσουν τη ζωή τους αρκετοί αθώοι.
sx11.JPG
Σχήμα 11: Να τι συμβαίνει σ’ ένα αυτοκίνητο με ανάρτηση αιωρούμενων βραχιόνων σε μια στροφή. Το φαινόμενο της ανύψωσης αυξάνει τη θετική γωνία κάμπερ και στους δύο τροχούς, με αποτέλεσμα να μειώνεται η δύναμη στροφής και να παρουσιάζεται το φαινόμενο της υπερστροφής η του…τουμπαρίσματος.
sx12.JPG
Σχήμα 12: Μια πολύ γνωστή-στους παλιούς- ανάρτηση. Η ανάρτηση Τσάπμαν στο Λοτούς Ελάν έχει την ίδια σχεδόν γεωμετρία με τις σημερινές αναρτήσεις Μακφέρσον. Το Κ.Π. βρίσκεται πολύ χαμηλά, όπως στις αναρτήσεις με δίπλα ψαλίδια. Όσο περισσότερο προς την κάθετο πλησιάζει το «γόνατο» Μακφέρσον που φέρει το ελατήριο και το αμορτισέρ (δεξιά), τόσο πιο κοντά στο έδαφος βρίσκεται το Κ.Π.
sx13.JPG
Σχήμα 13: Στην ανάρτηση ημι-υστερούντων βραχιόνων «υποθετικός» αιωρούμενος βραχίονας είναι μεγαλύτερος απ’ ότι σε μια κανονική ανάρτηση υστερούντων βραχιόνων. Με τον τρόπο αυτό το Κ.Π. πέφτει πιο χαμηλά και το κράτημα γίνεται καλύτερο.