Aby ograniczyć przechyły nadwozia inżynierowie zaprojektowali zespół części. Dzięki stabilizatorowi samochody są mniej podatne na przewrócenie się podczas dynamicznego pokonywania zakrętów. Zapewnia on także wyższy komfort podróżowania. Jak działa i z czego złożony jest stabilizator?

Czym jest i kiedy wynaleziono stabilizator?

Celem stabilizatora jest zmniejszenie przechyłu nadwozia podczas szybkiego skręcania lub jazdy po nierównych drogach, choć należy zaznaczyć, że nie występuje on w każdym samochodzie. Pierwszy patent na drążek stabilizatora uzyskał kanadyjski wynalazca Stephen Coleman 22 kwietnia 1919 r. Element ten nie był szczególnie powszechny w samochodach przed II wojną światową, gdyż ówczesne pojazdy miały dość sztywne zawieszenie. Od lat 50-tych XX wieku pojazdy w produkcji masowej były coraz częściej wyposażone w stabilizator, co wiązało się z wynalezieniem nowego typu podwozia, które funkcjonuje do dzisiaj.

Jakie korzyści przynosi stosowanie stabilizatora?

Największy popyt na ten element dał się zauważyć w sektorze samochodów wyścigowych z jednej strony oraz ciężarowych z drugiej. Dopóki pojazdy miały zawieszenie sztywne lub półsztywne nie było potrzeby stosowania stabilizatora. Dawne zawieszenia zapewniały sztywne połączenie między dwoma kołami w osi. Taki układ jest przydatny podczas skręcania na równej drodze. Lewa strona pojazdu otrzymuje większe obciążenie podczas skręcania w prawo, lecz nie zagraża jej przewrócenie, ponieważ sztywna lub półsztywna oś chroni przed zbytnim sprężynowaniem koła, co ma miejsce w przypadku niezależnego zawieszenia. W przypadku niezależnego zawieszenia nie istnieje bezpośrednie połączenie między kołami, co sprawia, że dana ciężarówka może przewrócić się nawet przy znacznie niższej prędkości niż w przypadku sztywnego lub półsztywnego podwozia.
Powstaje pytanie: jeśli niezależne zawieszenie jest tak niekorzystne, dlaczego jest nadal stosowane?
Odpowiedź brzmi: przy konstrukcji podwozia należy uwzględnić wiele innych czynników. Załóżmy, że ta sama ciężarówka jedzie w linii prostej, ale jej prawe koła uderzają w nierówności. W tym miejscu sztywny lub półsztywny most staje się problemem: prawe koło chce odskoczyć z powodu nierówności, ale lewe koło nie pozwala na jego oderwanie się od płaszczyzny osi. W konsekwencji podwozie i nadwozie będą musiały w większym stopniu przejmować wstrząsy wynikające z nierówności drogi, przez co ciężarówka będzie się kołysać, a ryzyko przewrócenia wzrośnie. W przypadku niezależnego zawieszenia sytuacja jest odwrotna: ponieważ między kołami nie ma połączenia, prawe koło może sprężynować na wybojach bez jakiegokolwiek wpływu na lewe koło. Można zauważyć, że obie wersje działają poprawnie w różnych sytuacjach, więc konstruktorzy starali się znaleźć rozwiązanie kompromisowe.

Na jakiej zasadzie działa stabilizator?

Tym kompromisem jest właśnie omawiany tutaj stabilizator. Jego funkcję ilustruje poniższy schemat.

Zasadniczo stabilizator to nic innego jak sprężyna skrętna, która stawia opór, gdy jedno z połączonych kół chce odchylić się od wspólnej płaszczyzny. Pod względem fizycznym jest to zazwyczaj stalowy pręt wygięty w kształcie litery „U” przyłączony w dwóch miejscach do lewej i prawej strony zawieszenia. Jest również przesunięty względem kół. Wielkość oporu drążka jest wyłącznie kwestią rozmiaru – chyba że stabilizator jest regulowany.
Na dobór rozmiaru wpływają następujące właściwości: sztywność wahacza jest proporcjonalna do sztywności materiału, czwartej potęgi jego promienia i odwrotności długości samego wahacza (im krótsze ramię, tym sztywniejszy drążek). Ponadto na stopień oporu konstrukcji wpływa również geometria i sztywność punktów mocowania drążka. Im sztywniejszy drążek, tym większa siła jest potrzebna do przesunięcia lewego i prawego koła względem siebie.

Aktywny stabilizator w samochodach osobowych

Konstruktorzy wdrażają podobne rozwiązania również w samochodach wyścigowych, co może wydawać się zaskakujące. Oprócz tego, że brak przechyłów nadwozia jest korzystny z punktu widzenia aerodynamiki i manewrowania, regulowane stabilizatory dają inżynierom możliwość dostrojenia podwozia w kierunku nadsterowności lub podsterowności. Nie jest przesadą stwierdzenie, że stabilizator otworzył nowy wymiar w dziedzinie regulacji komponentów zawieszenia.
Rozwiązanie to można również znaleźć w zwykłych samochodach, choć producenci stosują je tylko w modelach o wyższych osiągach. Na rynku części zamiennych ten rodzaj stabilizatora jest uważany za obowiązkowy dodatek wśród entuzjastów tuningu samochodów.