Что такое торсионная подвеска – : ,

Содержание

принцип работы торсионов, виды, плюсы и минусы

Для комфортной езды по неровным дорогам необходима упругая связь между колесами и кузовом автомобиля. Одним из способов обеспечения такой связи является применение торсионной подвески. Её активно используют в автомобилестроении благодаря компактности, простоте конструкции и высокой надежности.

Торсионная подвеска – что это такое?

Торсион представляет собой вал, изготовленный из специальной пружинящей стали, обработанной термически. К сплаву предъявляются весьма жесткие требования. Он должен выдерживать продолжительные нагрузки, не теряя при этом свои первоначальные свойства. От этого зависит надежность и долговечность подвески в целом. Для уменьшения негативного воздействия внешней среды торсион покрывают антикоррозийным составом и краской. Наиболее защищены от появления ржавчины валы, которые покрыты прорезиненным составом.

Во время преодоления автомобилем неровностей торсионы работают на скручивание в одном направлении. В зависимости от конструктивных особенностей они бывают:

  • круглые;
  • квадратные;
  • прямоугольные;
  • набранные из нескольких слоев металла.

Концы торсиона жестко крепятся к:

  • несущему рычагу;
  • кузову или раме автомобиля (в зависимости от конструкции).

Фиксация происходит посредством шлицев. Крепление к кузову может быть реализовано при помощи профиля, отличного от круглого. Для нормальной работы подвески ось вращения рычага и ось торсиона должны лежать на одной линии.

Сопротивление скручиванию рассчитывается таким образом, чтобы торсион удерживал вес автомобиля, но при этом позволял двигаться рычагу, обеспечивая упругое соединение колес с кузовом. На жесткость подвески влияют форма, упругость сплава, длина и прочие рабочие характеристики торсиона.

Устройство и принцип работы

На рисунке ниже изображена торсионная подвеска, принцип работы которой заключается в защите кузова автомобиля от чрезмерных нагрузок, передаваемых от колес, путем их гашения пружинящим валом. В процессе преодоления автомобилем неровности дорожного покрытия торсион скручивается, обеспечивая максимальную плавность хода. По завершении переезда через помеху торсион возвращается в исходное положение.

Нагрузка равномерно распределяется по всему механизму. По принципу действия это похоже на пружину - но при этом торсион демонстрирует лучшую эффективность.

Устройство торсионной подвески предполагает постоянное наличие напряжения скручивания на упругом валу во время действия сил поднятия-опускания на колесо. Поэтому отсутствие деформационных изменений в торсионе является главным требованием к изделию.

Виды подвесок

Есть 2 варианта расположения торсионов:

  • поперечно;
  • продольно.

Поперечное расположение торсионного вала нашло свое применение в легковом транспорте. Обычно данного вида подвеска используется в автомобилях с задним приводом. Ее особенностью является размещение валов вдоль кузова машины.

Продольные торсионы применяются на больших, тяжелых грузовиках. Были попытки использовать их и на легковом транспорте, но широкого распространения эта практика не получила.

На данный момент в автомобилестроении используются подвески 3-х основных конструкций:

  1. Передняя независимая с использованием поперечных валов.
  2. Задняя независимая с поперечными торсионами.
  3. Полузависимая задняя.

Передняя независимая

Передняя независимая торсионная подвеска включает в себя следующие элементы:

  • Продольно расположенный торсион. Обеспечивает высокую плавность хода.
  • Рычаг. Передает усилие и вызывает скручивание торсиона.
  • Амортизатор. Служит для гашения колебаний, возникающих в ходовой части автомобиля.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости. Минимизирует крен кузова машины во время движения. Улучшает управляемость автомобиля.

Передняя независимая торсионная подвеска применяется на тяжелых внедорожниках. За счет этого освобождается место для мощного привода колес.

Задняя независимая

Поперечные торсионы задней подвески устанавливаются в паре с продольными рычагами. Пример конструкции приведен на изображении ниже.

Интересным примером автомобиля с поперечными торсионными валами и продольными рычагами является Renault 16. Машина имеет различную колесную базу справа и слева. Расстояние между передним и задним колесами справа и слева отличается на несколько сантиметров. Причиной такого инженерного решения является последовательное расположение валов один за другим. Это слегка ухудшило управляемость автомобиля, но позволило увеличить багажное отделение.

Полузависимая задняя

В основе подвески данного типа лежит торсионная балка, которая имеет U-образную форму. Продольные рычаги располагаются по одному с каждой стороны. Балка

ddcar.ru

Торсионная подвеска принцип работы и секреты конструкции

Приветствую вас, мои уважаемые автолюбители! В этой статье нам предстоит выяснить: что такое торсионная подвеска принцип работы этой конструкции и её особенности.

Если копнуть глубже в историю, то окажется, что торсионная подвеска с успехом использовалась в начале, середине и в конце ХХ века, а также часто встречается и сейчас.

Претерпев за время своего существования массу модернизаций и совершенствований, она стала классикой, причём увидеть её можно не только на легковых авто, но и даже в качестве подвески танка.

Что такое торсион?

На самом деле конструктив торсионной подвески может быть различным, о чём мы поговорим далее. Но как бы то ни было, ключевым элементом системы выступает так называемый торсион (упругий элемент), откуда и название.

Что это?[highlight color=»yellow»] По сути, это металлический стержень, который может иметь как круглое, так и квадратное сечение.[/highlight]

Главным свойством торсиона является высокая упругость при скручивании, то есть [highlight color=»yellow»]если взять такой прут за два конца и крутануть в противоположные направления, то он, естественно, спружинит и попытается вернуться в исходное состояние. Это свойство и положено в основу работы торсионных подвесок[/highlight].

Без проблем из ХХ в ХХI век

Немного истории. Как мы уже сказали в начале статьи, этот вид подвесок появился не вчера. Если точнее, то в 30-х годах ХХ века, и первым автомобилем с похожей конструкцией стал легендарный Volkswagen Beetle. Удачное инженерное решение заметил и взял на вооружение в те же годы и Фердинанд Порше.

Затем, [highlight color=»yellow»]во времена Второй мировой войны торсионы оказались незаменимыми в бронетанковой технике[/highlight], причём использовалась такая подвеска и у советских, и у немецких машин.

В послевоенные годы аналогичные системы стали настоящим хитом – они были и остаются на вооружении практически у всех крупных автопроизводителей в мире.

Торсионная подвеска принцип работы

Пришло время поговорить о вариантах исполнения. Торсионная подвеска принцип работы которой основан на скручивании, можно встретить в следующих конструкциях:

  • на двойных поперечных рычагах;
  • на продольных рычагах;
  • со связанными продольными рычагами или так называемой торсионной балке.

Первые два типа относятся к независимым подвескам. В случае с поперечными рычагами торсионы устанавливают параллельно кузову.

Такое позиционирование позволяет регулировать мягкость системы в широких пределах – чем длиннее стержень, тем мягче ход. Крепится он одной стороной к верхнему или нижнему рычагу, а второй к раме авто.

Используется такая конструкция, как правило, на передней оси внедорожников и кроссоверов. К примеру на Мерседесе М-класса 163-й серии.

В подвеске с продольными рычагами торсионы располагаются поперечно кузову и также одним из концов закреплены на рычагах. Стоит отметить, что такой вариант распространён на задней оси различных небольших легковушек.

Торсионная подвеска [highlight color=»yellow»]принцип работы которой, как нам известно, основан на скручивании, относится к так называемым полузависимым подвескам[/highlight]. Колёса на оси имеют жёсткую связь между собой, но в тоже время имеют возможность двигаться вверх и вниз по отдельности.

В основе системы лежит торсионная балка, соединяющая продольные рычаги каждого колеса (всего таких рычагов два). Встретить её можно у легковых автомобилей на задней оси.

Две стороны медали торсионной подвески

Как и любая другая, торсионная подвеска имеет свои плюсы и минусы. [highlight color=»yellow»]К положительным сторонам системы однозначно относят её простоту, низкий вес и компактность, а малое число деталей тянет за собой надёжность и лёгкость в обслуживании.[/highlight]

Но есть и [highlight color=»yellow»]недостатки. Например, худшая управляемость автомобилей по сравнению машинами, имеющими многорычажные конструкции, сложности в производстве надёжных упругих элементов, а также повышенный износ игольчатых подшипников[/highlight], которые устанавливаются в местах сочленения продольных рычагов и торсионной балки.

Надеюсь, друзья, что этот материал, торсионная подвеска принцип работы, был вам полезен. Советую почитать ещё статьи о подвеске — Многорычажная подвеска, Электроподвеска и Гидроподвеска автомобиля

Не забывайте заглядывать на огонёк, чтобы продолжать изучение внутренностей автомобилей вместе с нами.

До будущих встреч!

auto-ru.ru

что это такое, принцип работы, плюсы и минусы

История появления торсионной подвески берет начало еще в 30-х годах минувшего столетия, благодаря многократному усовершенствованию она остается актуальной до сих пор и успешно используется не только в гражданской, но и в военной технике. Причем технология востребована не какими-то скромными фирмами, а стоит на вооружении компаний, признанных лидерами отрасли, таких как Volkswagen, Ferrari, Citroen, Toyota, Jaguar и др. В свое время отечественные производители также оценили торсионную подвеску и впервые испытали её на легендарном Запорожце, в котором передняя подвеска включает пару торсионов квадратной формы. Ввиду такого положения вещей полезно было бы подробнее рассмотреть, что такое торсионная подвеска и почему интерес к ней оказался таким устойчивым.

Что такое торсионная подвеска

Базовый элемент торсионной подвески – торсион (в пер. с франц. torsion – скручивание), – элемент, выполненный в виде цилиндрического стержня повышенной упругости, работающий на скручивание в одну сторону. Форма торсиона не подчинена единому стандарту, поэтому в поперечном сечении он бывает в основном квадратным или круглым. Еще один менее распространенный вариант – пластинчатый торсион, имеющий многослойную структуру, также рассчитанный на кручение, обеспечиваемое совместной работой нескольких пластин.

С целью повышения пружинистости при скручивании используемая в производстве торсионов сталь проходит сложную многоэтапную термообработку. Благодаря этому интенсивные крутящие напряжения и значительные углы закручивания не создают подвеске проблем. Оба конца торсиона подвижны, что достигается за счет использования подшипников и шлицевых соединений, восполняющих изменения, вызванные рабочими нагрузками.

Находящаяся под кузовом торсионная балка может занимать как продольное, так и поперечное положение. Продольный вариант встречается преимущественно в грузовиках, где ходовая часть постоянно испытывает значительные нагрузки. Поперечная торсионная подвеска устанавливается на легковые автомобили, особенно заднеприводные.

Торсионные валы имеют разную толщину, что сказывается на эксплуатационных показателях и мягкости подвески. Во избежание ржавления торсиона защищен устойчивой антикоррозионной краской или же прорезинен.

Принцип работы торсионной подвески

схема торсионной подвески

Схема торсионной подвески автомобиля Hummer h3: 1. Ступица колеса; 2. Приводной вал; 3. Нижний поперечный рычаг; 4. Верхний поперечный рычаг; 5. Амортизатор; 6. Стабилизатор поперечной устойчивости; 7 Передний дифференциал; 8. Продольный торсион; 9. Подрамник

Принцип работы торсионной подвески достаточно прост. Через шлицевое соединение какой-то из концов торсиона посредством рычага подвески соединен с колесной ступицей, а другой – фиксируется к автомобильной раме. Ось рычага и ось закручивания торсиона располагаются в одной плоскости. В случае вертикального перемещения колеса торсион скручивается, что вызывает пружинящий эффект.

Напряжение в период действия сил поднятия-опускания сохраняется. При этом происходит смягчение и перераспределение нагрузки, которая направляется на кузов, что позволяет предохранить автомобиль от воздействий высокой жесткости, в том числе ударных.

Прекращение внешнего воздействия сопровождается возвращением колеса в нормальное положение. Это происходит в результате раскручивания торсиона. Механизм напоминает работу пружины, но эффективность торсиона заметно выше.

Где используется торсионная подвеска

Использование подобной подвески широко практиковалось в период Второй мировой войны. Это касалось танков и другой бронетехники. После такой апробации технологию приняли на вооружение все ведущие европейские автопроизводители и компании США. На передней подвеске торсионы впервые появляются в 1961 году в модели Jaguar E-Type. В СССР помимо Запорожцев их интегрировали в ЗИЛы и ЛУАЗы. Позже из-за своей специфики торсионы перестали использоваться в пассажирском транспорте. Хотя некоторые внедорожники и грузовики таких производителей как GM, Ford, Dodge Mitsubishi до сих пор выпускаются с подвеской именно на базе торсионов.

Несмотря на свою более чем 80-летнюю историю торсионы использовались и используются в производстве нескольких видов подвесок:

    • на продольных рычагах – находила применение в задней подвеске малогабаритных авто, а сегодня уже неактуальна;
    • независимая система на двойных поперечных рычагах – в настоящее время успешно поддерживает работоспособность некоторых моделей внедорожников;
    • полузависимая (полунезависимая) – широко используется в легковом транспорте классов «А», «В» и «С».

Плюсы и минусы

Независимо от типа используемой торсионной подвески её наличие помогает автомобилю эффективно справляться со многими задачами:

  • плавный ход;
  • хорошее поглощение рамных и колесных вибраций;
  • стабилизация ведущей колесной пары;
  • возможность регулировки степени жесткости подвески;
  • нормальная управляемость при крене.

Если принять во внимание удобства в эксплуатации и обслуживании, можно отдельно выделить, что для приведения подвески в норму во многих случаях достаточно лишь гаечного ключа, необходимого, чтобы в меру подтянуть  крепежные болты. Кроме этого следует учесть и другие положительные моменты торсионных подвесок:

  • компактные размеры и малый вес;
  • отсутствие сложностей в установке;
  • беспроблемная регулировка клиренса, не требующая внесения изменений в подвеску;
  • большой рабочий ресурс и ремонтопригодность.

Что касается недостатков торсионной подвески, то здесь нужно сфокусировать внимание вот на чем:

  • необязательно, но возможно появление тряски, особенно на заднем сидении, что связано с жестки креплением, следствием чего является передача сильных вибраций;
  • появление шумов, что объясняется проблематичностью защиты кузова от колебаний и обусловлено это также жестким креплением;
  • есть вероятность чрезмерной поворачиваемости, особенно при небольших размерах авто;
  • ресурс пробега игольчатых подшипников, расположенных в месте соединения торсионной балки и рычагов ограничен 70 тыс. км пробега.

В сравнении с продуктами автопрома на иных типах подвески приобретение автомобиля на торсионах, как правило, обходится не так дорого, при этом затраты на поддержание его в порядке нельзя назвать чрезмерными. 

Видео на тему

Похожие статьи

avtonov.com

Торсионная подвеска автомобиля. Особенности использования и ремонта.

Что такое подвеска автомобиля, знают практически все. Она представляет собой крепкую и мощную конструкцию, которая служит для выполнения трех основных функций:

1) Контроль положения кузова автомобиля.
2) Сцепление дорожного покрытия с колесами.
3) Минимизирование нагрузки на автомобильные колеса.

Рынок сегодня постоянно пополняется различными новинками, а развитие технологий все время приятно удивляет автолюбителей своими совершенствованиями.

торсионная подвеска

Особенности торсионной подвески

Сегодня на автомобилях можно встретить много видов подвески - рессорные, пружинные, пневматические и некоторые другие. Среди них все большую популярность набирает торсионная подвеска.

Ее главная особенность состоит в одном основном элементе, который называется торсион. Он представляет собой упругий металлический стержень с круглым или квадратным сечением, имеющий по краям шлицевые соединения.

Торсионы конструктивно включают в себя балки различного сечения, нескольких пластин и стержней. Одна из его особенностей - это способ крепления: одной из сторон торсион прикрепляется к направляющему узлу, а другой к кузову автомобиля. В качестве первого часто выступает рычаг.

В процессе поворота колес торсион, как бы скручивается, и таким своеобразным способом происходит формирование крепкой связи колес автомобиля с его кузовом.
 

История

 


Свое начало торсионы берут в 1934 году во Франции. Тогда подвеска очень похожей конструкции была впервые использована компанией "Ситроен" на автомобиле модели Traction Avant. Примерно в одно время данную идею также поддержали немецкие инженеры компании "Фольксваген" и установили торсионную подвеску на свой знаменитый массовый автомобиль "Жук".

Со времени своего первого появления и применения торсионы претерпели много изменений и усовершенствований. Очень большой вклад сделал профессор из Чехии Ледвинк. Он разработал уникальную торсионную конструкцию, которая массово применялась на автомобилях и до сегодняшнего дня почти не изменилась.

Первое свое применение разработанная чешским мастером торсионная подвеска нашла в грузовиках марки "Татра" в 30-х годах прошлого столетия. Вскоре Фердинанд Порше подхватил эту идею в 1938 году.

Очень большой популярностью пользовались торсионы в военной технике во время Второй мировой войны. После ее завершения большинство известных автопроизводителей начали применять торсионную подвеску на своей продукции. Особо выделялись среди них компании "Фольксваген", "Пежо" и "Ситроен". Тем не менее вскоре их перестали устанавливать на автомобилях по причине сложной технологии изготовления. Несмотря на это, американские компании "Ford" и "Dodge" устанавливают торсионную подвеску на своих джипах и грузовиках до сегодняшнего времени.

торсионная подвеска

Типы торсионных подвесок

Среди всего разнообразия торсионных подвесок можно выделить три основных типа:

1) С двойными рычагами поперечного направления.

Торсионы в таком случае расположены поперек кузова автомобиля. Благодаря такой конструкции подвеску можно регулировать в широком диапазоне.

Конструктивная особенность этого типа торсионной подвески состоит в способе ее крепления. Она прикрепляется одной из сторон к поперечному рычагу, который размещается внизу автомобиля, а другой непосредственно к кузову транспортного средства.

Торсионы подобного типа широко используются на различных моделях внедорожников, поэтому они так полюбились американскими и японскими производителями.

2) С двойными рычагами продольного направления.

Главное отличие этого типа торсиона от предыдущего - это соединение его с поперечными рычагами. Поэтому он уже располагается не поперек кузова, а вдоль. Торсионная подвеска подобного типа сегодня используется на легковых автомобилях небольшого размера.

3) С продольными связанными рычагами.

Этот тип подвески с каждым днем становится все более популярным и ему уделяют особое внимание. Главная его особенность заключается в особом направляющем узле, в качестве которого выступает пара рычагов в продольном направлении.

Они одной своей стороной крепятся к кузову автомобиля, а другой к ступицам колесной пары. Сама балка также имеет особую конструкцию с U-образным сечением.

Благодаря такой ее особенности подвеске придается очень высокая жесткость на изгиб. При этом практически не наблюдается жесткости на кручение.

Как считает большинство, это существенная недоработка, но как раз это и была задумка разработчиков. За счет такой особенности колеса автомобиля могут вертикально двигаться сколько угодно и при этом они совсем не зависят друг от друга.

Подобные конструкции включают в себя такие элементы, как витая пружина, ступица колеса, металлический или резиновый шарнир, саму торсионную балку, амортизатор и продольный рычаг.
 

Преимущества и недостатки

 


Любые сложные конструкции имеют как преимущества, так и недостатки. Это относится также и к торсионам.

Преимущества торсионной подвески следующие:

- простота в эксплуатации

Согласно практике, эта разновидность подвески ремонтируется очень легко и просто, и при этом все работы может спокойно сделать даже новичок.

- легкая регулировка жесткости

Торсионную подвеску всегда можно настроить именно под свою манеру управления автомобилем. При этом нет необходимости посещать автосервис, поскольку всю работу можно сделать абсолютно самостоятельно в своем гараже с помощью инструментов.

- небольшой вес

Подвеска торсионного типа намного легче по сравнению с аналогичными устройствами.

- компактность

Каждый узел подвески размещен очень продумано, поэтому подвеска очень компактна.

- возможность автоматический регулировки

Подобная опция есть в наличие не у каждой модели автомобилей, тем не менее ее стараются добавлять в свою продукцию все большее количество автопроизводителей. Автоматическая регулировка намного удобнее по сравнению с ручным способом.

- длительный срок эксплуатации

Торсионы без проблем и максимально надежно могут прослужить очень долгий период времени.

Вместе с преимуществами есть также ряд недостатков:

- сложная технология производства

Это объясняется стремлением производителей подвесок обеспечить высокую прочность и упругость конструкции. Как результат, их конечная стоимость получается довольно-таки высокой, по причине которой не все производители соглашаются ставить на своих автомобилях торсионные подвески.

- слишком большая чувствительность при поворотах

Это одна из самых важных проблем, решения которой еще до сих пор не найдено. Автомобиль при резком повороте моментально разворачивает, поэтому такие случаи требуют от водителя особого мастерства вождения.

- ограниченность ресурса игольчатых подшипников

Данный вид подшипников широко используется в торсионных подвесках, но они довольно быстро становятся неисправными от незначительного попадания воды, пыли и грязи. Это и является причиной частого выхода подшипников из строя. Средний срок их службы составляет до 70 тысяч километров пробега автомобиля.

История торсиона в бронетехнике

Этот тип подвески широко применяется в бронетехнике еще до сих пор. Торсион выполняется в виде сплошного или полого вала. Все другие его виды в производстве бронетехники не используются.

Торсионы соединяются с другими частями автомобильного кузова за счет применения специальных головок со шлицами разной формы, например, трапеции, прямоугольника или треугольника. Если взять один из наиболее известных во время Второй мировой войны танков "Пантера", то в нем соединение выполнялось при помощи головок с лысками и специального клиновидного болта.

Разработчики бронетехники ставили перед собой одну основную задачу - это добиться как можно большей ее прочности. Это им вскоре удалось благодаря увеличению диаметра торсионной головки. Установка подвески осуществлялась довольно просто за счет резьбы на торце торсиона.

Подвеска для бронированной военной техники изготовляется в основном из хромированной или кремниевой стали. Также в этот сплав часто добавляют никель, молибден, ванадий и некоторые другие металлы.

Хромированная сталь для придания ей необходимой устойчивости подвергается обработке высокой температурой, достигающей 800-850 C.

Кроме прочности, другой важный параметр бронетехники - это скорость ее движения. Данный параметр также удалось значительно повысить за счет так называемого заневоливания. Это закрутка торсиона в раскаленном состоянии до определенного уровня выше предела его упругости и выдержка в таком состоянии на протяжении некоторого времени.

Как результат, подвеска становится очень прочной, которая может выдержать большие рабочие нагрузки. Данный метод обработки торсиона широко используется в выпуске танков Т-72, при котором заневоливание выполняют два раза.

История торсиона для бронированной техники начинается еще в 1940 году. В то время советским инженерам был дан приказ максимально оптимизировать боевой танк Т-34. Примерно через год уже появились первые советские танки с подвеской торсионного типа.

Подобное нововведение позволило увеличить объем топлива на машинах до 750 литров и увеличить количество боевой команды танка. В последующие годы по причине военных действий все работы относительно улучшения торсиона приостановились.

Кроме советских специалистов, отличились также в то время английские мастера, производившие монтаж гидравлических амортизаторов вместе с пружинами. Благодаря такому нововведению удалось повысить плавность движения бронетехники и минимизировать колебания кузова в продольном направлении.

Регулировка торсиона

Как упоминалось выше, подвеску можно регулировать под свои потребности.

Главное преимущество торсионных подвесок - это отсутствие необходимости посещать СТО и тратить на это деньги. Все это можно сделать абсолютно самостоятельно при помощи всего лишь нескольких ключей.

Например, поклонники спортивного стиля вождения очень часто занижают подвеску на задних колесах автомобиля. Это позволяет значительно повысить жесткость посадки машины и ее устойчивость на дороге, особенно на поворотах.

Вместе с этим здесь кроется довольно серьезная опасность. Дело в том, что слишком сильное занижение торсионной подвески значительно увеличивает нагрузку на нее, что приводит к быстрому износу и выходу торсиона из строя.

Чтобы изменить высоту посадки подвески, необходимо изменить так называемую "звезду" торсиона. Так называют шлицевой оконцеватель на его корпусе.

Торсионы по краям имеют шлицевые разъемы. Одна сторона подвески при этом закрепляется с основой балки, а другая соединяется со шлицевым разъемом.

Шлицы имеют специальные метки, которые обозначают их стандартные позиции. Поэтому можно относительно нее поднимать или опускать на необходимое расстояние торсион и таким образом усиливать или ослабевать подвеску.

Применение торсиона

Подвески данного типа с каждым годом становятся все более популярными. Как говорилось выше, их устанавливают на внедорожниках и грузовиках. Но в последнее время наблюдается тенденция к использованию торсионов на легковых автомобилях.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что мировые производители автомобилей все время стараются довести торсионные подвески до совершенства и уменьшить себестоимость их производства. Активно к этому процессу подключают сегодня различные компьютерные программы и современное технологическое оборудование. Как утверждают некоторые специалисты в области подвесок для транспортных средств, торсионы в скором времени по популярности смогут догнать своих конкурентов.

Тем не менее многие производители пока еще не решаются на массовое применение торсионов в производстве автомобилей. Объясняется это несколькими факторами, о которых речь шла немного выше.

Так или иначе надежда всегда есть, что тенденция скоро изменится в лучшую сторону, так как торсионная подвеска является очень уникальной конструкцией, которая стоит того, чтобы на нее обращали должное внимание.

 

Опубликовано: 23 июня 2015

automend.ru

Торсионная подвеска на каких машинах стоит. Что такое торсионная подвеска

Автомобильная подвеска – это система, соединяющая колеса с рамой или несущим кузовом автомобиля. Она состоит из элементов упругости, узлов, направляющих ход колес (шарнирно закрепленных рычагов, удерживающих колесные ступицы, или неразъемных мостов с тягами) и амортизаторов. В зависимости от использующихся элементов упругости, бывает рессорная, пружинная, пневматическая и торсионная подвеска. Принцип работы последней рассмотрим более подробно.

Иногда один элемент подвески берет на себя выполнение функций нескольких устройств, например, старые добрые многолистовые рессоры одновременно являются упругим и направляющим элементом, а за счет трения листов друг о друга даже немного амортизирующей составляющей.

Однако, в ходовой части современных автомобилей каждую из этих функций обычно выполняют различные узлы. Но сегодня нас интересует торсионная подвеска, ее плюсы и минусы. Принцип работы такой подвески был применен в тридцатых годах прошлого века. Впервые он был реализован тогда же в ходовой части автомобиля Ситроен. Спустя некоторое время эта конструкция заинтересовала немецких автомобилестроителей, поэтому принцип ее работы был использован при создании ходовой части автомобиля Фольксваген «Жук». Торсионы в свое время использовались в подвеске тяжелого советского танка КВ и немецкой Пантеры. Из отечественных автомобилей торсионную подвеску имел легендарный Запорожец, грузовик ЗИЛ, и полноприводная малолитражка ЛУАЗ, прозванная автолюбителями луноходом.

Какая подвеска называется торсионной

Торсион (от франц. torsion - скручивание, кручение) - стержень, работающий на скручивание и выполняющий функции пружины. Он допускает большие напряжения кручения и значительные углы закручивания в несколько десятков градусов. Изготовляется из пружинной стали с последующей термической обработкой.

Торсионная подвеска – это ходовая часть автомобиля, которая укомплектована торсионами в качестве упругих элементов.

Торсионы чаще бывают стержневые круглого и квадратного сечения или, что встречается реже, – набранные из нескольких пластин пружинной стали наподобие рессор, но работающих на скручивание. Круглые стержни с одного конца обычно имеют шлицевую накатку для крепления их к рычагам, а для крепления к несущему элементу (раме или кузову) другой конец имеет или шлицы, или профиль, отличающийся от круглого. Участок со шлицевой накаткой для более надежного крепления обычно делают большего диаметра, чем у основного стержня. Торсионная подвеска бывает независимая или полунезависимая, как на фото. Независимая торсионная подвеска чаще используется в передней части автомобиля. Полунезависимая торсионная подвеска (торсионная балка) нередко встречается у переднеприводных автомобилей сзади. Принцип работы торсиона такой же, как пружины. Только пружина запасает энергию, сжимаясь, а торсион скручиваясь.

Виды подвески

Преимущества торсиона в подвеске

Торсионы в независимой подвеске имеют по сравнению с другими элементами упругости такие плюсы:

  • Большая плавность хода, достигающаяся благодаря лучшим характеристикам деформации. Это обеспечивает нелинейный рост жесткости, в зависимости от величины скручивания, то есть, в конце хода подвеска становится жестче, что смягчает ее удар в отбойник.
  • Простота конструкции.
  • Компактность.
  • Возможность ремонта подвески без стяжек и другого специального инструмента.
  • Доступность регулировки жесткости подвески и дорожного просвета.

Торсионная балка в ходовой части автомобиля применяется в полунезависимой задней подвеске, которая тоже имеет несколько достоинств:


Недостатки торсионов

К недостаткам задних торсионных балок импортных автомобилей можно отнести, пожалуй, только игольчатые подшипники в креплении их к несущим элементам которые время от времени выходят из строя, так как их трудно защитить от коррозии под днищем кузова. Приятно отметить, что задняя балка нашего ВАЗ 2108, прикрепленная к кузову через резинометаллические шарниры, лишена этого недостатка.

Торсионная подвеска

Торсион квадратного сечения

В связи с проектом по «большой» модернизации танка Т-34 в СССР вопрос о разработке подвески, был поднят ещё в сентябре 1940 года. 19 ноября 1940 года постановление Комитета обороны № 428 обязало НКСМ и НКО к 1 января 1941 года предоставить предложения о переходе на производство танков Т-34 с новой ходовой частью с торсионной подвеской. Разработанный КБ завода № 183 проект торсионной подвески предусматривал использование существующих катков и балансиров. За счёт её применения объём боевого отделения увеличивался на 20 %, что позволило увеличить запас топлива до 750 литров и разместить его в трансмиссионном отделении. При этом масса самой подвески снижалась на 300-400 кг .

В Великобритании параллельно с пружинами установили телескопические гидравлические амортизаторы, благодаря чему была устранена склонность подвески Кристи к продольным колебаниям корпуса, значительно повысилась плавность хода.

Торсионы в автомобильных подвесках

Стабилизатор поперечной устойчивости по сути представляет собой работающий на кручение торсион, предназначенный для создания сопротивления крену автомобиля. Закрепляется в ступичном узле левого колеса, далее проходит в направлении движения до шарнирного узла крепления к кузову, далее в латеральном направлении к противоположному борту автомобиля, где крепится зеркально аналогично первому борту. Отрезки торсиона, проходящие в направлении движения, работают как рычаги при работе подвески в вертикальном направлении.

В качестве упругих элементов используются продольно расположенные торсионы - работающие на скручивание стержни.

Торсионы могут располагаться как продольно (в этом случае они служат одновременно и осями поперечных рычагов в параллелограммной подвеске, как правило нижних), так и поперечно (во втором случае каждый из них может быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске, с той разницей что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон - только при разноимённом ходе противоположных колёс)

Спортивный автомобиль сороковых годов. торсионная балка располагалась поперечно и была жёстко закреплена на раме

Такая передняя подвеска использовалась на многих автомобилях фирм Packard , Chrysler и Fiat начиная с пятидесятых годов, советских легковых ЗИЛ и некоторых моделях французской фирмы Simca, созданных в годы сотрудничества с «Крайслером» (например Simca 1307).

Характеризуется высокой плавностью хода, компактностью (что например позволило на «Симке» разместить между рычагами приводы передних колёс).

Торсионы получили достаточно широкое распространение на малолитражных автомобилях 1950-х - 1960-х годов благодаря компактности и относительной простоте изготовления.

Как правило, на них торсионная балка (или балки) располагалась поперечно и была жёстко закреплена на раме, в этом случае подвеска конструктивно подобна описанной выше танковой. К концам торсиона (торсионов) крепились продольные качающиеся рычаги, соединённые с колесом непосредственно или с поворотным кулаком при помощи шкворневого узла или шаровых опор.

На многих французских автомобилях похожую конструкцию, но с одним торсионом (или двумя по одному на борт) имела и задняя подвеска, примеры - Renault 4 , Renault 16 и другие; последний любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго - рисунок . Этот вариант подвески был распространён во Франции до 1980-х и даже 1990-х годов благодаря возможности сделать совершенно ровный пол между рычагами, что было выгодно для очень популярных там автомобилей с кузовами «хетчбэк » и «универсал».

Поперечные торсионы использовались и на всех моделях автомобиля ЛуАЗ .

Подвеска с продольно расположенными цилиндрическими торсионами применялась, как правило, на сравнительно больших и тяжёлых легковых автомобилях - таких, как Imperial (США, 1957-75), Packard 1955-56 годов или представительские модели ЗИЛ (−114, −117, 4104), - но также и на сравнительно компактных: Fiat 130 , Renault 4 , Simca 1307 , Morris Mari

orthograf.ru

Торсионная подвеска — Википедия. Что такое Торсионная подвеска

Торсион квадратного сеченияBarre de torsion.png

Торсионная подвеска (также стержневая подвеска) — подвеска транспортного средства, рабочими элементами которой являются торсионы (упругие стержни, работающие на кручение). Используются стержневые торсионы круглого или квадратного сечения, реже пластинчатые — набранные из некоторого числа пластин пружинной стали, совместно работающих на закручивание.

Торсионы в подвеске бронетехники

Barre de torsion.png Barre de torsion.png Ходовая часть танка Т-40 являлась новаторской в советском танкостроении — впервые (вместе с тяжёлым танком КВ-1) на серийной машине применили индивидуальную торсионную подвеску.

Торсионы подвески выполняют, как правило, в виде сплошного или полого круглого вала. Торсионы другого сечения в бронетехнике распространения не получили.

Для соединения торсиона с другими деталями на его концах выполняются головки, как правило, со шлицами треугольного, трапециевидного и реже прямоугольного профиля. В танке Pz. V «Пантера» для соединения применялись головки с лысками и клиновидный болт.

Для обеспечения достаточной прочности головки торсиона выполняются диаметром больше диаметра основного стержня, при этом d/D = 0,6…0,8 (d — диаметр рабочей части стержня, D — внутренний диаметр шлицов). В реальных конструкциях это значение колеблется от 0,54 до 1,0, последнее значение имел, например, итальянский лёгкий танк L6/40. Удобство монтажа обеспечивается разным диаметром головок (внутренняя меньше наружной), а также отверстием с резьбой для съёмника на внешнем торце торсиона.

Barre de torsion.png

.

Для более точной установки торсиона на требуемый угол закрутки при его монтаже, а также при устранении осадки торсиона вследствие накопления остаточной деформации число зубьев на головках выполняют разным. В этом случае минимальный угол перестановки можно определить так:

φmin = 360 (z2 — z1) / z2·z1,

   где z2 и z1 — число зубьев на головках торсиона.

Например, минимальный угол перестановки для торсиона танка Pz.III с числом зубьев на головках 45 и 44 будет составлять примерно 0,18º; для торсиона танка Т-72 с числом зубьев 52 и 48 — примерно 0,58º. В случае же равного числа зубьев на головках, точная регулировка требуемого угла закрутки торсиона практически невозможна. Так для танка L6/40 с числом зубьев 40 на каждой головке угол перестановки торсиона составляет 9º. Крепление торсионов, выполненное по типу танка Pz.V, вообще исключает возможность регулировать подвеску в процессе эксплуатации.

Торсионы выполняют из хромистых или кремниевых сталей с содержанием углерода 0,45-0,65%, хрома 1-1,5%, с добавлением ванадия, никеля, молибдена и других легирующих элементов. Легированная сталь, используемая в торсионных валах, обладает высокой усталостной прочностью и упругостью, как правило, это сталь типа 45ХНМФА.

Термическая обработка хромистых сталей состоит обычно из закалки при температуре 800—860 ºС с последующим отпуском при температуре 400—500ºС. Для повышения усталостной прочности торсионов впадины шлицов обрабатываются накаткой роликами. Рабочая поверхность вала подвергается дробеструйной обработке или накатке роликами, это создаёт упрочнённый поверхностный слой (наклёп) и значительно повышает усталостную прочность торсиона.

Для повышения динамических свойств, воспринимаемой нагрузки и максимального угла закрутки торсион подвергают заневоливанию. Эта технологическая операция является последней среди операций механической и термической обработки. Операция заневоливания заключается в закрутке горячего торсиона за предел его упругого состояния и выдерживании в таком положении некоторое время. При этом в поверхностных слоях возникают пластические деформации, а в сердцевине - упругие. После разгрузки торсиона сердцевина, стремясь освободиться от напряжений и вернуться в исходное состояние, встречает сопротивление пластически деформированного поверхностного слоя. Остаточные напряжения, полученные при заневоливании, позволяют повысить рабочую нагрузку и угол закрутки торсиона в эксплуатации. В некоторых случаях, как это делается для торсионов Т-72, торсион подвергается двойному заневоливанию.

Рабочая закрутка заневоленных торсионов должна совпадать с направлением закрутки при заневоливании. Поэтому заневоленные торсионы левого и правого бортов невзаимозаменяемы и соответствующим образом маркируются (как правило на торце торсиона буквами «Л» и «П»). Для предотвращения поломки торсионов в результате механических повреждений или коррозии рабочей поверхности вала его после окончательной механической и термической обработки покрывают специальным лаком, а иногда и прорезиненной тканью (M46) или изолентой Т-64, Т-72).

В связи с проектом по «большой» модернизации танка Т-34 в СССР вопрос о разработке подвески был поднят ещё в сентябре 1940 года. 19 ноября 1940 года постановление Комитета обороны № 428 обязало НКСМ и Народный комиссариат обороны СССР к 1 января 1941 года предоставить предложения о переходе на производство танков Т-34 с новой ходовой частью с торсионной подвеской. Разработанный КБ завода № 183 проект торсионной подвески предусматривал использование существующих катков и балансиров. За счёт её применения объём боевого отделения увеличивался на 20 %, что позволило увеличить запас топлива до 750 литров и разместить его в трансмиссионном отделении. При этом масса самой подвески снижалась на 300—400 кг[1][неавторитетный источник?].

Однако начало Великой Отечественной войны отодвинуло планы по модернизации танка на несколько лет. Первым серийным советским средним танком с торсионной подвеской стал лишь Т-44, явившийся глубокой модернизацией Т-34[2].

В Великобритании параллельно с пружинами установили телескопические гидравлические амортизаторы, благодаря чему была устранена склонность подвески Кристи к продольным колебаниям корпуса, значительно повысилась плавность хода[значимость факта?].

В стандартную комплектацию автомобиля ГАЗ-2330 «Тигр» входят: независимая торсионная подвеска всех колёс с гидравлическими амортизаторами и стабилизаторами поперечной устойчивости.

Торсионы в автомобильных подвесках

Торсионная задняя подвеска на качающихся полуосях.

В автомобильных подвесках торсионы могут использоваться как в качестве упругих элементов, так и в виде вспомогательного устройства — стабилизатора поперечной устойчивости, предназначенного для создания сопротивления крену автомобиля.

Стабилизатор поперечной устойчивости.

Стабилизатор поперечной устойчивости закрепляется на ступичном узле левого колеса, далее проходит в направлении движения до шарнирного узла крепления к кузову (как правило в виде резинометаллического шарнира), далее — в поперечном направлении к противоположному борту автомобиля, где крепится зеркально аналогично первому борту. Отрезки торсиона, проходящие в направлении движения, работают как рычаги при работе подвески в вертикальном направлении.

В качестве упругих элементов торсионы могут использоваться в рамках подвесок самых различных кинематических схем — с продольными или поперечными рычагами, с качающимися полуосями, типа «макферсон», и так далее. Однако наиболее характерно их использование в подвесках либо на двойных поперечных рычагах, либо на двойных продольных.

Наиболее последовательно применяла торсионы в подвеске на двойных поперечных рычагах американская компания «Крайслер». Первый вариант (фирменное название — TorsionAire), использовавшийся в период с 1957 по 1989 год, включал в себя два идущих вдоль лонжеронов рамы продольных торсиона в виде стальных стержней, которые служили осями нижних рычагов подвески. В ходе длительной эксплуатации у него был выявлен серьёзный недостаток, связанный с уязвимостью низко расположенных креплений торсионов для коррозии. Второй вариант использовался на отдельных моделях компании после 1976 года (платформы Chrysler F и М), в нём использовались поперечные торсионы, каждый из которых мог быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске — с той разницей, что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон — только при разноимённом ходе противоположных колёс. Считалось, что автомобили с последним вариантом подвески обеспечивали более высокий уровень комфорта ценой худшей управляемости по сравнению с использовавшими продольные торсионы, хотя это наверняка относится скорее к особенностям настройки подвески, чем к принципиальным особенностям её конструктивной схемы.

Подвеска на продольных торсионах. Citroen, 1935 год.

Схожие конструкции использовались также на автомобилях марок «Ситроен» (одно из самых ранних применений, ещё в середине 30-х годов), «Симка» (Simca-Chrysler 1307), «Рено» (Renault 4) и «Фиат» (Fiat 1800 и целый ряд других), представительских моделях ЗИЛ (114, 117, 4104), Morris Marina, Alfa Romeo (Giulietta, GTV, 75) и других. На автомобилях «Пакард» моделей 1955 и 1956 годов торсионными были как передняя, так и задняя подвески, причём переднее и заднее колёса с каждого борта использовали общий торсион. Специальные электроприводы изменяли угол закрутки торсионов, что позволяло «на ходу» регулировать дорожный просвет — для тех лет это была очень смелая идея, хотя в конкретной реализации на «Пакардах» уровень надёжности этого узла совершенно не соответствовал градусу его новизны.

Спортивный автомобиль 1940-х годов с торсионной подвеской на продольных рычагах. Торсион жёстко закреплён на раме поперечно, рычаги прикреплены к его концам. Конструкция простая, но очень несовершенная. Barre de torsion.png Renault 16 любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго.

На многих французских переднеприводных автомобилях использовалась задняя подвеска на одинарных продольных рычагах с одним общим торсионом или двумя — по одному на борт, примерами чему являются Renault 4 и Renault 16; последний любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго. Несмотря на кинематическое несовершенство, этот тип подвески был распространён во Франции вплоть до 1980-х и даже 1990-х годов благодаря возможности низко разместить между рычагами совершенно ровный пол багажного отсека, что было выгодно для очень популярных там автомобилей с кузовами «хетчбэк» и «универсал». Торсионную подвеску на продольных рычагах имели и все модели ЛуАЗ. На заднеприводных автомобилях такая подвеска применялась только на раннем этапе развития автомобилестроения (см. иллюстрацию), так как выяснилось, что при приводе на заднюю ось она не обеспечивает необходимых параметров устойчивости и управляемости.

Barre de torsion.png Передняя подвеска VW Beetle в разрезе.

Наиболее характерный вариант торсионной подвески на двойных продольных рычагах был разработан австрийским инженером Фердинандом Порше и впервые был использован в передней подвеске автомобиля «Фольксваген Жук», а затем — на ранних моделях спортивных «Порше». В ней торсионы в виде упругих стержней располагались поперечно друг над другом и были заключены в игравшие роль поперечной балки подвески стальные трубы, а их концы соединялись поворотными кулаками. Аналогичную подвеску имели «Запорожец» и мотоколяска С3Д, торсионы были наборными пластинчатыми, квадратного сечения.

Главным преимуществом такой подвески является большая компактность в продольном и вертикальном направлениях. Кроме того, поперечина подвески расположена далеко впереди оси передних колёс, благодаря чему появляется возможность сильно вынести салон вперёд, разместив ноги водителя и переднего пассажира между арками передних колёс, что позволяло существенно сократить длину заднемоторного автомобиля. При этом, однако, расположенный спереди багажник оказывался весьма скромным по объёму — именно из-за вынесенной далеко вперёд поперечины подвески.

С точки зрения кинематики эта подвеска несовершенна: в ней происходят хотя и меньшие по сравнению с одинарными продольными рычагами, но всё же существенные изменения колёсной базы при ходах отбоя и сжатия, и так же присутствует сильное изменение развала колёс при кренах кузова. К этому следует добавить, что рычаги в ней должны воспринимать большие изгибающие и крутильные нагрузки со стороны как вертикальных, так и боковых сил, что заставляет делать их достаточно массивными.

На Fiat 130 и Porsche 911 продольные торсионы использовались в подвеске типа Макферсон[3].

В целом, торсионные подвески характеризуются компактностью, что, к примеру, позволило на «Симке» и «Рено» разместить между рычагами приводы передних колёс, что было бы весьма затруднено в случае использования пружин. Однако в силу принципиальной линейности торсиона как силового элемента (постоянной жёсткости в диапазоне нагрузок) плавность хода не столь высока, как бывает у пружинной и рессорной подвесок.

Подвеска с сопряжёнными рычагами — схема. Barre de torsion.png Подвеска с сопряжёнными рычагами «в металле».

Торсион используется и в другом, весьма распространённом, типе подвески — полузависимой с сопряжёнными рычагами, используемой в качестве задней на переднеприводных моделях. При этом основными упругими элементами в неё являются витые пружины, а не торсион; на ровной дороге она работает как обычная зависимая на перекрещивающихся продольных рычагах, а на неровном покрытии колёса за счёт закручивания балки подвески получают определённую долю самостоятельности, за счёт чего повышается плавность хода, улучшается проходимость. Эта подвеска была разработана фирмой Audi в семидесятых годах, после чего очень широко использовалась и продолжает использоваться сейчас, как правило — на бюджетных моделях.

Расчёты

Стержень, используемый как упругий элемент, который работает на скручивание, называется торсионом. Касательные напряжения τr{\displaystyle \tau _{r}}, возникающие в условиях кручения, определяются по формуле:

τr=TrJ0{\displaystyle \tau _{r}={Tr \over J_{0}}},

где r — расстояние от оси кручения.

Очевидно, что касательные напряжения достигают наибольшего значения на поверхности вала при rmax=R{\displaystyle r_{max}=R} и при максимальном крутящем моменте Mmax{\displaystyle M_{max}}, то есть

τmax=TmaxRJ0=TmaxWp{\displaystyle \tau _{max}={T_{max}R \over J_{0}}={\frac {T_{max}}{W_{p}}}},

где Wp — полярный момент сопротивления.

Это даёт возможность записать условие прочности при кручении в таком виде:

τmax=TmaxWp≤[τ]{\displaystyle \tau _{max}={\frac {T_{max}}{W_{p}}}\leq [\tau ]}.

Используя это условие, можно или по известным силовым факторам, которые создают крутящий момент Т, найти полярный момент сопротивления и далее, в зависимости от той или иной формы, найти размеры сечения, или наоборот — зная размеры сечения, можно вычислить наибольшую величину крутящего момента, которую можно допустить в сечении, которое в свою очередь, позволит найти допустимые величины внешних нагрузок.

τ=MtI0V≤τadm{\displaystyle \tau ={\frac {Mt}{\frac {I_{0}}{V}}}\leq {\tau }_{adm}}

avec τ=16Mtπd3{\displaystyle \tau ={\frac {16\,Mt}{\pi d^{3}}}} (прут)

ou τ=16deMtπ(de4−di4){\displaystyle \tau ={\frac {16\,d_{e}\,Mt}{\pi (d_{e}^{4}-d_{i}^{4})}}} (труба)

Примечания

  1. Л. Н. Васильева, И. Желтов, Г. Ф. Чикова. Правда о танке Т-34. — Москва: Атлантида — XXI век, 2005. — С. 119. — 480 с. — 5 000 экз. — ISBN 5-93238-079-9.
  2. ↑ Огонь, броня, скорость. В.Вишняков. Боевая техника армии и флота: Сб. статей / Сост. С. Н. Поташов. —М.: ДОСААФ, 1981.
  3. Раймпель, Й. Шасси автомобиля /сокр. пер. с нем./ = Fahrwerktechnik. — Москва: Машиностроение, 1983. — Т. I. — С. 195-227. — 356 с.

См. также

wiki.sc

Торсионная подвеска - принцип работы

Подвеска Добрый день. Сегодня мы поговорим об одной из разновидностей подвески. Есть несколько видов подвесок: пневматическая, пружинная, рессорная, но речь сегодня пойдет о торсионной подвеске. А знаете ли вы, что разрабатывалась эта модель подвески для танков и используют ее в бронемашинах до сегодняшнего дня? И только со временем ее модифицировали и установили на легковые автомобили и внедорожники. По какому принципу работает данная подвеска, и какими плюсами и минусами она наделена? Давайте попробуем разобраться.

1. История создания и развития торсионной конструкции

Принято считать, что первыми торсионно-рычажную подвеску на автомобиль установили немцы в 30-х годах прошлого столетия на Volkswagen Beetle. Но это не так, французы их опередили и впервые установили модель подвески подобного типа на автомобиль Citroen Traction Avant, и было это в 1934 году. Наиболее удачно торсионы в подвеске применяла американская компания «Крайслер». А в Советском Союзе торсионные подвески ставили на автомобили ЗиЛ и ЛуАЗ, а также «Запорожец».

Усовершенствованием подвески занимался чешский профессор Ледвинка и уже в 1938 году подобие его торсионной подвески начали массово использовать в KdF-Wagen автомобильной компании Фердинанд Порше. Немецкому изобретателю больше всего приглянулся малый вес подвески. Он понимал, как важен этот момент в строительстве военной техники и спортивных автомобилей. И этот преимущество подвески актуально на сегодняшний деть. Это подтверждается использованием торсионной подвески в таких марках как Феррари и Тойота Лэндкруизер.

Торсионная подвеска

Во временна Второй мировой войны торсионная подвеска применялась в бронетехнике, а именно в немецких и советских танках. Из самых знаменитых немецких танков, которые имели торсионную модель подвески, были КВ-1 и Pz. V «Panther». А после окончания войны торсионные подвески использовались большинством европейских производителей авто. Пиком использования торсионных подвесок были 50-60-е года. Внимание привлекала простота изготовления устройства и его компактность. В 1961 году торсионную балку впервые применили на передней подвеске. Автомобиль, на котором решили провести эксперимент, был Jaguar E-Type. Со временем производители отказались от такого вида подвесок, так как это стало не рентабельно. Но некоторые производители, например, Ford, Dodge, General Motors, Mitsubishi Pajero, до сих пор предпочитают устанавливать торсионную подвеску на свои внедорожники и грузовики.

Разработчики во всем мире усердно работают над усовершенствованием торсионной подвески и снижением ее себестоимости. К процессу активно подключается современное оборудование и новейшие компьютерные программы. Некоторые специалисты даже заявляют, что через несколько лет торсионная подвеска догонит по популярности своих конкурентов. Но большинство производители пока массово не используют торсионные подвески в изготовлении автомобилей. В любом случае остается надежда, что тенденция измениться к лучшему. Ведь торсионная подвеска – уникальная разработка достойная особого внимания.

2. Устройство и принцип работы торсионной балки

Торсионная балка Торсионная балка - это вид подвески, в которой роль рабочего элемента играют торсионы. Торсион – это металлический рабочий элемент, который работает на закручивание. Обычно он состоит из металлических стержней, а реже пластин, круглого или квадратного сечения, которые совместно работают на скручивание. В автомобиле торсионы могут использоваться как упругий элемент, или в качестве вспомогательного устройства – стабилизатора поперечной устойчивости. Закрепляясь на ступичном узле левого колеса стабилизатор поперечной устойчивости, проходит к шарнирному узлу в виде резинометаллического шарнира.

Далее к параллельному борту автомобиля в поперечном направлении, где крепится к другому борту в зеркальном положении. Роль рычагов при работе подвески в вертикальном направлении выполняют отрезки торсионов. В современных автомобилях торсионная балка может применяться поперечно или продольно. При этом на легковых автомобилях применяется поперечная балка. А продольная больше подходит для грузовиков. В обоих случаях она призвана облегчить плавность хода и скорректировать крен при повороте. На современных моделях торсионная балка используется с электродвигателем при выравнивании в автоматическом режиме. Подвеска, которая может регулировать высоту колес может использоваться при замене колеса. В таком случае три колеса приподнимают автомобиль, а четвертое колесо поднимается без помощи домкрата.

Принцип работы данной подвески довольно прост. Концы торсионной балки жестко закреплены на раме или кузове автомобиле. Метал из которого он сделан имеет особый сплав и это позволяет ему работать как пружинный элемент. Во время движения на него действует сила скручивания и вал стремиться вернуть колесо на место. Если вал установлен в автомобиле вместе с дополнительным электромотором, то у водителя есть возможность в ручном режиме изменять жесткость подвески. Можно сказать, что принцип работы данной подвески аналогичен подрессоренной и пружинной.

3. Плюсы и минусы торсионной балки

Торсионная балка Со времен создания торсионная балка прошла множество стадий модификаций. При этом усовершенствовались ее положительные качества и по возможности убирались недостатки. Но убрать все недостатки невозможно. Давайте же рассмотрим все плюсы и минусы современной торсионной подвески. И так начнем с задач, которые должна выполнять подвеска:

1. обеспечить плавный ход автомобиля;

2. стабилизация колес;

3. регулировка угла крена на поворотах;

4. поглощение колебаний колес и рамы.

К преимуществам торсионной подвески мы можем отнести:

1. Подвеска очень проста в эксплуатации. Она очень простая и это позволяет легко провести ремонт подвески. При этом ремонт может провести даже начинающий автолюбитель.

2. Очень проста и понятная регулировка жесткости. Это позволяет автолюбителю самостоятельно увеличить жесткость подвески и нарастить торсионы под свой стиль езды.

3. По сравнению с другими видами подвесок она имеет весьма небольшой вес и компактно размещается под кузовом автомобиля.

4. Возможность автоматически влиять на подвеску есть не у всех автомобилей, но производители стараются добавить данную опцию в новые модели. И это понятно, ведь гораздо удобней регулировать жесткость и высоту подвески нажатием кнопки с салона автомобиля.

5. Самым приятным плюсом данной подвески для автомобилиста является ее долговечность. Вся конструкция и торсионы способны отслужить весь период эксплуатации без видимых проблем. А если подвеска потеряла былую жесткость, то ситуацию поможет исправить гаечный ключ.

Есть у такой подвески и ряд недостатков, а именно:

Торсионная балка 1. Одной из самых больших проблем торсионной подвески, которую до сих пор не могут решить производители – это излишняя поворачиваемость автомобиля. На резком повороте автомобиль начинает разворачивать и от водителя требуется определенные навыки, чтоб удержать его на дороге. Отечественные автомобилисты могли сталкиваться с этой проблемой управляя «Запорожцем».

2. Еще одним минусом являются дополнительные вибрации, которые с помощью подвески перекладываются с колес на кузов. Это способствует низкому комфорту пассажиров задних сидений. Также невозможно сделать качественную шумоизоляцию.

3. Недостатком торсионного вала есть также наличие игольчатых подшипников. Они имеют ограниченный ресурс пробега около 60-70 тис. км. И это обвязывает водителей чаще заглядывать под днище автомобиля. Подшипники защищены резиновыми сальниками и прокладками, но из-за воздействия агрессивной среды и старения резина дает трещины. Через них просачивается вода с пылью и грязью и выводит подшипник из строя. В свою очередь вышедший из строя подшипник развальцовывает посадочные места торсионной балки и это изменяет вал колес.

4. Одной из причин по которой производители отказываются ставить торсионную подвеску на свои автомобили, это высокая себестоимость изготовления подобного вала. Дело в том, что сложной является технология изготовления и обработки торсионов. Чтоб предотвратить появление трещин на их поверхности, необходимо использовать пластических осадок и других технологий. Все это повышает стоимость торсионной подвески, кроме того, максимальная нагрузка на сам вал не очень велика.

4. Эксплуатация торсионной подвески

Хоть торсионная балка и проста в эксплуатации, она все же требует некоторого ремонта. Ремонт подвески связан со следующими моментами: регулировка высоты подвески, замена игольчатых подшипников, замена торсионов задней балки, замена пальцев задней балки, ремонт рычагов задней балки.

Торсионная балка Регулировку высоты торсионной подвески нельзя рассматривать как полноценный ремонт. Чаще всего это делают водители, исповедующие спортивный стиль езды. Им необходимо приподнимать заднюю часть автомобиля. Также изменение высоты подвески имеет смысл при увеличении жесткости подвески и меньшей осадки автомобиля при максимальной нагрузке. Но следует помнить, что тогда торсион работает в более агрессивных условиях и это, скорее всего, скажется на его ресурсе.

Если же производится ремонт самой торсионной балки, то наверняка понадобиться демонтаж торсионов. В этом случае необходимо точно наметить положение торсионна на балке, чтобы при монтаже было ясно, куда его вставлять. Чтобы демонтировать торсион, а именно снять его из шлицевого соединения, вам понадобиться специальный инструмент, инерционный съемщик. Может быть, придется почистить резьбу шлицевого соединения, на которую садиться торсион, для этого запаситесь метчиком. Довольно часто эти самые шлицевые соединения как говориться «закисают», и тогда снять торсион становится проблемой и инерционный съемщик не помогает. В таком случае выручит обычная кувалда.

Самым частым моментом в ремонте торсионной балки является замена изношенных игольчатых подшипников. Чтобы произвести их замену необходимо снять торсион и рычаги задней балки. С каждой стороны есть два подшипника. Самым опасным является то, что определить вышел ли подшипник из строя, самостоятельно невозможно. А эксплуатация неисправного подшипника приводит к изнашиванию оси. Замена самой оси возможна, но очень затруднительна в «домашних» условиях. Поэтому производители призывают водителей следить за работой подшипника и производить его замену вовремя, это сбережет ваши деньги и время. Еще более затруднительным является ремонт рычага задней балки. Он выходит из строя по тем же причинам что и палец задней балки, но ремонт его производиться на токарно-расточном станке. И тут проблемой становится поиск необходимого оборудования и мастера.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *