Ελικοειδές ελατήριο

Το ελικοειδές ελατήριο είναι ένα τμήμα χαλύβδινου σύρματος ελατηρίων τυλιγμένο σε σχήμα έλικας, το οποίο στηρίζει μέρος του βάρους του οχήματος σε κάθε γωνία του και απορροφά τους κραδασμούς που μεταδίδει το ανώμαλο οδόστρωμα. Αποτελεί με διαφορά τον πιο διαδεδομένο τύπο ελατηρίου στη σύγχρονη ανάρτηση, καθώς συναντάται στη συντριπτική πλειονότητα των επιβατικών αυτοκινήτων. Ο ρόλος του είναι να επιτρέπει στον τροχό να κινείται πάνω και κάτω σε σχέση με το αμάξωμα, ώστε εκείνο να παραμένει σχετικά οριζόντιο και το ελαστικό να διατηρεί την επαφή του με το οδόστρωμα. Χωρίς ελατήριο, κάθε λακκούβα θα μεταφερόταν απευθείας στη δομή του οχήματος και στους επιβάτες.

Η λειτουργία του βασίζεται στην αποθήκευση ενέργειας κατά τη συμπίεση. Όταν ο τροχός συναντά ένα εξόγκωμα, το ελατήριο κονταίνει και αποθηκεύει την ενέργεια της κρούσης· όταν ο τροχός βυθίζεται σε μια λακκούβα, το ελατήριο εκτείνεται και αποδίδει την ενέργεια αυτή. Η σκληρότητα, δηλαδή η σταθερά του ελατηρίου, καθορίζεται από τη διάμετρο του χαλύβδινου σύρματος, τη διάμετρο της σπείρας, τον αριθμό των ενεργών σπειρών και τις ιδιότητες του ίδιου του χάλυβα — παράμετροι που δίνουν στους μηχανικούς ευρύ περιθώριο να προσαρμόσουν την κύλιση σε κάθε συγκεκριμένο μοντέλο. Το κρίσιμο σημείο είναι ότι ένα ελατήριο μόνο του θα ταλαντωνόταν επανειλημμένα πάνω-κάτω μετά από κάθε διαταραχή, γι' αυτό συνεργάζεται πάντοτε με ένα αμορτισέρ, που ελέγχει και αποσβένει αυτή την αναπήδηση.

Για το όχημα και τους επιβάτες, το ελικοειδές ελατήριο εξασφαλίζει την ισορροπία άνεσης και ελέγχου που καθορίζει την ποιότητα κύλισης ενός αυτοκινήτου. Ένα μαλακότερο ελατήριο καταπίνει τις ανωμαλίες χαρίζοντας απαλή κύλιση, αλλά επιτρέπει μεγαλύτερες κλίσεις και νεύσεις του αμαξώματος· ένα σκληρότερο κρατά το αμάξωμα πιο επίπεδο για σπορ οδική συμπεριφορά, σε βάρος όμως της άνεσης. Το ελατήριο διατηρεί επίσης σταθερό το φορτίο επαφής του ελαστικού με τον δρόμο, στοιχείο καθοριστικό για την πρόσφυση, την πέδηση και τη διεύθυνση. Χάρη στις συμπαγείς διαστάσεις του σε σχέση με παλαιότερους τύπους ελατηρίων, η ανάρτηση πακετάρεται αποδοτικά, απελευθερώνοντας χώρο στα θολοφτέρνια και στο αμάξωμα.

Το ελικοειδές ελατήριο επικράτησε καθώς ο σχεδιασμός των αναρτήσεων απομακρύνθηκε από τις σούστες, δηλαδή τα φυλλωτά ελατήρια των παλαιότερων και βαρύτερων οχημάτων. Είναι ελαφρύ, ανθεκτικό και, επειδή η συμπεριφορά του προβλέπεται και ρυθμίζεται εύκολα, ταιριάζει ιδανικά στις διατάξεις ανεξάρτητης ανάρτησης που κυριαρχούν στα σύγχρονα αυτοκίνητα. Στις παραλλαγές του περιλαμβάνονται τα ελατήρια προοδευτικής σκληρότητας, με άνισα κατανεμημένες σπείρες ώστε η σκληρότητα να αυξάνεται όσο το ελατήριο συμπιέζεται, προσφέροντας μαλακή αρχική απόκριση και καλύτερο έλεγχο υπό μεγάλο φορτίο, καθώς και τα βελτιωτικά ελατήρια που χαμηλώνουν ή σκληραίνουν ένα αυτοκίνητο.

Στην πράξη τα ελικοειδή ελατήρια είναι στιβαρά και μακρόβια, μπορούν όμως να καθίσουν με τα χρόνια, χαμηλώνοντας το ύψος του οχήματος, ή να σπάσουν, ιδίως όταν η διάβρωση έχει εξασθενήσει τον χάλυβα, οπότε εμφανίζεται μεταλλικός θόρυβος και άνιση στάση του αμαξώματος — ελαττώματα που εντοπίζονται συχνά και στον περιοδικό τεχνικό έλεγχο ΚΤΕΟ. Αποτελούν ακρογωνιαίο λίθο του συστήματος ανάρτησης και τις περισσότερες φορές συνδυάζονται με αμορτισέρ μέσα σε ένα γόνατο τύπου MacPherson, όπου ελατήριο και αμορτισέρ ενώνονται σε μία ενιαία φέρουσα μονάδα. Μαζί με τις σούστες και τις ράβδους στρέψης συνιστούν τα βασικά μέσα ελαστικής στήριξης ενός αυτοκινήτου.