Arc elicoidal

Arcul elicoidal este o sârmă din oțel de arc înfășurată sub forma unei spirale, care preia o parte din greutatea autovehiculului la fiecare colț al caroseriei și absoarbe șocurile transmise de un drum denivelat. Reprezintă de departe cel mai răspândit tip de arc din suspensia modernă, fiind întâlnit la marea majoritate a autoturismelor, iar rolul său este să permită roții să urce și să coboare față de caroserie, astfel încât aceasta să rămână relativ orizontală, iar anvelopa să păstreze contactul cu carosabilul. Fără un arc, fiecare denivelare s-ar transmite direct în structură și în pasageri.

Arcul funcționează acumulând energie pe măsură ce este comprimat. Când roata întâlnește o denivelare, arcul se scurtează și înmagazinează energia impactului; când roata coboară într-o groapă, arcul se destinde și eliberează acea energie. Rigiditatea sau constanta elastică a arcului este determinată de diametrul sârmei de oțel, de diametrul spirei, de numărul de spire active și de proprietățile oțelului în sine, ceea ce oferă inginerilor o gamă largă de parametri prin care pot regla confortul de rulare pentru un anumit model. Esențial este faptul că, de unul singur, un arc elicoidal ar oscila în sus și în jos de mai multe ori după o perturbație, motiv pentru care lucrează întotdeauna împreună cu un amortizor, care controlează și disipă această mișcare de săltare.

Pentru autovehicul și ocupanții săi, arcul elicoidal asigură echilibrul dintre confort și control care definește comportamentul de rulare al unei mașini. Un arc mai moale preia denivelările pentru un mers lin, dar permite mai mult ruliu și tangaj; un arc mai dur menține caroseria mai plată, în favoarea unei dinamici sportive, însă în detrimentul confortului. Arcul menține totodată o sarcină de contact constantă la nivelul anvelopei, lucru esențial pentru aderență, frânare și direcție. Compactitatea sa, comparativ cu tipurile mai vechi de arc, permite o dispunere eficientă a suspensiei și eliberează spațiu în pasajele roților și în caroserie.

Arcul elicoidal a ajuns dominant pe măsură ce proiectarea suspensiei s-a îndepărtat de arcurile cu foi (lamelare) ale vehiculelor mai vechi și mai grele. Este ușor, durabil și, întrucât comportamentul său este ușor de anticipat și de reglat, se potrivește perfect arhitecturilor de suspensie independentă care domină automobilele moderne. Printre variante se numără arcurile cu constantă progresivă, ale căror spire sunt dispuse neuniform, astfel încât rigiditatea crește pe măsură ce arcul se comprimă, oferind un răspuns inițial moale și un control sporit la sarcină mare, precum și arcurile întărite, montate pentru a coborî sau a rigidiza o mașină.

În practică, arcurile elicoidale sunt robuste și de lungă durată, însă se pot tasa odată cu trecerea timpului, coborând garda la sol, sau se pot rupe, mai ales acolo unde coroziunea a slăbit oțelul, ceea ce produce un zgomot de bătaie și o așezare inegală a caroseriei. Sunt o piesă de bază a sistemului de suspensie și sunt cel mai adesea cuplate cu un amortizor în interiorul unui picior telescopic tip MacPherson, unde arcul și amortizorul sunt combinate într-un singur ansamblu structural. Stau alături de arcurile cu foi și de barele de torsiune ca principalele mijloace prin care o mașină este suspendată.