Γόνατο ανάρτησης (Strut)

Το γόνατο είναι εξάρτημα ανάρτησης με διπλό ρόλο: ελέγχει την κίνηση του τροχού όπως ένα αμορτισέρ, ενώ ταυτόχρονα λειτουργεί ως φέρον δομικό στοιχείο που συμβάλλει στη συγκράτηση του τροχού και στηρίζει μέρος του βάρους του οχήματος. Αυτός ο συνδυασμός είναι που το διαφοροποιεί από ένα απλό αμορτισέρ. Ένα συμβατικό αμορτισέρ απλώς αντιστέκεται στην κίνηση και δεν αναλαμβάνει από μόνο του σημαντικά φορτία στροφής ή κατακόρυφα φορτία, ενώ το γόνατο είναι κατασκευασμένο αρκετά στιβαρά ώστε να αποτελεί μέρος του σκελετού της ανάρτησης, αντικαθιστώντας το άνω ψαλίδι που θα απαιτούσε μια διάταξη διπλών ψαλιδιών.

Το κλασικό παράδειγμα είναι το γόνατο τύπου ΜακΦέρσον (MacPherson), στο οποίο ένα υδραυλικό αμορτισέρ στεγάζεται μέσα σε στιβαρό σωλήνα, ένα ελικοειδές ελατήριο τοποθετείται ομόκεντρα γύρω του ανάμεσα σε μια άνω και μια κάτω βάση, και ολόκληρο το συγκρότημα βιδώνεται στο ακραξόνιο στο κάτω μέρος και σε ενισχυμένο σημείο του εσωτερικού φτερού στο επάνω. Το κάτω άκρο συγκρατείται από ένα εγκάρσιο ψαλίδι και την αντιστρεπτική ράβδο, ενώ η άνω βάση ενσωματώνει συνήθως ρουλεμάν ώστε ολόκληρο το γόνατο να μπορεί να περιστρέφεται για το σύστημα διεύθυνσης. Έτσι μία λεπτή, κατακόρυφη μονάδα προσφέρει ταυτόχρονα ελατήριο, απόσβεση, συγκράτηση του τροχού και, μπροστά, τον άξονα περιστροφής του τιμονιού.

Επειδή κάνει τόσα πολλά σε τόσο λίγο χώρο, το γόνατο εκτιμάται για τη συμπαγή κατασκευή και το χαμηλό κόστος του. Απελευθερώνει χώρο στο διαμέρισμα του κινητήρα και στο θόλο του τροχού, κάτι ιδιαίτερα πολύτιμο στα προσθιοκίνητα αυτοκίνητα με εγκάρσιο κινητήρα, όπου το σύνολο μετάδοσης κίνησης καταναλώνει ήδη μεγάλο μέρος του διαθέσιμου πλάτους. Με λιγότερους ξεχωριστούς συνδέσμους και αρθρώσεις από τα διπλά ψαλίδια, είναι φθηνότερο στην παραγωγή και τη συναρμολόγηση, γι' αυτό και κυριαρχεί στην εμπρός ανάρτηση της συντριπτικής πλειονότητας των οικογενειακών αυτοκινήτων, ενώ χρησιμοποιείται ευρέως και πίσω.

Η διάταξη έχει εγγενείς συμβιβασμούς. Επειδή το γόνατο γέρνει και κινείται ως ενιαία μονάδα, η γωνία κλίσης (κάμπερ) και η γεωμετρία μεταβάλλονται λιγότερο ευνοϊκά κατά τη διαδρομή της ανάρτησης και τις κλίσεις του αμαξώματος σε σχέση με ένα καλοσχεδιασμένο σύστημα πολλαπλών συνδέσμων ή ψαλιδιών, οπότε το φορτισμένο ελαστικό δεν παραμένει εξίσου κάθετο στον δρόμο. Η ψηλή τοποθέτηση επιβάλλει επίσης πλευρικά φορτία στο βάκτρο του αμορτισέρ, ένας από τους λόγους που τα γόνατα φθείρουν τσιμούχες και συνεμπλόκ και μπορούν να εμφανίσουν τον χαρακτηριστικό κρότο από την άνω βάση. Για τους λόγους αυτούς, τα αυτοκίνητα επιδόσεων και πολυτελείας προτιμούν συχνά πιο εξελιγμένες διατάξεις πολλαπλών συνδέσμων, αποδεχόμενα τη μεγαλύτερη πολυπλοκότητά τους με αντάλλαγμα πιο οξεία οδική συμπεριφορά.

Η συντήρηση αντανακλά την ενιαία φύση του γονάτου. Η αντικατάσταση του αμορτισέρ, του ελατηρίου ή της άνω βάσης σημαίνει συνήθως αφαίρεση και αποσυναρμολόγηση ολόκληρου του συγκροτήματος, εργασία που απαιτεί ειδικό σφιγκτήρα ελατηρίων για να συγκρατηθεί με ασφάλεια η αποθηκευμένη ενέργεια του ελατηρίου. Το γόνατο βρίσκεται στην καρδιά μιας οικογένειας συγγενικών εξαρτημάτων, ενώνοντας το αμορτισέρ, το ελικοειδές ελατήριο και τη λειτουργία συγκράτησης του τροχού σε ένα στοιχείο, και η κατανόησή του είναι το κλειδί για να καταλάβει κανείς πώς τα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα κρατούν τους τροχούς τους στον δρόμο.