Торсионная подвеска принцип работы и секреты конструкции

Подвеска

09.12.2016

0 3 468 2 minutes read

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.

Оглавление

• 1 Что такое торсион?
• 2 Без проблем из ХХ в ХХI век
• 3 Торсионная подвеска принцип работы
• 4 Две стороны медали торсионной подвески

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? По сути, это металлический стержень, который может иметь как круглое, так и квадратное сечение.

Главным свойством торсиона является высокая упругость при скручивании, то есть 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.

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, во времена Второй мировой войны торсионы оказались незаменимыми в бронетанковой технике, 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 принцип работы которой, как нам известно, основан на скручивании, относится к так называемым полузависимым подвескам. 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. К положительным сторонам системы однозначно относят её простоту, низкий вес и компактность, а малое число деталей тянет за собой надёжность и лёгкость в обслуживании.

Но есть и недостатки. Например, худшая управляемость автомобилей по сравнению машинами, имеющими многорычажные конструкции, сложности в производстве надёжных упругих элементов, а также повышенный износ игольчатых подшипников, 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 

Статьи по теме

Торсионная подвеска – для чего нужна, как работает и где применяется

Торсионная подвеска/ Фото: auto-ru.ru

Во многих автомобилях используются независимые системы подвесок, в которых вместо пружины или пневмобаллона установлен торсион. Подобная конструкция предоставляет ряд плюсов, среди которых – повышенная мягкость и легкость ходовой части. Но присутствуют и отрицательные качества, такие как ухудшение маневренности и валкость транспортного средства. Разберемся, что являет собой торсионная подвеска, как она устроена и для каких целей применяется.

1. История появления

Volkswagen Beetle 30-х годов/ Фото: dw.com

Нынешний прототип ходовой на базе торсионной балки появился в результате многолетней работы по усовершенствованию конструкции, изготовленной для Volkswagen Beetle в 30-х гг. прошлого века. Инженер из Чехии Ледвинка внес корректировки в торсион и начал устанавливать его на машины марки Tatra.

Официальные факты серийного использования торсионной подвески появились еще в 1930-х гг. Ее можно было встретить на моделях французского концерна Citroen. Спустя 10 лет торсионы появились на болидах и спорткарах Porsche. Знаменитый инженер из Австрии быстро оценил главное преимущество таких деталей для гоночного транспорта – небольшой вес.

В военное время торсионы эксплуатировались в служебных автомобилях и спецтехнике. Например, на базе такой конструкции производились немецкие «Пантеры» и «КВ» советского производства. После благополучных испытаний в бою системы распространились по всему миру.

Их неоднократно выбирали и другие известные концерны, включая Renault, Chrysler и даже отечественный ЗИЛ. Основными аргументами в пользу описанного типа ходовой стали лучшие параметры плавности и более простое обслуживание из-за примитивного устройства.

2.

Как устроен торсион

Схемы торсионной подвески и балки/ Фото: avtomotospec.ru

Торсион изготовлен в виде стержня или вала из металлического сплава, который работает на скручивание в одном положении. В разрезе изделие имеет круглое или квадратное сечение (в редких случаях встречаются пластинчатые изделия, выполненные из определенного количества слоев).

Один конец торсиона удерживается на рычаге с помощью шлицевой фиксации. Вторая часть – идентичным способом на раме или кузове. Ось вращения и закручивания торсиона расположены на одной линии. Торсион имеет грамотно подобранное сопротивление к скручиванию, из-за чего уверенно выдерживает массу машины, гарантируя стабильное упругое соединение кузова и подвески при смещении рычага.

Принцип действия торсиона задействован и в стабилизаторах поперечной устойчивости. Для изготовления конструкции применяют высокопрочные сорта стали, обладающие повышенной стойкостью к нагрузкам без потери начальных свойств. На рабочие параметры и плавность подвески влияют толщина и длина вала. С целью защиты поверхности от ржавчины ее обрабатывают специальным веществом или наносят слой резины.

Схематичное изображение торсиона/ Фото: amastercar.ru

Чтобы торсион имел пружинящие свойства при скручивании, материал его изготовления проходит особую термическую обработку. В результате он становится устойчивым к повышенным крутящимся напряжениям и выдерживает большие углы закручивания без деформации.

На отдельных моделях авто торсионная подвеска позволяет автоматически выравнивать положение машины с внедрением силового агрегата, стягивающего балки для повышения жесткости с учетом специфики движения и состояния покрытия.

Системы с изменяемой высотой удобны при замене колесных покрышек или дисков, поскольку подъем кузова осуществляется с помощью трех колес, а четвертое поднимается самостоятельно без применения домкрата.

3. Основные разновидности торсионных подвесок

Крепление торсионов к раме автомобиля/ Фото: techautoport. ru

В автомобильной индустрии применяется три типа подвесок на базе торсиона:

Передняя независимая на поперечных рычагах. За счет компактного исполнения способствует рациональному расходованию свободного пространства и позволяет устанавливать массивные колесные приводы. Подобный тип встречается в конструкции рамных внедорожников и на передних осях коммерческого транспорта;

Задняя независимая с поперечным расположением. Легендарная модель Renault 16 комплектовалась именно такой подвеской с продольным размещением торсионов спереди и поперечным сзади. Система не получила популярности из-за ухудшения управляемости и стойкости авто на дороге;

Полузависимая. Конструкции с U-образным сечением и упругим стержнем отличаются повышенной прочностью на изгиб. Также они позволяют колесам на одной оси смещаться относительно друг друга при преодолении дорожных неровностей. В результате машина становится более управляемой и устойчивой.

4. Достоинства и слабые стороны торсионной подвески

Торсионная подвеска в машине/ Фото: dvd-auto.ru

Размещение балки под конструкцией кузова бывает поперечным и продольным. Второй вариант распространен на крупногабаритной и увесистой технике. На легких моделях более востребованы компактные торсионы задней подвески. В двух случаях они решают такие задачи:

обеспечивают максимально плавное движение транспортного средства;

поглощают нагрузки и колебания кузовной платформы и колес автомобиля;

отвечают за удерживание положения управляемых колес;

регулируют угол крена при вхождении в повороты.

Подвески с поперечным расположением балки имеют ограничения по длине на фоне ширины колеи автомобиля. Их рабочие концы соединены по бокам с рычагами ходовой части. Из-за этого плавность хода становится ограниченной. В свою очередь, у продольных конструкций нет жестких ограничений по длине, поэтому их мягкость сопоставима с мягкостью пружин и рессор.

Также продольные конфигурации имеют улучшенные технологические параметры для крупногабаритных кузовов.

Среди основных достоинств торсионной подвески следует выделить:

более компактные габариты в сравнении с пружинной системой и эргономичность;

упрощенный монтаж и обслуживание;

легкость элементов подвески;

возможность регулировки дорожного просвета без внесения изменений в конфигурацию подвески;

устойчивость к высоким механическим нагрузкам и ремонтопригодность;

легкость регулировки;

лучшая управляемость при появлении крена.

Нижний опорный рычаг подвески, стержень торсиона, крепление к раме/ Фото: dvd-auto.ru

Работы по обслуживанию заключаются в подтягивании крепежных элементов. Это можно сделать с помощью одного гаечного ключа. Но не стоит руководствоваться правилом: чем сильнее, тем надежнее. Чрезмерная затяжка крепежей может привести к повышению жесткости ходовой части.

Что касается недостатков конструкций на торсионных балках, то к ним относят следующие пункты:

Уязвимость машины к избыточной поворачиваемости. При вхождении в повороты автомобиль склонен к разворачиванию, из-за чего водителю нужно соблюдать повышенную внимательность и контролировать процесс управления. Проблема по-особому сильно выражена на моделях компании ЗАЗ с небольшими кузовными габаритами;

Сложности этапов производства и обработки торсионов, необходимых для поддержания упругости и прочности материала. Чтобы металл был устойчивым к поверхностным повреждениям, деталь проходит несколько циклов термической обработки и прочих процедур для упрочнения. Действия выполняются с помощью пластических осадок и прочих технологий, которые серьезно повышают стоимость подвески. Тем не менее, система распространена в автопромышленности, обеспечивая комфортную езду по дорогам с разным покрытием;

Ограниченный эксплуатационный ресурс подшипников в узлах фиксации к концам торсиона. Такие комплектующие уязвимы к износу и выходу из строя на фоне попадания воды, грязи и пыли через микротрещины в прокладках и сальниках. Это случается в результате естественного износа резиновых элементов и на фоне негативного влияния агрессивных факторов.

Ремонт торсионной подвески/ Фото: fastmb.ru

Для предотвращения подобных неприятностей необходимо регулярно смотреть под днище автомобиля и проводить обслуживание. Обычно автовладельцу достаточно менять сальники или подшипники. Если проблема усугубилась, придется ремонтировать или устанавливать новую балку, поскольку поврежденные подшипники вызывают развальцовывание посадочных мест и нарушение развала. Средний ресурс этих компонентов составляет 60-70 тыс. км пробега.

К основным причинам, которые ограничивают сферы эксплуатации торсионных подвесок, относят технологические сложности по производству полностью независимых конструкций с повышенным уровнем комфорта. Тем не менее, торсионная балка позволяет сконструировать свободную подвеску, особенно если на ее концах закреплены вращающиеся рычаги для амортизации.

Это обеспечивает независимость колес и повышенную плавность хода. Система незаменима на крупногабаритных и увесистых авто типа Peugeot 405 и Renault Laguna. Если речь идет о более легких моделях, то установка торсиона не оправдывает себя.

На фоне технологического прогресса и появления на рынке разных типов подвесок, торсионные модели потеряли прежний спрос. Встретить их на пассажирских авто – настоящая редкость, что связано с высокой стоимостью производственного процесса и рядом ограничений по эксплуатации. Основные сферы применения торсионов – грузовой транспорт и внедорожники фирм General Motors, Ford, Dodge, Mitsubishi.

Важной информацией также может быть контроль «мёртвых» зон автомобиля.

Нравится

Как работает торсион?

Все больше или меньше владельцев автомобилей знают, что торсионы являются простым, но важным компонентом многих транспортных средств, включая легковые и грузовые автомобили. Но, несмотря на свою важность, как работает торсион?

Торсионы поглощают большую часть ударов о дорожное покрытие за счет скручивания, сохраняя при этом вес автомобиля. Эта сила кручения также известна как сила кручения. Один конец стержня в основном прикреплен к рулю, а другой конец связан с шасси автомобиля.

Давайте перейдем к статье, чтобы получить ответ на этот вопрос и некоторые дополнительные интересные уведомления, которые вы, возможно, захотите изучить позже.

Что такое торсион?

Торсион представляет собой гибкую пружину, которую можно перемещать вокруг своей оси путем скручивания. Торсионы рассчитаны на основе величины крутящего момента, используемого при скручивании пружины, угла кручения, общего размера торсиона и его материала. Чаще всего торсионы можно найти в подвеске автомобиля или грузовика, в производственных машинах или другом точном оборудовании. Гибкость пружины является основной причиной использования торсиона. Если используется более жесткая конструкция, такая как стальной стержень, нагрузка будет оказываться как на колеса, так и на ходовую часть.

Кроме того, вы можете использовать поворотный ключ, чтобы изменить торсион в верхней части рамы. Эта модификация также изменит дорожный просвет автомобиля. Вы можете настроить эту подвеску как спереди, так и сзади. Тем не менее, он чаще используется в передней части.

Как работает торсион?

Торсион работает, противодействуя приложенному к нему крутящему моменту. Когда один конец торсиона прикреплен к неподвижному объекту, другой конец стержня закручивается, создавая крутящий момент. Когда это происходит, торсион выдерживает крутящий момент и быстро возвращается в исходное положение после снятия крутящего момента. В общем, объект, который нельзя переместить, обычно является рамкой. Если к торсиону не приложена сила, он останется на месте до тех пор, пока не будет приложена сила.

Торсион работает, противодействуя приложенному к нему крутящему моменту. (Фото: AutoTech)

Например, другой конец стержня будет контактировать с ручкой. Подвижная ручка закреплена на раме, что создает крутящее движение на стержне. В свою очередь, это обеспечивает крутящий момент, необходимый для создания пружины.

Плюсы и минусы торсиона

Плюсы торсиона

Главное преимущество торсиона в том, что он недорогой. У него не так много вещей — это просто стержень, закрепленный на металле. Таким образом, его можно производить быстро с минимальными затратами, что снижает эксплуатационные расходы автомобиля. Еще одним плюсом торсионов является то, что их легко обслуживать и заменять. Стержни легко соединяются с другими подобными или даже относительно подобными, но более сложными подвесными системами. Это означает, что они могут работать над своей подвеской или дополнять ее более сложной подвеской.

Минусы торсионов

Основной недостаток торсионов в том, что они не работают так же хорошо, как другие системы. Это связано с их простотой: если подвеска недостаточно сложна, она также не может справиться со столкновениями. Это означает, что сидеть в машине с торсионом может быть менее комфортно, чем сидеть в машине с другой подвеской, хотя это лучше, чем ничего.

История торсионного стержня

Хотя технология торсионного стержня существовала еще до Второй мировой войны, когда Citroën представила ее миру со своим Traction Avant, она стала широко использоваться только в 50-х годах.

Chrysler, возможно, является производителем, который больше всего продает эту торсионную технологию, с подвеской с загадочным названием «Torsion-Aire», которая не похожа на настоящую современную пневматическую подвеску, но они считают, что это то, что наиболее похоже на него в то время. Это дало их автомобилям знаменитый комфорт при езде и печально известный крен кузова. Но после этой успешной маркетинговой кампании каждый второй производитель увидел очевидные преимущества подвески такого типа и ее товарность.

К концу 50-х годов американские автомобили значительно выросли в размерах и весе, им требовалась прочная подвеска, чтобы хоть как-то поддерживать уровень комфорта и системы. И с тех пор подвесной торсион — идеальный тоник.

Как выполнить регулировку торсиона?

Иногда может возникнуть необходимость отрегулировать высоту автомобиля. Это делается с помощью регулировочного штифта в верхней части рамы торсиона. Вес, размещенный на рукоятке торсиона, не меняется при выполнении этой регулировки. При таком манипулировании торсионом рулевое управление может быть немного жестче.

Это связано с новым углом наклона джойстика. Также возможно, что регулировочные штифты были повреждены слишком далеко, что привело к недостатку пространства между джойстиком автомобиля и верхней частью торсиона, ближайшей к днищу автомобиля. После изменения высоты торсиона следует проверить центровку автомобиля, чтобы убедиться в правильном распределении веса кузова.

Пошаговое руководство по регулировке торсиона

Поместите автомобиль на прочный набор стоек, чтобы подвеска не деформировалась, прежде чем модифицировать торсион.

В свое время необходимо отрегулировать торсион вашего автомобиля. (Фото: Автозапчасти)

Теперь, начиная с боковой части автомобиля, выполните следующие действия:

• Найдите торсион под автомобилем с помощью слайда. Вы заметите направленный вверх штифт в центре стойки. Лучше всего сделать отметку на болте, чтобы отслеживать количество регулировок, которые вы будете делать при закручивании болта.
• Если повернуть болт по часовой стрелке, он затянется, увеличивая нагрузку, которую можно приложить к торсиону.
• Когда вы опускаете автомобиль и доступна скорость пружины, вам придется повернуть штифт против часовой стрелки. Обычно полный оборот болта дает правильный результат.
• Снимите автомобиль с домкрата и измерьте изменение высоты автомобиля. Помните, что две стороны переда должны быть на одном уровне друг с другом. Одна сторона не должна быть выше другой.
• Наконец, если края не равны, необходимо заново отрегулировать болты, повторив процесс с самого начала.

Часто задаваемые вопросы о том, как работает торсион

Каковы симптомы неисправности торсиона?

Сломанный торсион может вызвать пронзительный звук, который начнет исходить из-под вашего автомобиля. Если вы едете по неровной дороге, вы будете слышать больше. Если вы заметили, что ваш автомобиль виляет под углом, сопровождаемый внезапным грохотом, торсион также может изнашиваться.

Можно ли ездить с поврежденным торсионом?

Вы можете ездить со сломанным торсионом. Однако вы должны быть осторожны при поворотах и ​​движении по каменистым дорогам, так как вы не сможете управлять им плавно.

Что делать, если я слишком сильно затянул торсион?

Если вы затянете торсион слишком туго, вы можете обнаружить, что ваш автомобиль движется тяжелее, чем обычно. Чрезмерное натяжение также уменьшит удержание тяги, из-за чего вам будет труднее ускоряться и поворачивать быстрее.

Завершение работы торсионного стержня

Проще говоря, торсион представляет собой прямую пружину, которая может скручиваться при растяжении. Два конца стержня соединены губками, что позволяет контролировать торсион, когда он скручивается и возвращается на место.

Теперь у вас есть полное понимание как работает торсион . Мы надеемся, что эта информация будет полезна для вас в какой-то момент. До новых встреч с другими заметками о системе подвески автомобиля.

Торсион

Загрузка

 

Большинство систем подвески гоночных автомобилей похожи, но бывают двух видов. Во-первых, это традиционная спиральная пружина, распространенная в большинстве современных автомобилей. Второе — установка торсиона. Торсион выполняет ту же работу, что и пружина, но более компактен. Обе формы систем подвески устанавливаются на шасси над и перед ногами водителя, в передней части автомобиля и на коробке передач сзади. Торсион теперь используется во всех автомобилях Формулы-1.
Торсион, на самом деле это трубка или стержень и действует как пружина, он заменяет обычную винтовую пружину. Торсионы сделаны из металла (обычно из стали) с короткими шлицевыми концами для соединения с коромыслом на одном конце и шасси на другом. В то время как винтовая пружина обеспечивает жесткость при сжатии, торсион обеспечивает жесткость при скручивании. Показатель жесткости стержня зависит от его материала, длины и внутреннего\внешнего диаметров стержня.

 

 

Пружины или торсионы — это части подвески, которые фактически амортизируют неровности. Проще говоря, чем мягче подвеска автомобиля, тем быстрее он пройдет поворот. Это приводит к тому, что автомобиль становится менее чувствительным к действиям водителя, что приводит к небрежному управлению. Автомобиль с более жесткой подвеской будет иметь меньшее механическое сцепление в поворотах, но управляемость будет более чувствительной и более прямой, что идеально подходит для таких трасс, как Монако, где водители должны идеально проходить между барьерами.

Торсион серого цвета

 

Спереди почти всегда устанавливаются вдоль автомобиля, по одному с каждой стороны подвески. Пружинное движение обеспечивается сопротивлением металлического стержня скручиванию. В типичной конструкции толкателя с торсионным стержнем, описанной на рисунке выше, торсионные стержни проходят через центр коромысла и крепятся к передней части шасси. Rocker вращается на торсионе. Толкатель толкает коромысло и скручивает торсион, чтобы создать пружину в подвеске, затем коромысло сжимает демпфер и приводит в действие стабилизатор поперечной устойчивости, если автомобиль находится в крене. 9Амортизаторы и торсион 0097 F1 производятся специализированными компаниями, такими как Eibach, Koni и Sachs, с пружинами, которые часто частично разрабатываются командами F1 для соответствия определенным характеристикам.

Sebring 2009, LMP1 Prototype Горизонтально установленные торсионы Audi R15 в красных кругах и электронный усилитель рулевого управления в синих кругах

Майк Каллахан, помощник корректировщика ALMS, дает нам взглянуть на переднюю часть Audi R15. Мы видим горизонтально установленные торсионы (красные кружки) и электронный усилитель руля (синий кружок). Элементы передней подвески закрыты индивидуально, как и сзади. Тормозные каналы такие же, как и на R10, в том смысле, что они проходят через вертикальные опорные пластины с воздуховодами, прикрепленными к опорным пластинам. Компоновка аналогична передней подвеске Формулы-1.

Под номером 1 вы можете увидеть задние вертикально установленные торсионы на Audi R15, с номером 2 горизонтально установленный третий амортизатор и с номером 3 элементы подвески, как у болида Формулы 1

Задняя подвеска R15 несколько похожа на общий макет старой модели Audi R10. Мы можем видеть (теперь) почти вертикальные торсионы (1), а также демпфер сквозного вала «3-я пружина» сверху (2). Все элементы задней подвески (3) изготовлены из углеродного волокна. Воздуховод перед задним колесом втягивает воздух в эту область автомобиля и выводит его сзади, чтобы уменьшить базовое сопротивление. Закрытые элементы подвески помогают оптимизировать маршрут воздуха по воздуховоду. Также кажется, что стороны коробки передач также защищены кожухом, чтобы уменьшить внутреннее сопротивление.