Торсионная подвеска – устройство и применение

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.

Виды подвески

  1. Зависимая. Принцип ее устройства очень прост. Когда колеса расположенные на одной оси, жестко связаны друг с другом, а изменение положения одного колеса вызывает адекватное смещение другого. Например, задний мост грузового автомобиля. Лучше работает на бездорожье. Но хуже удерживает колесо в контакте с дорогой на высоких скоростях. Такое устройство ходовой части чаще встречается у автомобилей повышенной проходимости и грузовиков, когда автомобиль не должен обладать высокой скоростью движения и комфортабельностью.
  2. Независимая. Когда колеса расположенные на одной оси и не связаны между собой: перемещение одного не вызывает изменения положения другого. Для уменьшения поперечного раскачивания автомобиля в движении рычаги колес, принадлежащих одной оси, связывают между собой системой тяг, называемой стабилизатором поперечной устойчивости. Примером такой подвески может служить передняя подвеска большинства легковых автомобилей. На хороших дорогах такая подвеска отлично работает даже при высокой скорости движения. На бездорожье помехой может быть короткий ход рычагов. В этом виде подвески для крепления ступицы к несущему элементу используются, в зависимости от назначения автомобиля, до пяти рычагов. Среди преимуществ многорычажной подвески – более точная управляемость автомобиля, большая надежность системы и длительное время безотказной работы, а также стабильное поддержание пятна контакта протектора с покрытием дороги. Недостатками многорычажной подвески является более короткий, нежели у системы с одним рычагом, ход. Потому езда на автомобиле, оборудованном такой подвеской, менее комфортна и сопровождается большим шумом. Поэтому такой ходовой оснащаются чаще всего спортивные автомобили, передвигающиеся по ровным дорогам и имеющие повышенные требования к управляемости и сниженные к комфортабельности езды.
  3. Полунезависимая. Два продольных рычага связанные между собой поперечной торсионной балкой. Например, задняя подвеска ВАЗ 2108 и следующих за ним моделей. Отличается простотой, надежностью, хорошей управляемостью и большой поперечной жесткостью. Минусы ее немногочисленны — невозможность установки в передней части автомобиля и сварное соединение рычагов с поперечной балкой, которое на практике дает о себе знать крайне редко. Принцип ее действия можно понять, если представить что балка играет роль стабилизатора поперечной устойчивости между двумя продольными рычагами.

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:

  • Так же проста, как и зависимая.
  • Работает немногим хуже независимой подвески, причем не нуждается в стабилизаторе поперечной устойчивости.
Рекомендуем:  Предпусковой подогреватель двигателя: их виды и различия

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.

Применение торсионной подвески

Впервые торсионная подвеска была установлена на автомобиле Фольксваген Жук. Произошло это в начале прошлого века. Миниатюрная малолитражка нуждалась в компактной системе подрессоривания, что и было реализовано при помощи этой конструкции. Через несколько лет система нашла применение в автомобилях Татра, Порше и спортивных машинах, разработчики которых боролись за уменьшение габаритов и массы.

Фольксваген Жук 1963 года

В 40-х годах на то, как работает торсионная подвеска, обратили внимание военные инженеры. Ее стали использовать в танках советского и немецкого производства. В послевоенные годы торсионную подвеску устанавливали большинство европейских производителей, но со временем ее популярность упала, уступив место более практичной с экономической точки зрения пружинной.

В настоящее время торсионные системы амортизации устанавливаются на джипах таких компаний, как General Motors, Mitsubishi, Ford, Dodge, некоторых грузовиках, спортивных несерийных автомобилях.

Плюсы и минусы торсионной подвески

В полной мере оценить плюсы и минусы торсионной подвески, можно лишь поездив на автомобилях с разными видами подвески. Но если вы ранее по каким-то причинам не сталкивались или не интересовались устройством механизма, то перед покупкой машины обязательно стоит проехать хоть несколько километров, чтоб вполне ощутить плюсы и минусы.

Виды торсионных подвесок

Передняя независимая торсионная подвеска на поперечных рычагах

Устройство и принцип работы торсионной подвески

Передняя торсионная подвеска на поперечных рычагах (один или два в зависимости от конструкции) состоит из следующих элементов:

  • Продольно расположенный торсион, работающий на скручивание и заменяющий пружину.
  • Воспринимающий основную нагрузку нижний или верхний рычаг, посредством которого происходит передача усилия на торсион.
  • Демпфирующий элемент  — амортизатор, выполняющий функцию гашения колебаний.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости, компенсирующий крены кузова при движении.

Независимая передняя торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах Toyota Hilux Surf

Компактность передней торсионной подвески на поперечных рычагах позволяет эффективно использовать свободное пространство. Например, для установки массивных приводов колес. В связи с этим торсионы получили распространение при производстве рамных внедорожников, сочетающих повышенную проходимость с мягкостью подвески. Например, Toyota Land Cruiser 100 (крепление торсиона к нижнему рычагу) и Toyota Hilux Surf (торсион на верхнем рычаге). Также торсионы применяются на передней оси коммерческих автомобилей.

Задняя независимая подвеска с поперечным расположением торсионов

В конструкциях задних подвесок с продольным расположением рычагов торсионы устанавливаются поперечно. Легендарный французский автомобиль Renault 16, выпускавшийся до 1990-х годов, оснащался передней подвеской с продольно расположенными торсионами, а задней — с поперечно.

Задняя подвеска с поперечным расположением торсионов

Особенностью упругих элементов задней подвески было их расположение — один находился позади другого, что конструктивно влекло  разность в колесной базе по сторонам автомобиля (одно из колес находилось ближе к переднему на несколько сантиметров). Управляемость и устойчивость автомобиля оставляла желать лучшего, однако именно компактность торсионной подвески позволила значительно увеличить объем багажного отделения, что в значительной степени определило популярность модели. В настоящее время подобная схема подвески автопроизводителями не применяется.

Полузависимая задняя торсионная балка

Задняя полузависимая U-образная торсионная балка

Полузависимая торсионная балка U-образного сечения, имеющая в составе интегрированный упругий стержень, становится более прочной на изгиб. При этом она позволяет колесам одной оси незначительно перемещаться друг относительно друга при проезде неровностей. Этим достигается улучшение управляемости и устойчивости автомобиля. Данная подвеска применяется на задней оси большинства бюджетных переднеприводных автомобилей.

Торсионная подвеска — что это такое

Рассмотрим вид подвески, в которой в роли упругого элемента выступает торсион — торсионная подвеска.Торсион является металлическим упругим элементом, который работает на скручивание. В большинстве случаев, это металлический стержень, обладающая круглым сечением, который на концах имеет шлицевое соединение. Торсион бывает нескольких видов — это набор пластин, стержней или балки определенного сечения.Поподробнее о конструкции. Торсион своим одним концом фиксируется к несущему кузову или раме автомобиля, в зависимости от модели, а другим концом – к рычагу — направляющему элементу. При движении автомобиля колёс торсион закручивается, и этим между колёсом и кузовом достигается упругая связь.

Рекомендуем:  Зачем нужен датчик дождя и как он функционирует 

Торсион имеет интересные особенности – он может вращаться только в одну сторону – в сторону скручивания. Далее, особенностью является и то, что торсион некоторые производители используют для регулировки дорожного просвета.Торсионы можно использовать во всех тех разновидностях независимых подвесок, которые могут быть на продольных рычагах, на двойных поперечных рычагах или же со связанными продольными рычагами — торсионной балка.Итак, поподробнее о каждом виде – в варианте на продольных рычагах торсионы соединяются с помощью продольных рычагов и, следовательно, располагаются поперёк кузова. 

Данный тип торсионной подвески автопроизводители применяют в некоторых моделях легковых автомобилей малого класса в задней.В варианте торсионной подвески с двойными поперечными рычагами торсионы расположены параллельно кузову, из-за чего их длину, следовательно, и упругие характеристики можно регулировать в широком диапазоне. Торсион одним концом крепиться к нижнему поперечному рычагу, в редких случаях к верхнему, а другой конец – к раме кузова. 

Данный тип торсионной подвески некоторые автопроизводители применяют в качестве передней подвески своих легковых внедорожных автомобилей, например некоторых моделях японских и американских внедорожников.И наконец, особое место в семействе торсионных подвесок занимает так называемая торсионная балка, которая так же называется подвеской со связанными продольными рычагами. В данной подвеске в роли направляющих устройств выступают два продольных рычага, которые имеют жёсткое соединение между собой посредством балки. 

Продольные рычаги имеют с одной стороны крепление к кузову, к ступицам колёс с другой. Балка обладает U-образным сечением, как следствие обладает большой жёсткостью на изгиб и малой на кручение. Данное свойство даёт колёсам возможность двигаться независимо друг от друга вверх-вниз.В наше время торсионная балка нашло широкое применение в качестве задней подвески «переднеприводников» малого и среднего класса.

В силу особенностей своей конструкции, «торсионно-балочная» подвеска занимает интересное промежуточное положение между зависимым и независимым подвесками, соответственно получило также название — полунезависимая подвеска.

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.

Что такое торсион?

Упругие элементы (валы, стержни), выполняющие роль пружины, работающие на кручении, называются торсионами. Для авто производятся из высококачественной стали, прошедшей термическую обработку.

По устройству бывают:

  • цельные;
  • пластинчатые.

По размещению:

  • продольные;
  • поперечные.

По сечению:

  • прямоугольные;
  • квадратные;
  • круглые.

Один конец при помощи шлица жестко закрепляется на рычаге подвески, второй так же на раме (кузове). Оси вращения и закручивания расположены на одной линии. Сопротивление во время нагрузки рассчитывается перед изготовлением. Роль торсиона — обеспечить соединения кузова с подвеской, удержать вес авто.

Сплав выносливый и упругий, свойства не ухудшаются долго. На упругость влияют так же габариты (толщина, длина). От ржавчины защищает покрытие, содержащее резину, или состав, предотвращающий образование ржавчины (нержавейный).

Принцип работы подвески

Принцип работы торсионов аналогичен любой аналогичной подвески. Только вместо пружины роль упругого элемента выполняет торсионный стержень. На него передается усилие от рычага, что вызывает скручивание стержня до определенного предела. Затем система возвращается в исходное положение до следующей неровности.

История появления торсионной подвески

Первые упоминания о появлении торсионной подвески датируются еще в 1930-ых годах прошлого века. Тогда её устанавливали на французские автомобили компании Citroen. Начиная с 1940-ых годов, механизм перекочевал на гоночные автомобили компании Porsche. В дальнейшем конструкцию стали применять на машинах ЗиЛ, Chrysler и Рено 16.

Тогда основной плюс был в плавности хода, простоте конструкции, и конечно же недорогих деталях в случае ремонта или производства. Прогресс не заставил себя ждать и со временем, из-за плохой управляемости, весь механизм отошел на задний план, уступив место многорычажной или подвеске МакФерсон. Все же у компании Крайслер эта подвеска прожила дольше всех, за счет несложной конструкции, её устанавливали на автомобили с 1957 года по 1989 год включительно. Самое же слово торсион переводится как скручивание, соответственно это и является основой работы детали.

Рекомендуем:  Особенности конструкции системы охлаждения

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.

Популярные марки:

Acura RSX , Citroen C5 , Skoda Yeti

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.

Торсионная подвеска автомобиля. Понятие и принцип работы

 ТОРСИОННАЯ ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ. ПОНЯТИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Добрый день, в сегодняшней статье мы расскажем Вам, про понятие такого важного элемента современного автомобиля, как торсионная подвеска. В материале мы раскроем основные принципы работы, а также параметры надежности торсионной подвески транспортного средства

Кроме того, мы наглядно покажем и поговорим о преимуществах такого типа подвески по сравнению с «МакФерсон» и многорычажной системой. 

Современные автопроизводители предлагают сегодня большое количество видов и типов подвесок к своим автомобилям. Самыми популярными среди них являются: пружинные, пневмо-подвески, рессорные, а также торсионные. Все выше перечисленные подвески являются довольно надежными, за исключением некоторых пневматических, которые, как правило, устанавливаются на современные французские автомобили.

Торсионная подвеска является цельнометаллическим валом, который приводится в действие методом кручения. Часть торсиона прикреплено к шасси, а другая часть сцеплена с специальным установленным к кузову транспортного средства рычагу, которая в свою очередь держит ось. Такая подвеска производится с заранее подготовленной и термически абсорбированной стали. Такая сталь может выдерживать колоссальные нагрузки при движении и даже при постоянных механических ударах по ней, из-за плохого дорожного покрытия. Принципом действия подвески торсионного типа является ее функционирование на изгиб, то есть под не большим углом. 

Торсионная балка подвески автомобиля, как правило, устанавливается поперечно или же продольно. При продольном типе торсионной подвески грузоподъемность автомобиля составляет более нескольких тонн. В основном такой тип подвески устанавливается на большегрузные транспортные средства или пассажирские микроавтобусы. Для легковых автомобилей применяется поперечный тип торсионной системы, чаще на задней подвеске.

Иногда подвеска, которая регулируется по уровню, позволяет применять способ замены шины или колеса, с помощью опускания трех из четырех колес и следовательно то, которое нам нужно для ремонта приподнимается на необходимый уровень над землей. В этом случае происходит экономия времени на поддомкрачивании кузова и тем самым нет надобности в самом домкрате.  

Главным плюсом подвесок торсионного типа является их безграничная долговечность, простота в настройке уровня высоты и эргономичность по длине и ширине автомобиля. Такая подвеска по объему занимает намного меньше пространства, чем подвеска пружинной системы MCPherson, которая и весит в среднем на 100-150 килограмм больше. В эксплуатации подвеска торсионного типа ремонтопригодна в гаражных или даже возле подъездных условиях. 

В техническом обслуживании такая система не нуждается вообще, только в регламентном наблюдении через определенных интервал пробега или времени.

Видео обзор: «Торсионная подвеска автомобиля. Понятие и принцип работы»

Надеемся, что наша статья, помогла Вам получить общее понятие о подвеске транспортного средства торсионного типа, а также об основных принципах ее работы и надежности. Кроме того, напомним, что такая система является не обслуживаемой весь срок эксплуатации, который устанавливается заводом изготовителем, например на различных моделях автомобилей Mersedes-Benz, данный срок составляет 10 лет. 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: