Detaljens historia: Hjulupphängningar och fjädring

Ännu snart 70 år senare har ingen fjädring/upphängning väckt lika mycket sensation och förnyat köregenskaperna så som gasvätskefjädringen på Citroën DS gjorde 1955.

Mellan bilens hjul och kaross finns en hel vetenskap att upptäcka. Här är en introduktion på fem minuter.

Däcken är bilens ringa kontakt med underlaget, ”fyra handflator i marken” som däckreklamen påpekar. På däck och fälg – hjulen – ska numera ofta två ton bil rulla och svänga under olika betingelser, ha fäste i alla väder och ge såväl komfort som säkerhet.

Mellan bil och hjul finns de konstruktioner som medverkar till hur bra detta går: hjulupphängningarna. Börjar man studera de tidigaste lösningarna från 1750-talets hästvagnar med stela axlar och bladfjädrar av trä hamnar man snabbt i teorier och formler som är närmast obegripliga för de flesta. Fordonsdynamik – studiet av de krafter som påverkar exempelvis en bil i rörelse – är en synnerligen avancerad vetenskap, tro inget annat. Gemene man ser på tv att bandepåer på racertävlingar är fulla av telemetriskärmar där högutbildade ingenjörer analyserar mikrorörelser i varje komponent i den racerbil som snurrar där ute, men lekmannen har ju ingen susning om vad som egentligen sker.

Bra hjulupphängningar med korrekt inställning maximerar däckens kontakt med vägbanan och ger bilen önskade kör- och styregenskaper samt komfort åt resenärerna. Stötdämparna kontrollerar fjädringsrörelserna och vad krängningshämmare och nivåreglering gör hörs på namnen. Om vägarna vore släta som salsgolv skulle uppgiften vara förhållandevis enkel, men vägar kan ju se ut hur som helst och varje bil ska helst klara alla sorter. Annars blir det minus i biltesterna.

I reklamen kan man se en bil i profil köra på en gropig väg, karossen rak och orörlig men hjulen i ständig vertikal rörelse när de sväljer gupp och ojämnheter. Vägen till den nivån på upphängningarna var lång. De första kärrorna hade ingen fjädring alls, folk och last fick skumpa på bäst det gick över stock och sten.

»Trots många innovationer gick märket i konkurs 1913 men nyheten slog igenom i bilindustrin.«

När bilar slog ut hästkärror ökade farten och kraven. Bladfjädern dominerade länge, från 1901 allt oftare kompletterad med någon form av stötdämpare. Firman Mors i Paris hade introducerat sådana på ett ekipage i tävlingen Paris-Berlin och vunnit. Fem år senare dök skruvfjädring på alla fyra hjul upp på bilmärket Brush från Michigan, USA. Trots många innovationer gick märket i konkurs 1913 men nyheten slog igenom i bilindustrin, även om bladfjädern bak levde kvar länge. Stel bakaxel och längsgående bladfjädrar som sträckte sig på båda sidor om differentialen kallades ”Hotchkiss drive”, efter upphovsmannen Albert Hotchkiss. Först på 1970-talet byttes den primitiva lösningen ut mot skruvfjädring bak även på många USA-bilar.

Engelska Leyland Motors introducerade krängningshämmaren 1920 och två år senare kom den revolutionerande Lancia Lambda med (bland mycket annat) de individuellt upphängda framhjulen, en lösning som smögs in tio år senare på andra märken. Hos Ford Transit levde den stela framaxeln dock kvar till långt in på 1970-talet!

Delvis individuell upphängning av bakhjulen har funnits i olika konstruktioner, varav De Dion-axeln nog är mest känd. En dyr lösning som gav fördelen av (till viss grad) oförändrad spårvidd och hjulvinklar bak under belastning. Låg ofjädrad vikt sparade på däckslitage samtidigt som åkkomforten höjdes. Två exempel i hyfsat modern tid är Rover 2000/3500 och Opel Kapitän/Admiral/Diplomat 1969-77.

Halvstel bakaxel, så kallad torsionsaxel, kom på allvar med Volkswagenkoncernens övergång till framhjulsdrift på tidigt 1970-tal och är numera en vanlig lösning på vardagsbilar i rimlig prisklass. Bakhjulen är upphängda i bärarmar som förbinds med en förhållandevis lätt ”u-balk” i vilken en torsionsstav med bestämda vridningsegenskaper löper.

En bra upphängning ska också bidra med information om vad hjulen håller på med, skicka signaler. Dyra lösningar som exempelvis dubbla triangellänkar fram är i det avseendet oftast bättre än rent företagsekonomiskt motiverade konstruktioner, men det gäller att hitta en kompromiss både tillverkar- och konsumentled kan leva med. Fjäderbenet ”MacPherson” är en sådan, döpt efter Earle S. MacPherson. MacPherson utvecklade kombinationen av fjädring/stötdämpare och fästpunkt för styrning till den ofödda småbilen Chevrolet Cadet i slutet av 1940-talet. Upphängningen var kompakt, billig att tillverka och idealisk inte minst för framhjulsdrivna bilar. Ford Consul/Zephyr från 1950 blev först sedan MacPherson lämnat GM 1949.

Multilänkaxeln bak kan sägas ha debuterat med Mercedes-Benz 190 1982. Den hade respektive bakhjul upphängt i fem länkarmar med avancerad geometri och gav ytterligare fördelar över de individuella bakvagnsupphängningar som dittills förekommit. Då fanns knappt några elektroniskt styrda komponenter alls i upphängningarna, men i dag återfinns en snårskog av sådana till och med i enkla vardagsbilar. Allt för att vi ska hålla oss på vägen så bra – och länge! – som möjligt.