Принцип работы торсиона: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Содержание

Устройство и принцип работы торсионной подвески. Торсионная подвеска: устройство, как работает, фото

При выборе автомобиля каждый автолюбитель подолгу проводит время в глубоких раздумьях, иногда мучаясь от своих переживаний и опасений, а иногда живёт в предвкушении этого радостного момента — — для кого-то первого, а для кого-то и очередного. Однако, стоит решить много вопросов, и один из них — авто с какой подвеской выбрать.

Лучше заранее определиться, какую подвеску вы хотите

Подвеска — что это?

Наверняка не каждый из нас в XXI веке имел возможность прокатиться в конной упряжке на телеге, испытать ощущения каждой ямочки и выбоины . Так вот это и есть ярчайший пример передвижного средства без той самой подвески. Именно такая немаловажная часть машины, как подвеска, определяет уровень комфорта, удобство управления, а также устойчивость и проходимость. На сегодняшний день существует несколько видов подвесок, среди которых можно выделить следующие основные части:

  • Крепёж.
  • Стабилизационные элементы поперечной упругости.
  • Распределительные элементы направления силы.
  • Гасящий момент.
  • Элементы упругости.

Каждый вид подвески имеет свои плюсы и минусы.

Подвеска по степени упругости

По виду эластичного элемента подвеску принято делить на четыре вида:

  • Торсионная.
  • Пружинная.
  • Рессорная.
  • Пневматическая.

Торсионная подвеска представляет собой скручивающиеся под нагрузкой стержни. Одна из торсиона — высокая упругость. Основу конструкции составляет сталь, закалённая под воздействием высоких температур. Если торсионную подвеску охарактеризовать кратко, буквально несколькими словами, то в голову сразу приходит следующее: стойкость к ударным нагрузкам, долговечность, компактность.

Рессорная подвеска нашла своё применение довольно давно. Ещё состоятельные дворяне могли себе позволить повозки оборудовать рессорной подвеской, что значительно увеличивало комфортабельность поездок. Основа — металлические пластины, соединённые воедино, которые частично выполняют функции амортизаторов, снижая нагрузку на последние. Достоинство — высокая выносливость, недостаток — не лучшие, мягко говоря, показатели эластичности и большая масса конструкции.

Пневмоподвеска характеризуется, в первую очередь, высокой стоимостью и повышенным уровнем комфорта. В транспортных средствах с пневмоподвеской дорожный просвет может регулироваться по высоте, также может регулироваться степени упругости. Из-за своей сложности этот вид ходовой части распространяется в нашей стране мало.

Пружинная ходовая часть, которая является основным «конкурентом» торсиона, имеет очень широкое применение. Основные преимущества — невысокая стоимость, доступность, надёжность, а также обеспечения большего комфорта. Минусы — низкая грузоподъёмность, чувствительность пружины к высоким нагрузкам.

Торсион или пружина?

Так какая подвеска лучше: торсионная или пружинная? Владельцы, эксперты и простые обыватели не могут найти точки соприкосновения, оспаривая каждое из мнений в вопросе о том, какую, в конце концов, ходовую часть выбрать. Современные производители начали комбинировать в некоторых моделях авто и применять оба типа эластичных элементов. Например, так называемые «каблучки» или же «пикапы» имеют переднюю пружинную подвеску, а заднюю — торсионную, что обеспечивает отличную мягкость и комфорт для пассажиров и водителя, и есть возможность перевозить малогабаритные грузы весом в пару сотен килограмм. Полностью пружинная подвеска может применяться в автомобилях представительского класса, в тех автомобилях, в которых не подразумевается перевозка даже среднегабаритных грузов.

Зависимая или независимая?!

Над этим вопросом также стоит задуматься каждому автолюбителю при выборе своей «ласточки». Именно на и делится подвеска: зависимая и независимая. Зависимая представляет собой конструкцию, в которой два колеса одной оси жёстко связаны между собой. При этом перемещение одного колеса в оси влияет на перемещение второго. Зависимая «конструкция» используется в основном на заднеприводных авто, ярким примером являются «Жигули», а также мощные большегрузные авто и тягачи. Один из главных недостатков этого типа — большой вес сборки. В случае, когда мост задействован как ведущий, — теряется плавность хода.

Независимая подвеска — сложная конструкция, в которой одно колеса в оси не зависит от другого колеса в той же оси, а если и есть некоторая зависимость, то она минимальна. Сейчас производители используют несколько видов конструкция этого типа: McPherson (Макферсона), многорычажную, однорычажную. Каждая из них, естественно, имеет свои достоинства и недостатки. Самая эффективная, мягкая и комфортная — многорычажная, но она же является самой не практичной и дорогой в эксплуатации. Широкое использование она имеет в автомобилях представительского класса. В большинстве эксплуатируемых транспортных средств используется подвеска Макферсона — полунезависимая подвеска со средней стоимостью обслуживания и приемлемым уровнем комфорта.

Эксплуатация в России

Определить, какая лучшая подвеска для российских дорог, наши соотечественники конкретно не могут. Всё зависит от того, в каких целях вы берёте , что вы от него ждёте, из какого ценового диапазона оно. Стиль вашего вождения также очень влияет на выбор. Лучшая подвеска автомобиля та, с которой вы будете чувствовать себя уверенно на дороге и комфортно в салоне. Для перевозки и доставки грузов лучше использовать подвеску более выносливую, то есть торсионную или даже рессорную. Для ежедневной езды по городу на малолитражке или авто эконом-класса можно выбрать пружинную подвеску Макферсон или однорычажную. Бизнес-класс, естественно, привык к комфорту, для них многорычажная независимая подвеска будет отличной основой удобной езды.

Делайте выбор только в правильном направлении, и, как говорится, ни гвоздя, ни жезла!

Отличается от классической пружинной тем, что вместо пружин в ее конструкции используются торсионы. предельно проста и одновременно эффективна. Торсион представляет собой упругий вал, который одной стороной жестко закреплен на или , а другая сторона связана со ступицей колеса. В случае с переднеприводным автомобилем, торсион закреплен на нижнем поперечном рычаге.

Разновидности и устройство торсионной подвески

В автомобилях с передним приводом и поперечным расположением рычагов подвески торсионы закреплены вдоль кузова . В случае с продольными рычагами торсионы соответственно закрепляются поперек кузова автомобиля .

Наиболее распространенный пример торсионной подвески – задняя полунезависимая подвеска легковых автомобилей с передним приводом. Данная подвеска представляет собой два продольных рычага, которые соединены между собой U-образной балкой . Соединительная балка в силу своей конструкции имеет возможность работать на скручивание и позволяет колесам отрабатывать неровности независимо друг от друга.

Принцип работы торсионной подвески

За счет того что торсионный вал жестко закреплен на кузове или раме автомобиля, то при работе подвески на него воздействуют силы скручивания. Однако торсионный вал изготавливается из особого сплава и имеет определенную закалку, что позволяет ему работать в качестве пружинного элемента. При скручивании вал стремится вернуть в первоначальное положение. Принцип работы аналогичен пружинной или подрессоренной подвеске.

Преимущества торсионов

Несмотря на то, что принцип работы торсионной и пружинной подвески практически не отличается, торсионные валы имеют несколько преимуществ перед пружинами или рессорами :

  • простое и компактное устройство подвески;
  • легкость ремонта и обслуживания;
  • возможность регулировки жесткости подвески.

Торсионные валы занимают весьма мало места, что позволяет сделать подвеску максимально компактной. Обслуживание и самостоятельный ремонт торсионной подвески не доставляют хлопот. Замена одного из торсионов производится с гораздо меньшими трудозатратами, нежели замена пружин.

Также стоит обратить внимание, что торсионная подвеска может регулироваться по жесткости , чего не позволяет делать классическая пружинная. На некоторых автомобилях регулировка жесткости подвески производится автоматически или вручную дистанционно при помощи электродвигателей, которые регулируют предварительное усилие торсионов.

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 соединяет их между собой. Рычаги крепятся одной стороной к кузову, а второй к ступице колеса.

Балка хорошо сопротивляется изгибу. При этом ее форма абсолютно не мешает ей скручиваться. Колеса могут немного перемещаться в вертикальной плоскости относительно друг друга. Расположение торсионной балки можно посмотреть на рисунке ниже.

Полунезависимая подвеска используется в бюджетных машинах с передним приводом. Обусловлено это простотой конструкции и низкой ценой таких машин.

Плюсы и минусы применения торсионов

Торсионная подвеска имеет свои достоинства и недостатки. Преимуществами торсионной подвески являются:

  • плавность хода авто;
  • возможность регулировки высоты, благодаря чему легко изменить дорожный просвет;
  • компактность и простота;
  • хорошая ремонтопригодность;
  • надежность.
Недостатки торсионной подвески таковы:
  • большая зависимость жесткости подвески от качества торсионов;
  • сложность изготовления упругих валов;
  • управлять автомобилем сложно – повороты осуществлять слишком просто.

Заключение

Торсионная подвеска активно применяется в тяжелой технике, внедорожниках, а также в автомобилях бюджетного сегмента. Ее простота, надежность, долговечность и отменные прочие эксплуатационные характеристики позволили использовать ее на транспортных средствах, не требующих хорошей управляемости на высокой скорости, так как для спортивной, динамичной езды такого типа подвеска, к сожалению, совсем не подходит.

Эволюция автомобиля развивается по двум основным направлениям. Улучшение экономических и эксплуатационных характеристик и повышение комфорта водителя и пассажира. Удачное конструктивное решение удовлетворяет обоим критериям. Например торсионная подвеска. Опробована она была на автомобиле Volkswagen Beetle в далеких 30-х годах прошлого века. Система успешно прижилась в автомобилестроении и дожила до наших дней.

Что такое торсион?

В прямом переводе с французского языка слово «торсион» означает скручивание . Именно этот эффект, вернее способность металлической детали с особыми упругими свойствами возвращаться в первоначальное положение, явился причиной применения его в конструкциях многих машин. Деталь представляет собой стальной сегмент круглой или профильной формы. Иногда применяется скомплектованный их отдельных пластин набор, обладающий специфическими характеристиками. Ниже будут рассмотрены виды, принцип работы и характеристики механизма.

Принцип работы

До появления конструкций независимых подвесок торсион был самым эффективным способом обеспечения упругого контакта колеса с дорожным покрытием. Впрочем, конструктора не прекращают и по сегодняшний день совершенствовать этот механизм. Поэтому встретить его можно на весьма престижных и дорогих моделях. Причиной такого долголетия стал принцип работы:

  • Изменение положение колеса приводит в действие механизм, частью которого является торсион. Под воздействием усилия он скручивается.
  • Напряжение сохраняется во время действия силы поднимающей или опускающей колесо.
  • Нагрузка смягчается и передается на силовую часть кузова, уберегая его от жесткого ударного воздействия.
  • При прекращении внешнего усилия, раскручиваясь в первоначальное положение, торсион возвращает колесо в базовое состояние.

Фактически выполняется функция пружины, но качественная разница существенна.

Динамика возрастания упругости выше и сравнима скорее с рессорой, у которой последовательно включаются в работу более короткие ламели. Но торсион более прост и надежен. Значительно компактнее и эффективнее.

Устройство торсионной подвески

Уникальные пружинные свойства специального сорта необходимо было использовать в реальном изделии. Абсолютно все торсионные подвески работают по единому алгоритму. А вот практическая реализация их может отличаться конструктивно, не нарушая принципиальную схему:

  1. Один конец жестко зафиксирован на корпусе. Автомобили с торсионной подвеской проектируются с учетом мощного воздействия в месте крепления. Силовой каркас рассчитан на эти нагрузки.
  2. Торсион подвижен с обоих концов. Обеспечивают это подшипники и шлицевые соединения, которые компенсируют геометрические изменения в процессе эксплуатации.
  3. Являясь важнейшей частью конструкции автомобиля, устройство торсионной подвески придает необходимые для контакта с покрытием качества. Механизм вертикального свободного хода колеса, таким образом, приобретает оптимальные значения.

Конструктивные решения отдельных элементов подвески могут значительно отличаться друг от друга в разных моделях. Изначальной задачей было смягчение ударных нагрузок , испытываемых колесами, на кузов. Принято разделять конструкции торсионных подвесок относительно движения машины на два вида:

  • Продольные. Торсион расположен параллельно движению автомобиля. Чаще применяется для передних колес.
  • Поперечные. Размер ограничен шириной автомобиля. Более сложная конструкция и чаще используется в задней подвеске совместно с другими элементами стабилизации и контроля над колесами.

Какова бы ни была конструкция торсионной подвески, она успешно справляется с поставленными задачами:

  1. Обеспечивает плавность хода.
  2. При поворотах оптимизирует положение колес и посредством жесткого крепления к корпусу стабилизирует крен;
  3. Эффективно гасит колебания кузова при движении по неровностям:
  4. Устраняет вибрацию колес при быстром изменении их положения.

Современные марки автомобилей оснащены новым поколением торсионных подвесок, автоматическими устройствами, где электроника задает необходимую упругость балке изменением ее базового положения.

Преимущества и недостатки

Опыт использования торсиона перевалил за 80 лет, но отказываться от его применения производители не торопятся. Причиной служат следующие соображения:

  • Компактность. Небольшие размеры позволяют увеличить размеры других функциональных элементов автомобиля, например, багажник.
  • Возможность регулировки подвески. Во многом эксплуатационные характеристики зависят от длины, что позволяет при проектировке машины закладывать необходимые качества.
  • Недорогое обслуживание и ремонт. При производстве этот фактор также делает автомобиль дешевле конкурентов с другими типами подвесок.
  • Малый вес. Благотворно влияет на ресурс машины и ее экономичность в процессе использования.
  • Простота в производстве деталей и их установке.

Преимущества налицо, но не всегда можно реализовать поставленные перед конструкторами задачи, исключительно используя торсионную подвеску. Требования рынка чрезвычайно жестки. Покупатель требует нового качества, добиться которого при помощи торсиона сложно. Итак, что, прежде всего, тормозит применение подобных подвесок:

  1. Тряска. Особенно она чувствуется на заднем сидении. Жесткое соединение с кузовом передает вибрации и даже совершенные по конструкции торсионные подвески не справляются с ними. Более технологичные и эффективные механизмы работают лучше, но стоимость их существенно выше.
  2. Шум. Причина его также кроется в невозможности эффективно изолировать корпус от колебаний, из-за жесткого соединения. Системы шумоизоляции не в состоянии полностью исключить этот недостаток.
  3. Торсион не выдерживает экстремальные нагрузки. Сборная конструкция, где для фиксации отдельных частей используется сварка. Она не дает необходимой в некоторых случаях прочности, хотя современные конструкции устанавливаются и на внедорожниках, и на грузовом транспорте, но они сложны и дороги.
  4. Ремонт. Торсионы могут лопаться подобно пружинам. Если в простых конструкциях замена детали не ляжет непосильным грузом на владельца, то в некоторых современных автомобилях подвеска стоит не дешево и при высокой цене на запчасти можно приплюсовать и немалые расходы на работу.

Многие покупатели не задумываются при приобретении автомобиля о его конструктивных особенностях. Но сделать это необходимо по той причине, что впоследствии за ним придется ухаживать и ремонтировать.

Машина с торсионной подвеской в большинстве случаев будет стоить дешевле, а ее обслуживание также будет более экономичным.

Ремонт торсионной подвески

Обычно торсионная подвеска в эксплуатации неприхотлива. Уход за ней не сложен и главным образом заключается в визуальном осмотре. Однако при появлении посторонних звуков или необычной реакции на нагрузку следует немедленно обратиться к специалисту. Наиболее распространенные причины выхода из строя:

  • Поломка подшипника. Самостоятельно устранить ее могут лишь опытные автовладельцы и то при наличии необходимого инструмента. Использующиеся игольчатые подшипники очень хрупки. Производители рекомендуют делать плановые замены примерно через каждые 60 000 км.
  • Подвеска дает излишнюю вибрацию. Чаще всего это происходит из-за ослабления резьбовых соединений. Исправить проблему можно самостоятельно с помощью соответствующего ключа.
  • Неполадки в работе торсионных подвесок последнего поколения. Тонкая настройки и сложность механизма не оставляют шансов отремонтировать устройство самостоятельно. Обращаться придется в специализированную мастерскую. Стоит это немало в большинстве случаев.

Окончательный выбор автомобиля и его комплектации остается естественно за покупателем, но информация выше наверняка даст ответы на многие вопросы, касающиеся ходовой части автомобиля и поможет верно сориентироваться при выборе машины.

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 принцип работы


Устройство и принцип работы торсионной подвески

В конструкциях современных независимых подвесок наряду с пружиной или пневмобаллоном в качестве основного упругого элемента может также применяться и торсион (torsion — кручение, в переводе с французского). Торсионная подвеска обеспечивает автомобилю ряд преимуществ, главными из которых являются высокая плавность хода и компактность подвески. Однако ее существенные недостатки в виде худшей управляемости и валкости автомобиля не позволяют применять торсионы в основной массе современных легковых автомобилей.

История появления

Торсионная подвеска начала применяться еще с середины 1930-х годов на автомобилях французской марки Citroen. В 1940-х торсионы использовались на гоночных автомобилях Porsche.

Легендарный французский автомобиль Renault 16 с торсионной подвеской

Впоследствии их применяли и многие другие автопроизводители. Например, Renault, ЗиЛ и Chrysler. Применение торсионной подвески было обусловлено в первую очередь хорошими показателями плавности хода и простотой конструкции.

Что такое торсион?

Устройство торсиона представляет собой металлический вал или стержень, работающий на скручивание в одном направлении. В поперечном сечении торсион может быть круглым или квадратным, реже пластинчатым –  состоящим из нескольких слоев, совместно работающих на кручение.

Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Один из концов торсиона жестко прикреплен к несущему рычагу подвески посредством шлицевого соединения, второй аналогичным образом фиксируется на кузове или раме автомобиля. Ось вращения рычага и ось закручивания торсиона находятся на одной линии. Обладая рассчитанным сопротивлением к скручиванию под нагрузкой, торсион удерживает вес автомобиля и обеспечивает эффективное упругое соединение подвески и кузова при перемещениях рычага. Принцип работы торсиона используется также в стабилизаторе поперечной устойчивости при противоположных ходах подвески одной оси.

Торсионные валы круглого сечения

Сплав стали, из которого изготавливается торсион, обладает высокими характеристиками упругости и выносливости, способен выдерживать длительные нагрузки без ухудшения своих свойств. Длина и толщина вала также влияет на рабочие характеристики и мягкость подвески. Для защиты от ржавчины и разрушения поверхность торсиона покрывают специальным антикоррозийным составом, либо прорезиненным покрытием.

Принцип работы торсионной подвески

Торсионная подвеска работает аналогично пружинной, рессорной или пневматической. В качестве пружинного элемента выступает стальной стержень — торсион. При работе подвески на торсион передается усилие от несущего рычага, заставляющее стержень скручиваться до определенного предела. После этого упругий элемент возвращается в исходное состояние, выравнивая и положение рычага.

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.

Преимущества торсионной подвески

  • Высокая плавность хода.
  • Компактность и малый вес.
  • Высокая ремонтопригодность.
  • Простота и надежность конструкции.

Недостатки торсионной подвески

  • Сложность производства торсионов.
  • Посредственная управляемость автомобиля.

В настоящее время передняя независимая  подвеска, где в качестве упругих элементов устанавливаются торсионы, применяется при производстве грузовиков и внедорожников, не предназначенных для динамичной езды. Кроме этого, торсионная подвеска успешно используется в конструкциях шасси танков и другой специальной гусеничной техники.

(8 оценок, среднее: 4,88 из 5) Загрузка…

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? 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 Гидроподвеска автомобиля

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

До будущих встреч!

Торсионная подвеска: 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:

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 соединяет их между собой. Рычаги крепятся одной стороной к кузову, а второй к ступице колеса.

Балка хорошо сопротивляется изгибу. При этом ее форма абсолютно не мешает ей скручиваться. Колеса могут немного перемещаться в вертикальной плоскости относительно друг друга. Расположение торсионной балки можно посмотреть на рисунке ниже.

Полунезависимая подвеска используется в бюджетных машинах с передним приводом. Обусловлено это простотой конструкции и низкой ценой таких машин.

Плюсы и минусы применения торсионов

Торсионная подвеска имеет свои достоинства и недостатки. Преимуществами торсионной подвески являются:

  • плавность хода авто;
  • возможность регулировки высоты, благодаря чему легко изменить дорожный просвет;
  • компактность и простота;
  • хорошая ремонтопригодность;
  • меньшая нагрузка на подшипники колес;
  • надежность.
Недостатки торсионной подвески таковы:
  • большая зависимость жесткости подвески от качества торсионов;
  • сложность изготовления упругих валов;
  • управлять автомобилем сложно – повороты осуществлять слишком просто.

Заключение

Торсионная подвеска активно применяется в тяжелой технике, внедорожниках, а также в автомобилях бюджетного сегмента. Ее простота, надежность, долговечность и отменные прочие эксплуатационные характеристики позволили использовать ее на транспортных средствах, не требующих хорошей управляемости на высокой скорости, так как для спортивной, динамичной езды такого типа подвеска, к сожалению, совсем не подходит.

Торсионная подвеска: принцип работы, видео

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

  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.
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 принцип работы

Торсионная подвеска: устройство, принцип работы

Торсионная подвеска – относится к классу независимых подвесок, в основе которой лежит торсион. Он как основной упругий элемент, который применяется на ровне с пневмобаллоном или пружиной. Такой вид подвески обеспечивает машину целый ряд плюсов: плавность хода, компактность, простота конструкции.

Какие бывают торсионные подвески автомобиля

Несмотря на то, что торсионная подвеска показала себя только на 50% с лучшей стороны, ей нашли немало применений на разных автомобилях. Соответственно и разновидностей доработки механизма несколько.

Как правило, выделяют три основные вариации:

  • передняя торсионная на поперечных рычагах;
  • задняя подвеска с поперечным расположением торсионов;
  • полузависимая задняя торсионная подвеска (балка).

Каждый из перечисленных видов отличается не только строением, но и характеристиками и конструкцией.

В состав передней торсионной подвески входят:

  • продольный торсион, работающий по принципу скручивания;
  • нижний и верхний рычаг;
  • амортизатор;
  • стабилизатор поперечной устойчивости.

Устройство

По устройству торсион представляет собой металлический стержень или вал, основой задачей которого является работа на скручивание (только в одну направленную сторону).

Если рассматривать его в рассеченном виде, то по форме он может быть квадратным или круглым, куда реже в виде пластин, которые состоят из нескольких слоев.Чтоб система работала, одну часть торсионна жестко крепят к подвеске (несущему рычагу), за счет шлицевого соединения.

Вторую часть фиксируют на раме автомобиля или кузове, в зависимости от конструкции.

Инженеры заранее рассчитывают силу сопротивления торсиона на скручивание, тем самым оптимально спроектировав его на удерживание веса автомобиля и стабильное соединение между рамой и кузовом автомобиля.

Такой же принцип работы обычно инженеры используют при проектировании стабилизаторов поперечной устойчивости.

Основные характеристики, которые стоит учитывать – это толщина и длина.

Именно они играют роль в мягкости подвески и способны выдержать необходимые перегрузки, в случае нарушения этих данных, может произойти обрыв или изгиб. 

Принцип работы торсионной подвески

Принцип работы торсионной подвески многим напоминает работу рессорной, пневматической или пружинной подвески.

Торсион выступает в качестве пружины. В момент срабатывания на торсион передается усилие от основного, несущего рычага.

Таким образом, стержень скручивается до необходимого или возможного предела. В момент, когда нагрузка уменьшается, стержень возвращается в исходное положение. Тем самым выравнивается положение несущего рычага.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Торсионная подвеска принцип работы, плюсы и минусы фото и видео

Особенности торсионной системы

Используя торсионы, довольно сложно получить независимую систему подвески, которая полностью бы обеспечила необходимый уровень комфорта. Отчасти, именно по данной причине детали ещё не используются широко. Но, если торсионная конструкция всё-таки присутствует, система становится достаточно свободной. Вращающиеся амортизационные рычаги на конце балки позволят добиться лучшего результата.
Благодаря такому решению пользователь может получить большую плавность хода во время езды, независимостью колёс. Эта подвеска будет особенно эффективным решением на больших машинах, где она будет постоянно испытывать довольно серьёзные нагрузки.

История подвесок в бронетехнике

Благодаря своим особым свойствам, торсионы активно применялись ранее и используются до сих пор в бронетехнике.

Выполняются они в двух основных видах – полого или сплошного вала. Иная конструкция торсионных подвесок в производстве бронетехники не применяется.

Соединение торсионов с остальными узлами кузова осуществляется с помощью специальных головок, имеющих шлицы различного профиля – треугольника, прямоугольника или трапеции.

К примеру, в хорошо известном танке «Пантера» соединение производилось с помощью уникального клиновидного болта и головок с лысками.

Основное задачей разработчиков бронетехники было желание добиться максимальной прочности. И у них это получилось за счет увеличения диаметра головки торсиона. При этом необычная простота монтажа обусловлена наличием специальной резьбы на торце.

В большинстве случаев торсионы для бронетехники изготавливаются из надежных кремниевых или хромистых сталей.

Кроме этого, в состав сплава обязательно добавляется никель, ванадий, молибден и ряд других элементов.

Для достижения максимальной устойчивости хромистые стали проходят высокотемпературную обработку (предельный уровень температур закалки порой достигает 800-850 градусов Цельсия).

Еще один важный момент – повышение динамических свойств автомобиля. Этого удалось добиться за счет заневоливания – операции закрутки раскаленного торсиона выше предела его максимальной упругости и удержание в этом состоянии какой-то промежуток времени.

В итоге торсионы способны выдерживать огромные рабочие нагрузки. Такая методика активно применяется при производстве танков Т-72, где заневоливание производится дважды.

История торсионной подвески для бронетехники началась еще с 1940 года, когда была дана команда оптимизировать танк Т-34. Уже с 1941 года первые модели танка имели торсионную подвеску.

Благодаря такому нововведению, появилось возможность использовать больший объем топлива (до 750 литров) и увеличить объем боевого отделения. В дальнейшем из-за войны работы по оптимизации пришлось на время отложить.

В свое время отличились мастера Великобритании, которые одновременно с пружинами производили установку специальных гидравлических амортизаторов. Такое новшество позволило свести к минимуму продольные колебания кузова и улучшить плавность хода.

Торсионная подвеска — принцип работы, устройтсво, схема

Назначение карданной передачи, принцип работы

Самой основной частью торсионной подвески является стержень, работающий на скручивание, прямоугольного или круглого сечения из упругой стали, подвергшейся особой термической обработке. Этот стержень одним концом крепится на кузове автомобиля, а другим на направляющем рычаге. Активное применение торсионная подвеска нашла в бронетехнике, из-за широкого диапазона регулирования клиренса, простоты конструкции и лучшей защищенности, так как такой род подвески спокойно устанавливается внутри боевой машины.

Торсион обладает способностью выдерживать большие механические нагрузки и при скручивании не поддается остаточным деформациям.

В независимости от способа установки торсиона, он предназначен для надежного решения следующих задач:

  • Наиболее эффективное поглощение колебаний колес и кузова автомобиля.
  • Настройка угла наклона автомобиля на поворотах.
  • Обеспечение максимально возможной плавности хода.
  • Стабилизация расположения управляемых колес.

Принцип работы торсионной подвески

Чаще всего, торсион жестко крепится на раме автомобиля одним концом, а другой его конец крепится к рычагу, на котором установлена ступица колеса. Как только колесо наезжает на какое-либо препятствие, оно поднимается и скручивает торсион. Для усиления крепления узлов торсионной подвески, применяются дополнительные спиральные пружины и амортизаторы, тем самым, обеспечивается надежная и упругая связь кузова автомобиля и всей его подвижной ходовой частью.

Виды торсионной подвески

Торсионы, в зависимости от положения рычагов на автомобиле, могут располагаться вдоль или поперек кузова. В случае, когда торсионы установлены вдоль, рычаги расположены поперек автомобиля и угол подъема колес направлен в сторону автомобиля по диагонали. Если торсионы расположены поперек автомобиля, рычаги расположены вдоль и угол подъема колес направлен вверх вдоль длины автомобиля.

Преимущества и недостатки

Как и любой род подвески, торсион имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют его применение для каких-то конкретных целей.

Преимущества

1. Легкость в монтаже и техническом обслуживании. Торсионная подвеска обладает самой большой периодичностью обслуживания.

2. По сравнению с любым другим видом подвески, торсион обладает самыми компактными размерами и занимает очень мало места. Помимо этого, он обладает очень малым весом, уменьшая, тем самым, вес автомобиля в целом.

3. Торсионная подвеска хорошо поддается регулированию по высоте. Таким образом, можно изменить клиренс транспортного средства, не внося существенных изменений в конструкцию подвески.

4. При возникновении крена, торсион обеспечит самую лучшую управляемость автомобиля.

5. Повышенная ремонтопригодность, простота регулировок и надежность эксплуатации.

В техническое обслуживание подвески входит подтяжка крепежного болта, которая выполняется с помощью всего одного гаечного ключа. Это, пожалуй, является одно из самых главных пояснений простого технического обслуживания.

Недостатки

1. Присутствие в конструкции торсионной подвески игольчатых подшипников. Эти подшипники очень часто выходят из строя после повреждения пыльников и сальников. Через трещины в резине грязь попадает в механизм подшипника и очень быстро выводит его из строя. Поэтому рекомендуется по чаще осматривать днище автомобиля.

2. Сложность технологии производства торсионов. Чтобы достичь качественных механических характеристик металла, его нужно подвернуть большому количеству обработок, что весьма существенно повышает стоимость торсиона.

3. Автомобили с торсионной подвеской обладают склонностью к излишней поворачиваемости. Это особенно актуально для небольших автомобилей на скользкой дороге. В связи с чем, водитель должен проявлять повышенную внимательность и аккуратность при управлении таким автомобилем.

Причина, по которой применение торсионов в автомобильной подвеске ограничено, является сложность процесса получения полностью независимой подвески, которая смогла бы обеспечить самый высокий уровень комфорта. Не смотря на это, конструкторы нашли решение в применении торсионной балки и вращающихся амортизирующих рычагов. Таким образом, получается самая высокая независимость колес и плавность хода при движении.

С учетом достоинств и недостатков, торсионная подвеска больше не применяется на пассажирских автомобилях. Теперь она устанавливается только на грузовиках и военной гусеничной технике.

https://youtube.com/watch?v=s1LH9EikhuI

Плюсы и минусы применения торсионов

Торсионная подвеска имеет свои достоинства и недостатки. Преимуществами торсионной подвески являются:

  • плавность хода авто;
  • возможность регулировки высоты, благодаря чему легко изменить дорожный просвет;
  • компактность и простота;
  • хорошая ремонтопригодность;
  • меньшая нагрузка на подшипники колес;
  • надежность.

Недостатки торсионной подвески таковы:

  • большая зависимость жесткости подвески от качества торсионов;
  • сложность изготовления упругих валов;
  • управлять автомобилем сложно — повороты осуществлять слишком просто.

Независимая торсионная подвеска

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

В этом разделе поговорим о плюсах и минусах независимой торсионной подвески. Есть несколько видов независимой подвески:

  1. Макферсона.
  2. Торсионная.
  3. Многорычажная.

Выше, мы подробно описали торсионный вид, а теперь поговорим о макферсоне. Подвеска используется как для передних, так и задних колес. Имеет один поперечный рычаг внизу, вместо второго применён высоко расположенный под крылом шарнир-крепление на брызговике крыластойки, играющей одновременно роль амортизатора.Часто применяют пружины для того, чтобы придать упругость, нонекоторые производители используют и торсион. Это является основным исключением из правила. Коротко поговорим о плюсах и минусах макферсона. Плюсы: компактная, легкая, очень надежная. Минусы: огромные продольные колебания. Конструкция такого вида представляет собой очень жесткую раму. На эту раму насажен поворотный механизм, который держится с помощью пружины или рессоры. Когда автомобиль наезжает на кочку или попадает в яму, поворотный механизм передвигается по раме, и тем самым обеспечивает мягкую и комфортную езду.

Макферсон очень хорошо себя зарекомендовала на рынке и большинство автовладельцев используют именно ее.

На этом изображении мы видим независимую балку

Галерея

В данном разделе, находятся фото торсионных подвесок для танка, прицепа и других.

Зачем нужна?

Торсионная подвеска – это важный для любого автомобиля вариант наряду с рессорными, пружинными, пневматическими и другими.

Напомним, что подвеска автомобилю нужна для того, чтобы обеспечить амортизацию при соединении колес автомобиля и его несущей системы. Подвеска выполняет еще одну важную функцию: она уменьшает нагрузку на колеса, оказываемую со стороны дорожного покрытия, стабилизируя положение кузова при движении.

Немного предыстории

В первой половине прошлого столетия, примерно в 30-х годах, автомобильный производитель “Фольксваген” на свою модель “Битл” установил любопытную в то время конструкцию. Как оказалось, она является своего рода прототипом современной торсионной подвески. В дальнейшем эта конструкция была усовершенствована ученым Ледвинком из Чехословакии, а затем была установлена на автомобилях “Татра”.

Далее ею заинтересовался Фердинанд Порше, и уже в 40-х годах он воспроизвел данную идею профессора и внедрил в массовое производство под названием “KDF-Wagen”. Далее во времена Второй мировой войны данная подвеска использовалась в конструкции танков и прочей военной техники. В послевоенные годы торсионами заинтересовались “Рено” и “Ситроен”. Однако вскоре, несмотря на простоту эксплуатации, производство торсионов стало куда сложнее, поэтому от него отказались. В настоящее время торсионная подвеска получила широкое распространение на грузовых автомобилях и на внедорожниках некоторых японских и американских автопроизводителей.

Устройство

Торсионная подвеска состоит из металлических валов. Они работают на так называемое кручение. Так, один конец вала закреплен на шасси, а другой – на специальном рычаге, который в свою очередь связан непосредственно с осью автомобиля. Торсионный вал, как правило, изготавливается из высокотемпературной стали. Благодаря своей прочности этот материал может без вреда испытывать большие нагрузки. Торсионная балка (или вал) может иметь два расположения в зависимости от типа автомобиля. Например, в легковых машинах она размещена поперечно. Чаще всего торсионная подвеска встречается на заднеприводных легковых автомобилях. На грузовых же автомобилях балка имеет продольное расположение. Однако несмотря на различие в расположении, функции остаются прежними. Как и остальные подвески, торсионная влияет на плавность движения, отвечает за регулировку крена при поворачивании, за снижение колебаний управляемых колес. Одн

ако торсионная подвеска в ряде случаев выполняет еще и функцию автоматического выравнивания при помощи двигателя, который, в свою очередь, стягивает торсионные валы для придания дополнительной жесткости. Подобного рода конструкция может быть использована при замене колеса. В то время, пока все три колеса приподнимают автомобиль, четвертое можно заменить без использования домкрата.

Преимущества

Торсионная подвеска обладает некоторыми преимуществами по сравнению с другими видами. Например, срок службы такой конструкции гораздо больше, к тому же регулировка высоты происходит проще. Такая подвеска компактнее и проще в обслуживании, что является главным преимуществом. Ее при «разбалтывании» можно починить с помощью стандартного гаечного ключа, чего нельзя сказать о пружинной подвеске.

Отличается от классической пружинной тем, что вместо пружин в ее конструкции используются торсионы. предельно проста и одновременно эффективна. Торсион представляет собой упругий вал, который одной стороной жестко закреплен на или , а другая сторона связана со ступицей колеса. В случае с переднеприводным автомобилем, торсион закреплен на нижнем поперечном рычаге.

Недостатки торсионов

  • Излишняя поворачиваемость. К этому склонны почти все автомобили, на которых стоит данная подвеска. Водитель должен быть особенно внимательным на поворотах, ведь в этот момент транспортное средство может просто развернуться в другую сторону. На автомобилях марки ЗАЗ с небольшой скоростью эта проблема становится особенно заметной.
  • Обработка и технология производства торсионнов – довольно сложные процессы сами по себе. Но иначе производители не могут обеспечить должного уровня упругости материала, высокой прочности. Не обходится без специальных процедур по упрочнению поверхности, иначе металл не будет устойчивым к возникновению на поверхности трещин. В том числе применяются и пластические осадки. Но даже это не останавливает тех, кто пользуется торсионами, чтобы обеспечить более высокий уровень комфорта во время передвижения в самой разной местности.
  • Там, где к концам торсионной балки крепятся рычаги, присутствуют игольчатые подшипники. У этой системы возникает несколько ограниченный ресурс по пробегу. Через трещины в прокладках и сальниках в подшипники попадают грязь, вода и пыль, из-за чего сами подшипники быстрее выходят из строя. При этом интенсивность вождения и стиль в этом особенной роли не играют. Гораздо важнее воздействие агрессивных сред плюс старение резинового материала.

Принцип работы пневматических тормозов Тормозные жидкости

Но, благодаря высокому уровню современного сервиса, проблему легко решить, меняя только подшипники или сальники. Иногда нужен ремонт, замена торсионной балки, но это только в худшем случае.

Немного о торсионе

Торсион – металлический круглый стержень со шлицем на конце. Туда же могут входить балки, трубки, пластин. Одним концом он намертво приделан к кузову транспортного средства, противоположный упирается в рычаг направления колеса. В процессе движения он закручивается в одном направлении, обеспечивая жесткую взаимосвязь между кузовом и колесом. Направление закручивания всегда одно. Благодаря этому они используются для регулировки высоты корруса.

Этот вид подвески характеризует сопротивление на скручивание. Оси закручивания подвески находятся в одной плоскости. В конечном счете эти особенности позволяют ему поддерживать упругое соединение подвески и кузова под нагрузкой движения.


Торсион задней подвески

Ремонт торсионной подвески — Легкое дело

Ремонт торсионной подвески

Рассматривая проблемы торсионных балок, можно прийти к выводу о том, что обслуживание и ремонт торсионной подвески Citroen, Peugeot, Samand, Lifan, SMA, в основном, связан со следующими ситуациями:

  • Регулировка высоты подвески
  • Демонтаж или замена торсионов задней балки
  • Замена игольчатых подшипников задней балки
  • Замена осей, пальцев задней балки
  • Ремонт рычагов задней балки

Вышеперечисленные процедуры, в разной степени, беспокоят владельцев Peugeot 405, Peugeot 306, Peugeot 206, Peugeot 405, Peugeot Partner, Citroen Xsara, Citroen Xsara Picasso, Citroen Xsara, Citroen AX, Citroen Berlingo, Samand, Lifan, SMA – торсионная подвеска.

Регулировка высоты задней подвески. нельзя рассматривать как ремонт торсионной подвески, обычно это происходит из за того, что хозяину, исповедующему «спортивный стиль» хочется поднять заднюю часть автомобиля. В некоторых случаях изменить высоту торсионной балки имеет смысл, в целях увеличения жесткости и уменьшения осадки задней части автомобиля, при максимальной загрузке. Конечно, надо понимать, что торсион задней балки не рассчитан на такую работу и в случае изменения высоты задней балки, будет эксплуатироваться при более агрессивной нагрузке, что скорее всего, скажется на его ресурсе.

Изменение высоты заключается в изменении положения торсиона, точнее его шлицевого конца, звездочки. Торсион, на своих концах, имеет шлицевые разъемы (папа). Одним концом, торсион крепится в шлицевой разъем (мама), в рычаг задней балки. Другим, в разъем на корпусе балки. Родное положение шлицев отмечено метками, смещение шлицев и меток говорит о изменении высоты и жесткости.

Если производится ремонт торсионной подвески, обычно, необходим демонтаж торсионов

В этой ситуации, важно наметить родное положение торсионов в задней балке, что бы при монтаже было, однозначно, ясно – что и куда вставляется. Для демонтажа торсиона при его стягивании из шлицевого соединения используют инерционный съемник

Шпилька съемника вкручивается в резьбу на торце торсиона, возможно, эту резьбу необходимо будет почистить – запаситесь метчиком. Очень часто шлицевые соединения торсионов, как говорится, «закисают» или «прикипают», в этом случае, стандартный, инерционный съемник не поможет, выручает обычная кувалда.

В большинстве случаев ремонт торсионной подвески Peugeot, Citroen, Samand, Lifan, SMA связан с заменой игольчатых подшипников рычага задней балки. По некоторым данным, замена игольчатых подшипников требуется после 80 000 км пробега. В процессе замены подшипников потребуется демонтаж торсионов и рычагов задней балки. Каждая из сторон балки имеет два подшипника.

Самая опасная проблема задней балки Пежо, Ситроен, Саманд, Лифан заключается в том, что износ игольчатого подшипника, обычному автолюбителю, определить затруднительно. В отсутствии диагностики, автомобиль эксплуатируется при рассыпавшимся подшипнике, усугубляя проблему. В итоге, изнашивается ось (другое название – палец) по которому «бегают» ролики-иголки подшипника (игольчатый подшипник задней балки Citroen, Peugeot, Samand не имеет внутренней обоймы, его ролики «качаются», непосредственно, по поверхности оси).

Замена осей задней балки возможна, но очень затруднительна в «домашних» условиях, т.к. кроме знаний и опыта, требует специального оборудования и приспособлений. Станции технического обслуживания, официально занимающиеся автомобилями PSA, не занимаются заменой осей, а предлагают, только, новую балку в сборе с новыми осями – достаточно дорогое предложение.

Наиболее тяжелый случай, в рамках ремонта торсионной подвески — разрушение посадочного места игольчатого подшипника в рычаге. Это происходит редко, в крайне «запущенной» ситуации. Посадочное место разрушается по тем же причинам, что и палец задней балки, но гораздо реже, т.к. это место защищено внешней обоймой подшипника. Ремонт рычага заключается в восстановлении посадочного места и производится на металлорежущем оборудовании. Главная проблема реставрации рычага задней балки – поиск необходимого оборудования, эта работа выполняется на токарно-расточном станке.

Сохраните эту статью у себя в аккаунте:

https://balka405.com

Преимущества торсионов

Несмотря на то, что принцип работы торсионной и пружинной подвески практически не отличается, торсионные валы имеют несколько преимуществ перед пружинами или рессорами :

  • простое и компактное устройство подвески;
  • легкость ремонта и обслуживания;
  • возможность регулировки жесткости подвески.

Торсионные валы занимают весьма мало места, что позволяет сделать подвеску максимально компактной. Обслуживание и самостоятельный ремонт торсионной подвески не доставляют хлопот. Замена одного из торсионов производится с гораздо меньшими трудозатратами, нежели замена пружин.

Также стоит обратить внимание, что торсионная подвеска может регулироваться по жесткости , чего не позволяет делать классическая пружинная. На некоторых автомобилях регулировка жесткости подвески производится автоматически или вручную дистанционно при помощи электродвигателей, которые регулируют предварительное усилие торсионов

В этой статье мы поговорим о том, что такое торсионная подвеска, ответим на вопрос, в чем ее преимущество, из какого материала изготовлена.

Материал, из которого делают подвеску этого типа, называется торсион. Он представляет собой стержень цилиндрической формы, изготовленный из металла. Это очень упругий материал. Изготовление стержня проводят поэтапно, чтобы он был качественным и упругим. Сталь проходит специализированную термообработку, а затем изготовленный стержень проходит механические скручивания.

Один конец торсиона закреплен к раме машины, а другой соединен со ступицей колеса. На сегодняшний день, чтобы автомобили хорошо ездили, и преодолевали различные ударные препятствия (ямы, кочки), кроме торсионной балки дополнительно крепят еще и амортизаторы. Это нужно, чтобы повысить надежность соединительных узлов.

На этом изображении торсионная балка

Преимущества и недостатки

Неоспоримым преимуществом, которым обладает торсионная подвеска, является компактность системы. Из-за того, что она обладает небольшими габаритами, производители легковых автомобилей могут сделать более объемный багажник или увеличить салон. Машины с просторным салоном покупают гораздо чаще.

Вторым плюсом считается то, что можно самостоятельно регулировать жесткость или мягкость торсиона. Этот параметр напрямую зависит от длины торсиона. Сделать мягче или жестче каждый водитель может самостоятельно.

Третьим преимуществом является то, что на машинах, на которых установлена такая подвеска, можно самостоятельно регулировать клиренс. Благодаря этому можно самостоятельно сделать автомобиль более послушным на дороге и легче в управлении.

Есть еще и четвертый плюс – это простота конструкции и недорогое обслуживание. Это неоспоримое преимущество именно перед пружинной подвеской. Помимо этого, торсионная подвеска имеет небольшой вес, поэтому расход топлива автомобиля снижается.

Несмотря на большое количество плюсов, эта система имеет и недостатки. Из-за того, что система имеет определенный принцип работы, на кузов отдаются дополнительные вибрации, которые ощущаются на заднем сиденье. Поэтому на машине с этой системой невозможно добиться полной шумоизоляции. Исходя из этого, можно получить, что первый и главный минус – это вибрация во время движения.

Второй минус – принцип работы торсиона подвергает его к саморазрушению, в результате чего данную деталь придется заменить.

Последним минусом считается то, что торсионы могут быть дороже в обслуживании. Все зависит напрямую от конструкции машины. Дело в том, что некоторые производители устанавливают торсион там, где его невозможно достать без демонтажа других устройств. Но есть и такие системы, где заменить все можно без труда.

Полузависимая задняя

В основе подвески данного типа лежит торсионная балка, которая имеет U‐образную форму. Продольные рычаги располагаются по одному с каждой стороны. Балка соединяет их между собой. Рычаги крепятся одной стороной к кузову, а второй к ступице колеса.

Балка хорошо сопротивляется изгибу. При этом ее форма абсолютно не мешает ей скручиваться. Колеса могут немного перемещаться в вертикальной плоскости относительно друг друга. Расположение торсионной балки можно посмотреть на рисунке ниже.

Полунезависимая подвеска используется в бюджетных машинах с передним приводом. Обусловлено это простотой конструкции и низкой ценой таких машин.

Преимущества торсионной подвески

Основные преимущества такого типа подвески,следующие:

  1. Достаточно компактное устройство торсионной подвески.
  2. Простота в ремонте и обслуживании.
  3. Можно регулировать жесткость подвески.
  4. Плавный ход автомобиля.
  5. Поглощаются все механические колебания рамы и колеса.

Конечно, есть и минусы:

  1. Очень трудный процесс производства стержня.
  2. При повороте автомобиль излишне разворачивается.
  3. Внутри этой конструкции имеются игольчатые подшипники. Они очень быстро перестают работать, если туда попадает грязь, пыль и вода. Если долго их не обслуживать, то в скором времени придется менять всю конструкцию полностью.

Важно! Из этого всего можно сделать следующий вывод: если периодически осматривать, полностью обслуживать и производить качественную диагностику, то никаких сбоев быть не должно. Следите за исправностью.

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.

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.

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.

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 торсионной подвески

  • При возникновении крена автомобиль получает лучшую управляемость.
  • Простая регулировка, большая периодичность обслуживания
  • Высокая ремонтопригодность, надёжность
  • Теперь можно без проблем установить нужную величину для дорожного просвета. И нет необходимости менять какие-либо серьёзные детали в конструкции
  • Вес всегда остаётся небольшим
  • Обслуживание и установка максимально просты
  • По сравнению с пружинной системой, эта обладает гораздо более компактными габаритами. Занимает меньше свободного пространства.

Подтяжка крепёжных болтов – основной вид обслуживания, которого требуют торсионные подвески. Для решения этой задачи хватит простого гаечного ключа. Но не стоит затягивать всё слишком сильно, иначе будут увеличиваться показатели жёсткости.

Немного истории

Торсионы берут свое начало еще в 1934 году. Установка похожей подвески была впервые опробована разработчиками компании Ситроен на модели Traction Avant.

Одновременно с ними идею подхватили и немецкие разработчики, которые установили новый вид подвески на всемирно известный автомобиль Фольксваген «Жук».

Со временем торсионы неоднократно подвергались изменениям и доработкам. В частности, большой вклад в усовершенствование конструкции вложил чешский мастер профессор Ледвинк. Именно его версия конструкции дошла до сегодняшних дней и практически не изменилась.

Впервые торсионная подвеска профессора Ледвинк появилась на Татре в середине тридцатых годов. К 1938 году идею подхватил и Фердинанд Порше.

Большую популярность торсионы имели в период второй мировой войны, где они активно применялись на военной технике.

После завершения боевых действий и наступления мира многие известные производители начали установку торсионных подвесок на своих авто. В частности, особую активность проявляли немецкий Фольксваген, а также французские Ситроен и Рено.

Со временем торсионные подвески перестали устанавливаться на легковых авто из-за высокой сложности изготовления.

Однако, к примеру, компании Ford и Dodge до сих пор предпочитают установку таких конструкций на грузовых авто и внедорожниках.

Как работает торсионная подвеска


Как работает торсионная подвеска? Для начала определимся, что такое автомобильная подвеска. Автомобильная подвеска — это устройство, которое обеспечивает упругое сцепление колес автомобиля с несущей системой, а также регулирует положение кузова во время движения и уменьшает нагрузки на колеса. Современное автомобилестроение предлагает различные типы автомобильных подвесок: пневматические, пружинные, рессорные, торсионные и т.д.
Торсионная подвеска — это металлические торсионные валы, работающие на кручение, один конец которой крепится к шасси, а другой крепится к специальному перпендикулярно стоящему рычагу, связанному с осью. Торсионная подвеска изготавливается из термически обработанной стали, которая позволяет выдерживать значительные нагрузки при кручении. Основной принцип действия торсионной подвески — это работа на изгиб.

Торсионная балка может располагаться продольно и поперечно. Продольное расположение торсионной подвески в основном используется на больших и тяжелых грузовых автомобилях. На легковых автомобилях, как правило, используются поперечное расположение торсионных подвесок, обычно на заднем приводе. В обоих случаях торсионная подвеска обеспечивает плавность хода, регулирует крен при повороте, обеспечивает оптимальную величину затухания колебаний колес и кузова, уменьшает колебания управляемых колес.

На некоторых автомобилях торсионная подвеска используется для автоматического выравнивания с использованием мотора, который стягивает балки для придания дополнительной жесткости, в зависимости от скорости и состояния дорожного покрытия. Подвеска с регулируемой высотой может использоваться при замене колес, когда транспортное средство приподымается при помощи трех колес, а четвертое поднимается без помощи домкрата.

Основное преимущество торсионных подвесок — это долговечность, легкость в регулировании высоты и компактность по ширине транспортного средства. Она занимает значительно меньше пространства, нежели пружинные подвески. Торсионная подвеска очень легка в эксплуатации и техническом обслуживании. Если торсионная подвеска разболталась, то отрегулировать положения можно с помощью обычного гаечного ключа. Достаточно забраться под низ автомобиля и подтянуть нужные болты. Однако главное не переусердствовать, чтобы избежать излишней жесткости хода при движении. Регулировать торсионные подвески намного легче, чем регулировать пружинные подвески. Производители автомобилей меняют торсионную балку для регулирования положения движения в зависимости от веса двигателя.

Прототипом современной торсионной автомобильной подвески можно назвать устройство, которое использовалось в Фольсваген “Битл” в 30-х годах прошлого столетия. Это устройство было модернизировано чехословацким профессором Ледвинка до той конструкции, которую мы сегодня знаем, и установлена на Татре в середине 30-х годов. А в 1938 Фердинанд Порше скопировал дизайн торсионной подвески Ледвинки и внедрил ее в массовое производство KDF-Wagen.

Торсионная подвеска широко применялась на военной технике во время Второй мировой войны. После войны автомобильная торсионная подвеска применялась в основном на европейских автомобилях (в том числе легковых) таких, как Ситроен, Рено и Фольсваген. Со временем производители легковых автомобилей отказались от использования торсионных подвесок на пассажирских легковых машинах по причине сложности изготовления торсионов. В наши дни торсионная подвеска в основном используется на грузовых автомобилях и внедорожниках у таких производителей, как Форд, Додж, Дженерал Моторс и Мицубиси Паджеро.

По материалам: svit24.net

Расчёты

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

τr=TrJ{\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=TmaxRJ=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 }.

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.{4})}}} (для полого вала)

Торсионная подвеска автомобиля: принцип действия

Автомобильная промышленность развивается стремительными темпами. Каждый год компании придумывают все новые системы и технологии. Сегодня все привыкли к автомобилям с независимой многорычажной подвеской. Но не так давно машины выпускались только с торсионной подвеской («Рено» — не исключение). Что она собой представляет и как работает? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика и устройство

Торсионная подвеска – это разновидность подвески, где функцию рабочего элемента выполняют торсионы. Что это за элементы? Торсион представляет собой металлический механизм, действующий на закручивание. Состоит из пластин или стержней круглого (реже – квадратного) сечения. Эти пластины работают совместно на скручивание. Торсион может использоваться в качестве вспомогательного устройства (как стабилизатор поперечной устойчивости) либо как упругий элемент. Крепится элемент на ступичном узле колеса и проходит в виде резинометаллического шарнира к шарнирному узлу. Отрезки торсионов выполняют роль рычагов подвески.

Сама балка может применяться продольно либо поперечно. Последний вариант используется чаще всего на легковых автомобилях. Продольный вариант встречается на грузовиках. Но вне зависимости от типа расположения, балка призвана скорректировать крен при повороте и увеличить плавность хода при прохождении неровностей.

В целом, система состоит из следующих элементов:

  • Привода.
  • Тормозного диска.
  • Нижнего и верхнего рычага.
  • Моста.
  • Торсиона.
  • Балки.
  • Тяги поперечной устойчивости.
  • Амортизатора.

Как это работает?

Принцип работы торсионной подвески весьма прост. Так, концы балки жестко крепятся на кузове или раме автомобиля (если это легковой автомобиль или грузовик). При движении на балку действует сила скручивания. При этом вал стремится вернуть колесо на место. Если он установлен с дополнительным электромотором, водитель может иметь возможность корректировать жесткость подвески. Таким образом, работа торсионной подвески аналогична пружинной либо подрессоренной. Система выполняет несколько задач:

  • Регулирует угол крена в повороте.
  • Обеспечивает плавность хода.
  • Поглощает колебания от колес и от рамы.
  • Производит стабилизацию колес.

Где применяется?

Такую подвеску можно встретить на старых рамных внедорожниках. К таким относятся «Митсубиси-Паджеро», а также американские «Субурбаны» и «Тахо». На легковых авто такая схема подвески практически не используется (во времена СССР такая конструкция применялась на «Запорожце»). Среди знаменитых иномарок стоит отметить «Рено-Лагуну» и «Пежо 405». Использовать многорычажную подвеску тогда было сложно и дорого, а торсионная обеспечивала высокую плавность хода.

Преимущества

Среди плюсов торсионной подвески автомобиля стоит выделить простоту эксплуатации. Так, система устроена очень просто, что позволяет легко проводить ремонт и обслуживание. Также данная подвеска может настраиваться по жесткости. Автолюбитель самостоятельно может нарастить торсионы под свой стиль езды, сделать ходовую часть более мягкой либо жесткой.

Следующее преимущество касается массы. Такая подвеска весит гораздо меньше, чем ее аналоги. При этом отличается небольшими размерами. Данная особенность позволяла применять торсионную подвеску на «Пежо» и других малолитражных автомобилях.

Одно из самых значимых преимуществ – это надежность. Такая ходовая часть практически не требует ремонта. А если это торсионная подвеска прицепа, то она и вовсе вечная. За весь период эксплуатации владельцы сталкивались лишь с необходимостью регулировки жесткости.

Особенности

Среди прочих особенностей нужно отметить возможность регулировки клиренса. Такая возможность есть далеко не на каждом современном авто. При этом для настройки дорожного просвета использовался один ключ. Необходимо было открутить либо закрутить необходимый регулировочный болт внутри поперечной балки. При подъеме рычага клиренс автомобиля возрастает. При опускании дорожный просвет уменьшается. Как показывает практика, клиренс можно изменить на 5-7 сантиметров.

Недостатки

Теперь отметим минусы торсионной подвески. Они достаточно серьезные, а потому такая система больше не применяется на автомобилях. Итак, почему торсионная подвеска ушла в прошлое?

Первая проблема – это излишняя поворачиваемость автомобиля. По сравнению с современными многорычажными аналогами, данная ходовая часть лишь незначительно снижает крены. Удержать такой автомобиль на скорости очень трудно. Особенно это касается рамных внедорожников, которые имеют высокий центр тяжести и огромную снаряженную массу.

Следующий недостаток – это постоянные вибрации, которые передаются на кузов и на раму в случае проезда неровностей. Особенно это ощущают задние пассажиры. Комфортной такую подвеску назвать нельзя.

Далее стоит отметить игольчатые подшипники. Они являются неотъемлемой частью торсионного вала. Ресурс данных подшипников составляет 70 тысяч километров. Элементы защищены прокладками и резиновыми сальниками, однако из-за постоянного воздействия агрессивной среды данные уплотнения дают трещины. Сквозь них начинают просачиваться грязь и вода. В результате подшипник выходит из строя. Это развальцовывает посадочные места балки. Данное явление способствует изменению вала колес. Если запустить проблему, придется менять полностью балку.

О ремонте

Так как со временем данная подвеска теряет упругость, уменьшается клиренс машины. Чтобы его возобновить до заводских значений, требуется выполнить регулировку подвески при помощи ключа. Также к ремонтным операциям можно отнести замену:

  • Торсионов задней балки.
  • Рычагов задней балки.
  • Игольчатых подшипников.
  • Пальцев задней балки.

В случае капитального ремонта балки требуется выполнить демонтаж торсионов. Чтобы при сборке не было проблем, требуется предварительно наметить положение торсиона на балке. Для извлечения самого торсиона требуется снять его из шлицевого соединения. Чтобы это сделать, необходим инерционный съемщик. Иногда необходимо зачистить резьбу на шлицевом соединении. Этот участок закисает, и произвести демонтаж торсиона не так просто.

При ремонте такой подвески чаще всего выполняют замену игольчатых подшипников. Для этого требует извлечь такие элементы:

  • Рычаги задней балки.
  • Торсион.

Всего в системе есть два подшипника (по одному с каждой стороны). Проблема заключается в том, что определить исправность элемента самостоятельно невозможно. А дальнейшая эксплуатация балки с изношенным подшипником приводит к необратимому изнашиванию оси. Ремонт рычага задней балки – наиболее сложная операция. Она выполняется на специальном токарно-расточном станке. Самостоятельно выполнить подобную работу нельзя. Это требует наличия навыков и знаний.

А найти хорошего специалиста в данной области с нужным оборудованием довольно трудно.

Обратите внимание

Перед тем как произвести регулировку данной подвески, стоит выполнить диагностику ходовой части. Часто на старых автомобилях есть скрытые дефекты по ходовой. Именно они влияют на работу торсионов. Также следует проверить развал-схождение. Торсионы встанут на нужную высоту только тогда, когда углы соответствуют норме. В противном случае владелец столкнется с такой проблемой, как жор протектора резины. Также следует изменить расстояние от центра оси передка до края крыла. Данный параметр должен составлять порядка 50 сантиметров. Если все хорошо, можно приступать к настройке. Сам регулировочный болт находится по центру и немного утапливается в раму.

Вместо заключения

Итак, мы выяснили, что собой представляет торсионная подвеска. Как видите, она имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Но какой бы надежной она ни была, большинство автопроизводителей отдают предпочтение пружинной независимой подвеске. Сейчас ее ресурс стал не меньше, чем у торсионной. А уровень комфорта не сравнить.

Ремонт задней балки без замены, ремонт балки Пежо, Ситроен

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.

Мало истории

В первый раз торсионная подвеска показалась в конструкции автомобиля в 30-х годах ХХ века и была установлена на малолитражный автомобиль Фольксваген Битл. Нужно отметить, что именно маленькая масса торсионного узла разрешила установить его на данный мелкий автомобиль.

В будущем, чехословацкий инженер Ледвинка усовершенствовал конструкцию, которая в неизменном виде и используется до сих пор.

В конце 30-х годов торсионная подвеска активно используется при изготовлении машин Порше, и большинства спортивных машин, где массы и показатели габаритов играются ключевую роль.

В 40-х годах, широкое распространение торсионная совокупность подвески приобретает в производстве бронетанковой техники. Причем это принцип применяют как германские инженеры (танки «Тигр» и «Пантера»), так и советские (танки «КВ» и «Т-44»).

В последствии, большая часть самые крупных европейских производителей машин фактически везде применяли торсионный тип подвески в конструкции собственных машин

, но удешевления конструкции и принцип упрощения стал причиной тому, что начиная с середины 60-х годов торсионная подвеска, как через чур требовательная к качеству и сложная в изготовлении, неспешно вытесняется пружинной.

Особенности торсионной системы

Используя торсионы, довольно сложно получить независимую систему подвески, которая полностью бы обеспечила необходимый уровень комфорта. Отчасти, именно по данной причине детали ещё не используются широко. Но, если торсионная конструкция всё-таки присутствует, система становится достаточно свободной. Вращающиеся амортизационные рычаги на конце балки позволят добиться лучшего результата. Благодаря такому решению пользователь может получить большую плавность хода во время езды, независимостью колёс. Эта подвеска будет особенно эффективным решением на больших машинах, где она будет постоянно испытывать довольно серьёзные нагрузки.

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.

Рекомендуем: Развал схождение: регулировка, проверка,

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.

Преимущества и недостатки

Опыт использования торсиона перевалил за 80 лет, но отказываться от его применения производители не торопятся. Причиной служат следующие соображения:

  • Компактность. Небольшие размеры позволяют увеличить размеры других функциональных элементов автомобиля, например, багажник.
  • Возможность регулировки подвески. Во многом эксплуатационные характеристики зависят от длины, что позволяет при проектировке машины закладывать необходимые качества.
  • Недорогое обслуживание и ремонт. При производстве этот фактор также делает автомобиль дешевле конкурентов с другими типами подвесок.
  • Малый вес. Благотворно влияет на ресурс машины и ее экономичность в процессе использования.
  • Простота в производстве деталей и их установке.

Преимущества налицо, но не всегда можно реализовать поставленные перед конструкторами задачи, исключительно используя торсионную подвеску. Требования рынка чрезвычайно жестки. Покупатель требует нового качества, добиться которого при помощи торсиона сложно. Итак, что, прежде всего, тормозит применение подобных подвесок:

  1. Тряска. Особенно она чувствуется на заднем сидении. Жесткое соединение с кузовом передает вибрации и даже совершенные по конструкции торсионные подвески не справляются с ними. Более технологичные и эффективные механизмы работают лучше, но стоимость их существенно выше.
  2. Шум. Причина его также кроется в невозможности эффективно изолировать корпус от колебаний, из-за жесткого соединения. Системы шумоизоляции не в состоянии полностью исключить этот недостаток.
  3. Торсион не выдерживает экстремальные нагрузки. Сборная конструкция, где для фиксации отдельных частей используется сварка. Она не дает необходимой в некоторых случаях прочности, хотя современные конструкции устанавливаются и на внедорожниках, и на грузовом транспорте, но они сложны и дороги.
  4. Ремонт. Торсионы могут лопаться подобно пружинам. Если в простых конструкциях замена детали не ляжет непосильным грузом на владельца, то в некоторых современных автомобилях подвеска стоит не дешево и при высокой цене на запчасти можно приплюсовать и немалые расходы на работу.

Многие покупатели не задумываются при приобретении автомобиля о его конструктивных особенностях. Но сделать это необходимо по той причине, что впоследствии за ним придется ухаживать и ремонтировать.

Машина с торсионной подвеской в большинстве случаев будет стоить дешевле, а ее обслуживание также будет более экономичным.

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

где Wp

— полярный момент сопротивления.{4})}}} (труба)

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.

Принцип работы 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.

Галерея

В данном разделе, находятся фото торсионных подвесок для танка, прицепа и других.

Зачем нужна?

Торсионная подвеска – это важный для любого автомобиля вариант наряду с рессорными, пружинными, пневматическими и другими.

Напомним, что подвеска автомобилю нужна для того, чтобы обеспечить амортизацию при соединении колес автомобиля и его несущей системы. Подвеска выполняет еще одну важную функцию: она уменьшает нагрузку на колеса, оказываемую со стороны дорожного покрытия, стабилизируя положение кузова при движении.

Немного предыстории

В первой половине прошлого столетия, примерно в 30-х годах, автомобильный производитель “Фольксваген” на свою модель “Битл” установил любопытную в то время конструкцию. Как оказалось, она является своего рода прототипом современной торсионной подвески. В дальнейшем эта конструкция была усовершенствована ученым Ледвинком из Чехословакии, а затем была установлена на автомобилях “Татра”.

Далее ею заинтересовался Фердинанд Порше, и уже в 40-х годах он воспроизвел данную идею профессора и внедрил в массовое производство под названием “KDF-Wagen”. Далее во времена Второй мировой войны данная подвеска использовалась в конструкции танков и прочей военной техники. В послевоенные годы торсионами заинтересовались “Рено” и “Ситроен”. Однако вскоре, несмотря на простоту эксплуатации, производство торсионов стало куда сложнее, поэтому от него отказались. В настоящее время торсионная подвеска получила широкое распространение на грузовых автомобилях и на внедорожниках некоторых японских и американских автопроизводителей.

Устройство

Торсионная подвеска состоит из металлических валов. Они работают на так называемое кручение. Так, один конец вала закреплен на шасси, а другой – на специальном рычаге, который в свою очередь связан непосредственно с осью автомобиля. Торсионный вал, как правило, изготавливается из высокотемпературной стали. Благодаря своей прочности этот материал может без вреда испытывать большие нагрузки. Торсионная балка (или вал) может иметь два расположения в зависимости от типа автомобиля. Например, в легковых машинах она размещена поперечно. Чаще всего торсионная подвеска встречается на заднеприводных легковых автомобилях. На грузовых же автомобилях балка имеет продольное расположение. Однако несмотря на различие в расположении, функции остаются прежними. Как и остальные подвески, торсионная влияет на плавность движения, отвечает за регулировку крена при поворачивании, за снижение колебаний управляемых колес. Одн

ако торсионная подвеска в ряде случаев выполняет еще и функцию автоматического выравнивания при помощи двигателя, который, в свою очередь, стягивает торсионные валы для придания дополнительной жесткости. Подобного рода конструкция может быть использована при замене колеса. В то время, пока все три колеса приподнимают автомобиль, четвертое можно заменить без использования домкрата.

Преимущества

Торсионная подвеска обладает некоторыми преимуществами по сравнению с другими видами. Например, срок службы такой конструкции гораздо больше, к тому же регулировка высоты происходит проще. Такая подвеска компактнее и проще в обслуживании, что является главным преимуществом. Ее при «разбалтывании» можно починить с помощью стандартного гаечного ключа, чего нельзя сказать о пружинной подвеске.

Отличается от классической пружинной тем, что вместо пружин в ее конструкции используются торсионы. предельно проста и одновременно эффективна. Торсион представляет собой упругий вал, который одной стороной жестко закреплен на или , а другая сторона связана со ступицей колеса. В случае с переднеприводным автомобилем, торсион закреплен на нижнем поперечном рычаге.

Разновидности подвесок торсионов

По типу расположения различают продольные и поперечные торсионные подвески. Продольная торсионная балка чаще всего используется на грузовых автомашинах. На легковушки традиционно монтируют поперечные компактные подвески задних колес. В обоих случаях основными задачами системы являются:

  • сглаживание хода машины;
  • нейтрализация механических вибраций;
  • стабилизация колес;
  • регулировка крена на поворотах.

Длина поперечных балок лимитируется шириной колеи машины. Поэтому их амортизационные свойства ограничены. В этом плане продольные торсионы имеют неоспоримое преимущество перед поперечными: большая длина балок обеспечивает мягкость, не уступающую рессорным и пружинным подвескам.

Передняя независимая с продольными рычагами

Торсион расположен продольно. Он отдает нагрузку на нижний или верхний рычаг, а далее она подхватывается демпфером-амортизатором. Замыкает цепь стабилизатор, который минимизирует крены кузова.

Такая подвеска занимает мало места, что делает ее почти незаменимой на внедорожниках. Свободное пространство заполняют усилителями колес и другими полезными механизмами.

Задняя независимая торсионная подвеска с поперечными торсионами

Здесь торсионы располагаются поперечно. Часто такая задняя подвеска используется в сочетании с передней продольной. Это четко видно на примере Renault 16. Из-за этого фактора колесная база переднего и заднего мостов отличалась на несколько сантиметров. Управляемость не была сильной стороной таких автомобилей, но наличие поперечного зада создавало весомое преимущество – увеличение объема багажного отделения.

Полунезависимая торсионка

Производители делают ее в форме буквы U. Упругие элементы здесь имеют повышенную прочность. Полунезависимая балка улучшает плавность хода даже на крупных неровностях родных дорог. Достигают этого за счет периодического перемещения колес относительно друг друга.

Немного о торсионе

Торсион – металлический круглый стержень со шлицем на конце. Туда же могут входить балки, трубки, пластин. Одним концом он намертво приделан к кузову транспортного средства, противоположный упирается в рычаг направления колеса. В процессе движения он закручивается в одном направлении, обеспечивая жесткую взаимосвязь между кузовом и колесом. Направление закручивания всегда одно. Благодаря этому они используются для регулировки высоты корруса.

Этот вид подвески характеризует сопротивление на скручивание. Оси закручивания подвески находятся в одной плоскости. В конечном счете эти особенности позволяют ему поддерживать упругое соединение подвески и кузова под нагрузкой движения.


Торсион задней подвески

Виды торсионной подвески

Торсионы, в зависимости от положения рычагов на автомобиле, могут располагаться вдоль или поперек кузова. В случае, когда торсионы установлены вдоль, рычаги расположены поперек автомобиля и угол подъема колес направлен в сторону автомобиля по диагонали. Если торсионы расположены поперек автомобиля, рычаги расположены вдоль и угол подъема колес направлен вверх вдоль длины автомобиля.

Преимущества и недостатки

Как и любой род подвески, торсион имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют его применение для каких-то конкретных целей.

Преимущества

1. Легкость в монтаже и техническом обслуживании. Торсионная подвеска обладает самой большой периодичностью обслуживания.

2. По сравнению с любым другим видом подвески, торсион обладает самыми компактными размерами и занимает очень мало места. Помимо этого, он обладает очень малым весом, уменьшая, тем самым, вес автомобиля в целом.

3. Торсионная подвеска хорошо поддается регулированию по высоте. Таким образом, можно изменить клиренс транспортного средства, не внося существенных изменений в конструкцию подвески.

4. При возникновении крена, торсион обеспечит самую лучшую управляемость автомобиля.

5. Повышенная ремонтопригодность, простота регулировок и надежность эксплуатации.

В техническое обслуживание подвески входит подтяжка крепежного болта, которая выполняется с помощью всего одного гаечного ключа. Это, пожалуй, является одно из самых главных пояснений простого технического обслуживания.

Недостатки

1. Присутствие в конструкции торсионной подвески игольчатых подшипников. Эти подшипники очень часто выходят из строя после повреждения пыльников и сальников. Через трещины в резине грязь попадает в механизм подшипника и очень быстро выводит его из строя. Поэтому рекомендуется по чаще осматривать днище автомобиля.

2. Сложность технологии производства торсионов. Чтобы достичь качественных механических характеристик металла, его нужно подвернуть большому количеству обработок, что весьма существенно повышает стоимость торсиона.

3. Автомобили с торсионной подвеской обладают склонностью к излишней поворачиваемости. Это особенно актуально для небольших автомобилей на скользкой дороге. В связи с чем, водитель должен проявлять повышенную внимательность и аккуратность при управлении таким автомобилем.

Причина, по которой применение торсионов в автомобильной подвеске ограничено, является сложность процесса получения полностью независимой подвески, которая смогла бы обеспечить самый высокий уровень комфорта. Не смотря на это, конструкторы нашли решение в применении торсионной балки и вращающихся амортизирующих рычагов. Таким образом, получается самая высокая независимость колес и плавность хода при движении.

С учетом достоинств и недостатков, торсионная подвеска больше не применяется на пассажирских автомобилях. Теперь она устанавливается только на грузовиках и военной гусеничной технике.

Замена игольчатых подшипников — капролоновые втулки

Замену игольчатых подшипников практически невозможно произвести в домашних условиях. В Интернете существует много видео, где люди часами, а то и днями выбивают прикипевшие рычаги кувалдой, что порой приводит к повреждениям. Благодаря использованию мастерами МФЦ LFA специального оборудования процесс доведен до автоматизма и выполняется без съема самой балки, а разбором навесных узлов, при котором крайне важно сохранить в целости и сохранности дорогостоящие тормозные трубки.

Установка капролоновых втулок сопровождается определенными сложностями. Их внешний и внутренний диаметры должны идеально совпадать с диаметрами пальцев и рычагов. В ином случае подвеска будет работать не в штатных режимах. Износ у каждого конкретного автомобиля индивидуален, и наши специалисты всегда этот факт учитывают.

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.

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

С учетом вышеизложенного, торсионная подвеска вполне могла бы считаться золотой серединой, если бы не одно «но» – можно спокойно регулировать ее жесткость без дополнительных доработок, что является большим плюсом. Все, что нужно – подкрутить необходимые болты или нажать на соответствующие кнопки, если имеется электродвигатель, и в результате конфигурация подвески изменится до неузнаваемости.

Что же касается недостатков данного устройства, то прежде всего это высокая стоимость. Причем не только при покупке, но и в дальнейшей эксплуатации.

Однако при всем этом, у такого рода подвески, существует определенное количество недостатков, которые самым прямым способом влияют на основные ее черты. Например, зависимые подвески, прежде всего, имеют отличия, касающиеся громоздким и большим весом, что в целом может негативно влиять на качество ходовой части. Помимо этого, колеса обеих сторон полностью зависят друг от друга, и подвесочный диапазон работы становится ниже, что самым прямым способом сказывается на работе автомобиля.

И последнее, зависимая подвеска, не такая комфортная, нежели независимая. Связано это в первую очередь с тем, что зависимая, более жесткая, да и к тому же она хуже поглощает всевозможные неровности на дороге.

В виду вышеизложенного, независимая и зависимая подвеска, при учете своих собственных достоинств и недостатков, считаются по-своему хорошими. Однако при покупке мало кого заботит, каким типом подвески обладает тот или иной автомобиль.

Ремонт торсионной подвески

Что касается вопроса обслуживания и ремонта торсионной балки, то к нему нужно подходить с особой внимательностью, так как от этого зависит качество езды на вашем автомобиле. Перед тем как мы рассмотрим вопросы по ремонтному блоку проблем, поговорим о регулировке торсионной подвески. Многие пугаются того, что их балка вышла из строя,так как она просто разболталась. Это совсем не так и не стоит этого бояться. Если конструкция разболталась, то нужно просто ее отрегулировать, с помощью ключа.

Предупреждение! Будьте внимательны, если производите регулировку сами. Нужно подтягивать болты так, чтобы не перестараться

Это важново избежание лишней жесткости подвески

Также можно отметить, что торсионную подвеску легче отрегулировать, чем пружинную.

Теперь непосредственно перейдем к ремонту подвески и поговорим о нюансах и деталях, которые важно не упустить

Внимание: если вы неуверены в своих силах и не знаете всех нюансов по ремонту и регулировке подвесок, то не принимайтесь за дело, чтобы избежать неприятностей и поломок. В таком случае стоит обратиться к профессионалам

Они быстро и качественно все заменят и проведут диагностику.

Если же вы, все-таки, решились самостоятельно отрегулировать или отремонтировать подвеску, то ознакомьтесь со всеми деталями, посмотрите обучающие видеоролики, и только тогда приступайте к работе. Вот видеоролик, который поможет вам без особых проблем произвести качественную диагностику и замену нужных запчастей торсионной балки:

Важно! Принимайтесь за дело, если поломка незначительная, так как в противном случае, нужно будет обратиться в автосервис. Рассмотрим, какие явления могут возникнуть при поломке или выходе из строя отдельных запчастей:

Рассмотрим, какие явления могут возникнуть при поломке или выходе из строя отдельных запчастей:

  1. Если вы слышите стук в подвеске при езде.
  2. Раскачивание машины на повороте.
  3. При езде прямо машина уклоняется в сторону.

Если вы заметили такие явления за своим автомобилем, то непременно нужно ремонтировать всю конструкцию.

Важно: контролируйте все действия специалиста. Если вы отвезли машину в автосервис, должны произвести следующее:

Если вы отвезли машину в автосервис, должны произвести следующее:

  1. Тщательно осмотреть подвеску.
  2. Восстановить балки.
  3. Отремонтировать или при необходимости заменить игольные подшипники и подушки крепления.
  4. Отремонтировать амортизатор.
  5. Поменять все рычаги.
  6. Отремонтировать торсионы.
  7. Провести конечный осмотр и сделать диагностику.

Если вы будете своевременно осматривать, обслуживать и при необходимости проводить замену нужных запчастей, то гарантия стопроцентного качества вам обеспечена. В этой статье мы подробно расписали принцип работы, устройство и преимущества некоторых видов подвесок, а выбор остается только за вами.

Удачи в выборе. Будьте внимательны и избегайте обмана.

Собираясь покупать машину, стоит узнать плюсы и минусы торсионной подвески, чтобы решить, выбирать авто именно с таким типом, или обратить свое внимание на более традиционное оснащение. Особенно популярна установка торсионной балки у французов – почти все модели Renault, Peugeot и Citroen оборудованы именно ею

Зачастую этот механизм даже называют французской балкой, хотя основана она на идее, впервые воплощенной в машине Volkswagen Beetle

(и случилось это в 30-е годы прошлого века), а совершенствовали деталь чех Ледвинка и немец Фердинанд Порше. Главной деталью в подвеске является торсион. Он представляет собой упругий сегмент из металла, предназначенный для работы на скручивание.

Чаще всего торсион – это круглая стержневая деталь со шлицевыми соединениями на окончании, однако он может быть сделан из балки или же сбора особых пластин. С одного бока механизм крепится к кузовщине или автомобильной раме, а с другого – к рычагу.В движении торсион скручивается, чем крепко связывает колеса с кузовом. Торсионная балка может быть ориентирована вдоль оси автомобиля (этот вариант используется в тяжелых грузовиках), а может быть и поперечной – именно такую монтируют на легковушках, и в основном – заднеприводных.

Плюсы и минусы торсионной подвески обусловлены именно особенностями ее строения. Давайте поподробнее разберем преимущества и недостатки подобной, ставшей уже довольно привычной и используемой во многих автомобилях, механической конструкции.

Ремонт торсионной подвески в Санкт-Петербурге

В торсионной подвеске основным элементом выступает торсион. Торсион – это круглый стержень, сделанный из прочной стали, работающая на кручение. В автомобиле торсионы могут использоваться как упругий элемент, или как вспомогательный — для стабилизации устойчивости.

Торсионная подвеска выполняет такие функции:

  • обеспечивает плавную езду;
  • стабилизирует колеса;
  • регулирует угол поворотного крена;
  • поглощает колебание колес и рамы.

Работы с торсионной балкой заключаются в исправлении высоты подвески, а также замене парных деталей: пальца, торсиона, игольчатого подшипника.

Высота регулируется для того, чтобы уменьшить осадку задней части автомобиля для возможной перевозки тяжелого груза. Но при этом торсион работает в тяжелых условиях, что плохо повлияет на его эксплуатационные возможности.

Замена торсионной подвески

Не всегда имеется возможность и умения для самостоятельного ремонта, тогда лучше обратиться в автосервис.

Очень часто может потребоваться чистка шлицевого соединения, на которой сидит торсион. Шлицевые соединения часто закисают, поэтому торсион бывает трудно снять. Но для таких случаев необходимо воспользоваться кувалдой, а для чистки самих шлицевых соединений — метчиком.

Очень часто замены требуют стертые игольчатые подшипники. Для этого торсион снимается вместе с рычагами задней балки, затем снимаются подшипники. Во время работы изнашиваются элементы подвески, приходит в негодность подшипник, возникает коррозия деталей. Увеличение количества ржавчины и прочего мусора может привести к ускорению износа всего узла и соответственно замене пальца, который необходимо заменить в ближайшее время. Балка имеет по одному пальцу с каждой стороны. В основном требуется замена сразу обоих пальцев, хотя бывают случаи, что необходимо заменить только один. К сожалению, определить вышел ли подшипник из строя, при поверхностном осмотре невозможно. А использование неисправного подшипника ведет за собой изнашивание оси. Замена самой оси возможна, но самостоятельно ее провести трудно. Такой ремонт лучше производить в сервисном центре в Санкт-Петербурге. Рычаг задней балки также, как и палец склонен к износу, но ремонт его делают на токарно-расточном станке. В таком случае понадобится мастер, который делает ремонт автомобилей с соответствующим оборудованием.

Преимущества торсионов

Несмотря на то, что принцип работы торсионной и пружинной подвески практически не отличается, торсионные валы имеют несколько преимуществ перед пружинами или рессорами :

  • простое и компактное устройство подвески;
  • легкость ремонта и обслуживания;
  • возможность регулировки жесткости подвески.

Торсионные валы занимают весьма мало места, что позволяет сделать подвеску максимально компактной. Обслуживание и самостоятельный ремонт торсионной подвески не доставляют хлопот. Замена одного из торсионов производится с гораздо меньшими трудозатратами, нежели замена пружин.

Также стоит обратить внимание, что торсионная подвеска может регулироваться по жесткости , чего не позволяет делать классическая пружинная. На некоторых автомобилях регулировка жесткости подвески производится автоматически или вручную дистанционно при помощи электродвигателей, которые регулируют предварительное усилие торсионов

В этой статье мы поговорим о том, что такое торсионная подвеска, ответим на вопрос, в чем ее преимущество, из какого материала изготовлена.

Материал, из которого делают подвеску этого типа, называется торсион. Он представляет собой стержень цилиндрической формы, изготовленный из металла. Это очень упругий материал. Изготовление стержня проводят поэтапно, чтобы он был качественным и упругим. Сталь проходит специализированную термообработку, а затем изготовленный стержень проходит механические скручивания.

Один конец торсиона закреплен к раме машины, а другой соединен со ступицей колеса. На сегодняшний день, чтобы автомобили хорошо ездили, и преодолевали различные ударные препятствия (ямы, кочки), кроме торсионной балки дополнительно крепят еще и амортизаторы. Это нужно, чтобы повысить надежность соединительных узлов.

На этом изображении торсионная балка

Независимые подвески и их разновидности

Торсион располагается параллельно по отношению к кузову. Благодаря чему в широком диапазоне можно регулировать длину этой детали. Один из концов подвески крепится к раме машины, а второй – к поперечному рычагу. В конструкции внедорожников такие детали часто представляют собой переднюю подвеску.

На продольных рычагах.

Торсион находится в поперечной зоне кузова. Такая система, в основном, служит в качестве задней подвески.

Продольные рычаги связанного типа.

Два продольных рычага становятся направляющими элементами. Балка обеспечивает их надёжное соединение. В автомобилях с передним приводом так создают заднюю подвеску.

Такие конструкции часто необходимы для того, чтобы выровнять автомобиль, работающий на автоматике. И использующий мотор, который стягивает балки, чтобы увеличить жёсткость.

Устройство

Торсион – это металлический стержень, который имеет форму цилиндра. Он характеризуется очень большой степенью упругости. Чтобы он хорошо пружинил во время скручивания, его делают из прочной стали. Стержни имеют круглое или квадратное сечение. Торсионная подвеска разработана таким образом, что валы работают на кручение. Один из валов крепится к шасси, а что касается второго – его размещают возле специального рычага. Последний имеет перпендикулярное расположение, его привязывают к оси.

В основе такой конструкции – сталь, которая обработана при помощи высокой температуры. Подобная технология помогает при работе под высокими нагрузками. Конструкция выдерживает кручение и многие другие процессы, которые влияют на детали во время движения автомобиля. Торсионная подвеска имеет принцип работы на изгиб.

Интересный факт, что торсионная подвеска прошла долгий путь прежде, чем стать такой, которую мы ее видим сейчас. Впервые ее использовали в машине Volkswagen Beetle в 30-х годах ХХ века. Это было достижение чешского ученого Ледвинка, который увидел возможности торсиона и начал их использовать на автомобилях Tatra. После это начинается длительный путь к совершенству. Вначале были разработаны двойные рычаги, затем началось использование такой характеристики, как жесткость.

Торсионная система получила широкое распространение благодаря малому весу. Эта характеристика была очень кстати при производстве спортивных, армейских машин. Прижилась она и в производстве внедорожников. Сегодня такая подвеска стоит на Феррари F2001, Тойоте Лэндкруизере, МАЗе-547.

Во время Второй мировой войны ее использовали очень широко при производстве военной техники. Торсионную балку могут размещать поперечно или продольно. Все зависит от целей, которые поставлены перед конструкцией. На легковых авто чаще всего используют поперечное расположение. Чаще всего он находится на заднем приводе. А вот продольно ставят подвески на тяжелых машинах. Но независимо от расположения задачи не меняются.

Применение торсионной модели

Расположение торсионной балки возможно продольно и поперечно. Расположение продольное используется на больших, тяжелых грузовых авто. На легковых авто используют поперечное расположение, обычно на заднем приводе.

В этих двух случаях механизм предназначен для обеспечения плавности хода, регулирования крена при повороте, обеспечения оптимальной величины затухания колебаний колес, кузова, уменьшения колебаний управляемых колес.

Для некоторых автомобилей торсионную подвеску применяют для автоматического выравнивания с применением мотора, стягивающим балки для дополнительной жесткости, зависимо от скорости, а также состояния покрытия дороги.

Конструкцию с регулируемой высотой можно использовать при замене колес. Это когда транспортное средство приподымают с помощью трех колес, а 4-е поднимается с помощью домкрата. Основным преимуществом такого вида подвесок считается долговечность, легкость в регулировке высоты, а также компактность по ширине транспорта.

Она занимает намного меньше пространства, чем пружинные подвески. Безусловно, торсионная конфигурация легка в эксплуатации, а еще в техническом обслуживании.

Принцип работы торсионной подвески

Порой начинающий автолюбитель вроде и набирается смелости сделать что-то своими руками в области ремонта автомобиля, но дело упирается в незнание теории. Например, для некоторых владельцев машин недоступно понимание принципа работы торсионной подвески. А между тем это так просто.

Достаточно посмотреть вот это сорокасекундное видео, и принцип работы становится ясен.

На автомобиле в реале торсионная подвеска может выглядеть следующим образом:

 

Вот так в двух словах мы объяснили сущность вопроса (разумеется, схематично, не затрагивая рычаги и т.п.). Однако, есть некоторые нюансы и подводные камни, которые необходимо знать, приступая к работам над торсионной подвеской.

Из принципа работы устройства уже ясно, что основной его элемент — торсион (цилиндрический вал из металла).

Вал может быть как квадратным, так и круглым в сечении, он способен выдерживать запредельные механические нагрузки и при скручивании почти не деформируется. Может быть как монолитным (прошедшим специальную обработку), так и наборным (собранным из пластин).

Крепление на раме машины стержня (торсиона) простое: один его конец через рычаг соединен со ступицей колеса, а другой жестко присоединен к раме. Вот и вся конструкция. Теперь если автомобиль на ухабе начнет двигаться в вертикальной плоскости, на торсионе возникнет момент скручивания и, следовательно, пружинящий эффект.

Теперь, зная принцип работы торсионной подвески, можно приступать к ремонтным или регулировочным работам.

Такое оригинальное соединение кузова машины с ее ходовой подвижной частью дает массу преимуществ.

  1. Торсионная подвеска обладает большей компактностью, чем, допустим, та же пружинная.
  2. Она имеет маленький вес, проста в уходе и эксплуатации. В принципе все регулировочные работы заключаются в том, чтобы снизу машины подтянуть ключом необходимые болты.
  3. Позволяет регулировать на поворотах углы крена, обеспечивает плавность хода.
  4. Максимально сглаживает механические колебания рамы автомобиля.

Справедливости ради следует сказать, что такой принцип работы подвески имеет и свои недостатки.

  • Торсион технологически сложен в изготовлении, следствием этого является его высокая стоимость. В случае выхода из строя приходится изрядно раскошеливаться.
  • Авто с торсионной подвеской обладает излишней поворачиваемостью.
  • Соединение торсионной балки и рычагов иногда доставляет хлопоты. Дело в том, что игольчатые подшипники обладают небольшим ресурсом.

 

Teor21

Оптимизация параметров конструкции торсионной балки с двойным рычагом в электроприцеле с помощью метода анализа случайных вибраций смотровая машина, спроектированная авторской лабораторией и используемая в авторском университете. Жесткость подвески была рассчитана с использованием принципа виртуальной работы, методов векторной алгебры и тензора конечных вращений и проверена с помощью программного обеспечения ADAMS.На основе метода анализа случайных вибраций в статье проанализированы динамическая нагрузка на шину (DTL), рабочее пространство подвески (SWS) и параметры комфорта. В целях уменьшения перемещения подвески и ограничения частоты ударов о стопорный блок в статье были рассмотрены три параметра и оптимизированы основные параметры торсиона. Результаты показывают, что этот метод дает большой эффект и вносит точную ценность в общий дизайн макета.

1. Введение

Общие проблемы транспортных средств, в том числе статическая деформация подвески, слабость передней подвески, склонность к частым ударам о стопорные блоки и изменение угла установки передних колес за его пределы, в основном вызваны чрезмерно низкочастотной конструкцией смещения стоимость и жесткость подвески.

Начиная с 2000 года некоторые доклады на конференциях посвящены небольшим, но конкретным исследованиям; Ван и др. [1] исследованы кинематические характеристики подвески с двойными продольными рычагами для легких внедорожников; они обнаружили, что длина двойных продольных рычагов, углы между двойными продольными рычагами, горизонтальная/вертикальная плоскость и жесткость втулки двойных продольных рычагов, соединяющихся с рамой, являются четырьмя основными параметрами, влияющими на кастер и угол поворота передних колес.Тиан и др. [2] оптимизирован анализ независимой подвески колесной бронемашины на двойных поперечных рычагах. Guo и Sun [3] смоделировали модель независимой передней подвески на двойных поперечных рычагах с одной степенью свободы. Путем оптимизации и анализа верхней и нижней траверсы они поставили цель уменьшить боковое смещение и износ шин. Чериан и др. [4] разработали нелинейную модель подвески на двойных поперечных рычагах и исследовали влияние изменения параметров подвески на передачу и распределение сил от шин, действующих на ось колеса, на систему рулевого управления и шасси автомобиля.Берджесс и др. [5] описал разработку инструмента анализа подвески транспортного средства; они выбрали точки и установили допуски для изучения системы модели подвески в среде взаимодействия. Мохамад и Фарханг [6] построили двухмерную модель системы подвески и шины и исследовали динамическое взаимодействие между подвеской и шиной автомобильной системы.

Линейные или нелинейные модели четверти автомобиля с двумя степенями свободы широко использовались для изучения противоречивых динамических характеристик подвески автомобиля.В последние годы Balike et al. [7] разработали комплексную кинетико-динамическую модель четвертьвагона для изучения кинематики и динамических свойств рычажной подвески. Чжао и др. [8] исследовал нижний рычаг передней подвески; они оптимизировали исходную структуру и заметили, что прочность и жесткость значительно увеличились, а масса почти не изменилась. Ван и др. В работе [9] разработана модель и методика расчета совместных сил и моментов для многорычажной подвески.Танг и др. В работе [10] предложен и разработан метод моделирования и расчета для получения сил, приложенных к шаровым шарнирам и втулкам, и моментов, приложенных к втулкам. Расчет и сравнение показывают, что для точного расчета сил и моментов шарового шарнира необходимо моделировать нелинейную и вращательную жесткость втулки. Лю и Чжао [11] оптимизировали дизайн несовместимости движения между подвеской и рулевой тягой, а также тенденции нечистого качения шин, чтобы уменьшить износ шин и улучшить совместимость движения между подвеской и системой рулевого управления.Сан и др. [12] разработали и усилили анализ подвески FSAE. Канг и др. [13] представили всесторонний анализ различных независимых рычагов передней подвески, которые были реализованы в различных транспортных средствах повышенной проходимости, включая композитный рычаг, свечу, продольный рычаг и подвеску на двойных поперечных рычагах, применяемые на грузовике. Дизайн, изготовление и испытания подсистемы подвески Das et al. [14] имел геометрию двойных поперечных рычагов для передней части автомобиля и геометрию полуприцепа для задней половины.Ву и др. [15] предложили новую основу для оптимизации конструкции подвесных систем с учетом кинематических характеристик. Результаты показали эффективность предложенного метода проектирования. Канг и др. [16] исследовали относительные кинематические свойства четырех различных независимых передних осевых подвесок.

Во всех упомянутых выше исследованиях дорожная ситуация не вводилась как случайная вибрация. Однако реальная дорожная ситуация случайна. В этой статье жесткость подвески рассчитывалась по принципу виртуальной работы, а результат подтверждался моделированием результатов в ADAMS.Рассматривая дорожную ситуацию как случайную вибрацию, спектральная функция мощности использовалась для установления корреляционной функции как одного из ограничивающих условий для оптимизации расчета базового размера торсиона для увеличения жесткости подвески, уменьшения частоты ударов о стопорный блок и, в то же время, ограничения изменения местоположения. угол передних колес.

2. Создание математической модели

На основе электрического экскурсионного автомобиля (Кин-Ся, № 1, на рис. 1(а)), разработанного авторской лабораторией и используемого в авторском университете , авторы создали математическую модель кинематики направляющего механизма двухрычажной торсионной подвески, как показано на рис. 1(б).Направляющий механизм двухрычажной подвески рассматривается как пространственный четырехзвенный механизм. Связи кинематики подвески направляющей стрелы устанавливаются с помощью трансцендентного уравнения угла поворота входной оси и выходного угла поворота, рассчитанных с помощью MVA в сочетании с методом тензора конечного вращения. Вариационная функция твердых пятен получается через геометрическое соотношение. Рычаги под подвеской соединены со шпинделем 1, а верхние рычаги соединены со шпинделем 2 с точкой соединения поворотного кулака, показанной на рисунке 2., единичных векторов определяются как вращение в прямом направлении вдоль шпинделя 1 и шпинделя 2 отдельно. Угол представляет собой угол поворота верхних рычагов, движущихся вокруг шпинделя 2, с центром вращения в точке . Верхние плечи обозначены как после вращения. Угол — это угол поворота нижних плеч, движущихся вокруг шпинделя 1, с центром вращения в точке . Нижние руки обозначены как после вращения. — центр колеса, а точка — пересечение удлинения осевой линии колеса и виртуального звена поворота.


Далее решаем жёсткую точку направляющего механизма в процессе движения подвески. Первым шагом является определение координат точки внешних шаровых шарниров верхних рычагов. координата точки решается по геометрическим характеристикам, так как верхняя внешняя точка в процессе качания вращается только вокруг шпинделя 2. Функция изменения координат получена по векторному методу:

Матрицы преобразования смещения точечной системы координат в точечную координату полного транспортного средства:

Матрица преобразования смещения угла поворота получена с углом поворота точечной системы координат перемещение вокруг -оси точечной системы координат и как угол поворота вокруг -оси: В качестве угла поворота верхних рычагов вокруг шпинделя 2 получается координата точки внешних шаровых шарниров.

Затем мы решили координаты точек внешних шаровых шарниров нижних рук. координата точки получается таким же образом, так как нижняя внешняя точка вращается вокруг шпинделя 1 в процессе покачивания.

Получено уравнение смещения центров колес. Поскольку расстояния между центрами колес и верхними или нижними точками рычагов подвески и центральными точками поворотных кулаков инвариантны по размерности конструкции в отдельности, координата получается на основе векторной модульной инвариантности.Математическое выражение координаты как центральной точки колеса выглядит следующим образом: где — расстояние и , , и , , — координаты соответствующих точек в полной системе координат транспортного средства; то есть получается координата центра колеса.

Изменение вертикального смещения выражается как где , — координаты оси центральной точки колеса.

В этой статье также использовался принцип виртуальной работы для определения жесткости подвесок.Пружинная жесткость двухрычажной независимой подвески принимается виртуальной жесткостью, действующей на колеса по вертикали, точкой как пересечением линий продолжения верхнего и нижнего рычагов по отдельности, как расстоянием от точки пересечения до точки нижнего рычага, как длиной нижнего рычага. плеча, как горизонтальный диапазон от пересечения до точки соединения колеса с землей, как пролет колеса и как жесткость торсионов. Они показаны на рисунке 3.


В соответствии с принципом виртуальной работы виртуальный угол вращения силы, действующей на точку местности, равен , а виртуальный угол вращения нижнего рычага, подвешенного вокруг точки, равен ; тогда

— начальный угол торсиона и угол постповорота торсиона в приведенных выше функциях.

В соответствии с геометрическим соотношением вертикальная сила, действующая на колесо, определяется как

3. Имитационная модель передней подвески и системы рулевого управления, установленная ADAMS

Структура объекта передней подвески автомобиля более сложная. Чтобы установить разумную модель, эта статья упростила и предполагала подвеску следующим образом: все компоненты системы являются твердыми телами; все соединения между компонентами в системе упрощены как шарниры; внутренний зазор незначителен; игнорирование деформации направляющего стержня и амортизатора упрощается до демпфирования и линейной пружины; сила трения между кинематическими парами в системе не учитывается, а связь между парами движения жесткая; корпус автомобиля не движется относительно земли, а шина упрощена как твердое тело.При моделировании противоположное направление автомобиля — это ось, левая сторона автомобиля — это ось, а вертикальное направление вверх — это ось. В рамках этого исследования создается система подвески с торсионной балкой на двойных поперечных рычагах и система рулевого управления в стандартном режиме ADAMS/Car. Затем на основе модели системы, установленной шаблоном, значения координат модели системы изменяются в соответствии с координатами точки жесткости, как показано в таблице 1. Показана динамическая модель торсионной подвески и системы рулевого управления на двойных поперечных рычагах. на рисунке 4.


5

Hard точка координата координата координата

Торсион 950,0
Fulcrum
Нижний рычаг
передняя точка опоры
Нижний рычаг управления
За пределами опоры
Нижняя абсорбера
Монтажная точка
Внутренняя сферическая головка
Point
Point
Верхний поглотитель 900 53 236.0
Монтажная точка
Верхний рычаг 110,0
Передняя точка опоры
контроль Плечи 6,5 116,0
Внешняя точка опоры
Верхний рычаг 106,0 110,0
Задняя точка опоры
Центр колеса

3 0,00



5

На рисунке 5 показано, что результат эмуляции ADAMS аналогичен результатам, рассчитанным математически в MATLAB с диапазоном ошибок в пределах ± 10% в процессе бомубка ± 10% 60  мм. Ошибка в основном вызвана изменением жесткости резинового чехла за пределами диапазона ±20 мм. Эта цифра указывает на то, что наша математическая модель реализуема в пределах нормального диапазона покачивания.


4.Анализ влияния торсиона на жесткость подвески

Жесткость подвески нелинейная, основанная на нелинейности движения механизма пространственного наведения в процессе раскачивания шин. Тенденция изменения параметров установки передних колес относительно невелика, чтобы обеспечить качание подвески, соответствующее требованиям конструкции компоновки. При условии инвариантности координаты жесткой точки подвески анализируются как диаметр торсиона, так и эффективная длина торсиона, а также угол предварительного закручивания.Длина поворотных рычагов нижних рычагов не анализируется в этой статье как переменная воздействия, потому что изменение поворотных рычагов нижних рычагов равносильно изменению жесткой точки подвески, что включает в себя координацию жестких точек подвески и рулевого управления.

Влияние параметра на жесткость подвески показано на рисунке 6, диапазон изменения параметра составляет ±10%. Принимая в качестве критерия оценки жесткость подвески при полной нагрузке, переменное значение жесткости составляет 15% при диаметрах торсионов 25 мм, 26 мм и 27 мм соответственно, а значение переменного диаметра равно 3.85% по сравнению со средним значением 26 мм.


На рис. 7 представлена ​​кривая жесткости подвески переменной длины. Эффективная длина торсионного стержня составляет 913,5 мм, 950 мм и 986,5 мм соответственно с переменным значением 3,85% по сравнению со средним значением. Значение переменной жесткости полноразмерной подвески составляет 2,56%.


На рис. 8 показана кривая жесткости подвески с переменным углом. Угол предварительного закручивания фактически не влияет на жесткость подвески при угле предварительного закручивания торсиона, равном 8.41°, 8,57° и 9,09° с переменным значением 3,85% по сравнению со средним значением. Вероятно, это связано с тем, что изменение угла предварительного закручивания фактически изменяет рабочее состояние нижних рычагов подвески и регулирует положение исходного состояния пространства подвески; то есть он меняет рабочий интервал вместо кривой жесткости подвески.


Из вышеприведенного анализа можно сделать вывод, что к параметрам, оказывающим большее влияние на жесткость подвески, относятся диаметр торсиона и эффективная длина торсиона.Учитывая ограничения общей компоновки и изменения нижних рычагов, связанные с изменением конструкции узлов жесткости, как диаметр торсиона, так и эффективная длина торсиона выбраны в качестве эффективных переменных для оптимизации в этой статье.

5. Построение оптимизирующей математической модели

Проблемы в тестовом прогоне включают в себя очевидное изменение параметров развал-схождения передних колес и большие колебания высоты автомобиля, вызванные пограничной мягкостью подвески и чрезмерным подпрыгиванием колес по отдельности.Жесткость подвески оптимизируется, а диаметр и эффективная длина торсиона выбираются соответствующим образом с целью оптимизации изменений вертикального смещения подвески от нулевой нагрузки до нулевой нагрузки и от нулевой нагрузки до полной нагрузки в сочетании с динамической нагрузкой на шины и параметрами комфорта при езде. В этой статье.

Сначала авторы установили ограниченную функцию параметров работы подвески. Установлена ​​формула индекса оценки и проанализированы динамические параметры подвески с точки зрения безопасности и комфорта езды.Производительность в рабочем состоянии без нагрузки (включая драйверы), с половинной и полной нагрузкой анализируется с помощью индекса оценки спектральной плотности мощности в частотной области и с введением нового метода целевой функции.

Модель автомобиля в масштабе 1/4 устанавливается, как показано на рис. 9, с учетом параметров дороги, жесткости подвески и жесткости шин по отдельности, коэффициента демпфирования подвески, массы кузова, массы колес, смещения кузова и смещения колес


Установите соответствующее уравнение пространства состояний. Параметры состояния равны. Выходные отклонения равны. Дорожный вход представляет собой функцию спектральной плотности.где – стандартная круговая частота движения, – шкала неровностей дороги, – шкала волнистости. Состояние дорог относительно хорошее, учитывая условия вождения, такие как школьные дворы и туристические достопримечательности. Покрытие сравнительно плоское, и значение рывка сравнительно низкое при эталонном вводе масштабного покрытия. Во-вторых, скорость автомобиля в кампусе сравнительно низкая из-за ограничения скорости. Скорость автомобиля здесь установлена ​​равной 10  м/с.

Мощность движения по спектру дороги преобразуется в спектр мощности во временной области как

Стандартное отклонение критериев оценки получают на основе амплитудно-частотной характеристики спектра дороги и параметров вибрации.

Шкалы безопасности вождения автомобилей определяются как среднеквадратичное взвешенное ускорение вертикального акселерометра, где — индекс оценки.

Так как частотный диапазон случайной вибрации широк и случайная вибрация приносит больший дискомфорт, чем гармоническая вибрация, по этой причине на рисунке 10 введена функция оценки, а , где – случайный поправочный коэффициент, как показано в таблице 2.


Вибрационный анализ вибрации в математической модели этой статьи в основном сосредоточен на ориентации футов. Соответствующие параметры выбираются в соответствии с указанными выше значками.

Оценочный показатель динамического хода подвески определяется как среднеквадратичное значение разницы между перемещением колес и перемещением кузова, разности изменения смещения, вызванной неровностями дорожного покрытия, при условии неизменной нагрузки.

Два параметра, перечисленных ниже, взяты в качестве целевой функции, поскольку ход качания подвески слишком велик, а изменение высоты кузова слишком очевидно в процессе пробного производства: (1) Изменение вертикального смещения нижней точки шарового шарнира от нулевой нагрузки. до полной нагрузки составляет (2)Вариация вертикального смещения нижней точки шарового шарнира от пустой нагрузки до полной нагрузки составляет

Затем авторы определили ограничение: (1) Продольный набор торсионного стержня определяется пространственным расположением общего договоренность.Длина торсиона () в продольном направлении ограничена в диапазоне от 800  мм до 1000  мм. (2) Учитывая предел высоты расстояния до нижней поверхности рамы, диаметры торсиона ограничены диапазоном .(3)Диаметры выбраны в пределах целых или нецелых чисел с десятичной частью 0,5.(4)Торсион изготовлен из легированной стали 45ХНМФ хорошего качества.(5)Допустимое напряжение торсиона находится в пределах от 1000 до 1250 Н/мм 2 .(6)Возможность удара по прикладу сравнительно мала, так как изменение SWS динамического хода подвески сравнительно невелико.

Оптимизированный результат получен с помощью набора инструментов нелинейной многоцелевой оптимизации MATLAB, который показан в таблице 3. Диаметр торсиона установлен равным 26,5 мм; эффективная длина торсиона установлена ​​равной 895 мм.

8

качание23

5

Точка вибрации Действие и направление Коэффициент случайных коррекций Коэффициент многокурдового коррекции
Направление сиденья 1.26 1,1
направление стопы 1,26 1.3
направление руки 1,26 0,75
и направление сиденье 1,23 1,47
направление заднее сиденье 1,25 1,09
и направление стопы 1,28 1,28
1.16 1.16
Roll Motion 1.23 0.98



5
26,5 мм
Торсионный бар Эффективная длина 895 мм
6.Анализ оптимизированного результата

В таблице 4 оптимизированный результат также получен с помощью набора инструментов нелинейной многоцелевой оптимизации MATLAB; мы заметили следующее: (1) Перед оптимизацией изменение вертикального смещения точек шарового шарнира качающегося нижнего шарнира от нулевой нагрузки подвески до нагрузки подвески без нагрузки составляет 77,5 мм, а изменение вертикального смещения от пустой нагрузки до полной нагрузки составляет 88 мм до оптимизации. После оптимизации изменение вертикального смещения точек шарового шарнира качающегося нижнего шарнира от нулевой нагрузки подвески до пустой нагрузки подвески становится равным 70  мм, а изменение вертикального смещения от пустой нагрузки до полной нагрузки становится равным 76.5 мм; значение вариации вертикального смещения составляет 9,67% и 13,1%, соответственно, меньше исходного значения. (2) Изменение динамической нагрузки шины по трем показателям оценки составляет 1,35%, а изменение параметра комфорта составляет 5,83%. Динамический ход подвески в основном не зависит от хорошего состояния дорог кампуса в качестве проезжей части. (3) Мягкость подвески эффективно снижается при условии, что это почти не влияет на характеристики подвески.




параметр недвижимости до и после оптимизации
Оптимизация () SWS (безразмерный)

Пустые нагрузки (с водитель) До 92.27 0.0019 2,9586
После 92,96 0,0019 3,0870
Половина нагрузки До 94,16 0,0023 2,6229
После 95,36 0,0023 2.7706
полная нагрузка до 97,95 97,95 0,0026 2,4907
после 100.5 0,0026 2,6803
7. Заключение

Жесткость двухвалковыможенного торсионного барной подвески в электрическом прицеле. Автомобиль рассчитывается с векторной алгеброй в сочетании с принципом виртуальной работы и метод конечных тензоров, и тестируется с помощью программного обеспечения ADAMS, чтобы доказать осуществимость метода математических вычислений в этой статье. Влияние основных параметров торсиона на жесткость подвески анализируется расчетным путем, а параметры, нуждающиеся в оптимизации, определяются анализом чувствительности.

Динамическая нагрузка на шину предлагается в соответствии с фактическим состоянием дороги. Установлены новая оценочная функция и показатель с условием ограничения параметров динамического хода и комфорта подвески и целевой функции величины рывка подвески, а также оптимизирующая модель базового размера торсиона двухрычажной торсионной подвески.

Базовый размер торсиона, оптимизированный с помощью многоцелевого набора инструментов оптимизации MATLAB, уменьшает перемещение по вертикали на 9.67% от нулевой нагрузки подвески до пустой нагрузки и перемещение по вертикали на 13,1% от пустой подвески до полной нагрузки. Оптимизированный размер эффективно увеличивает жесткость подвески и снижает вероятность удара о блоки подвески, ограничивает изменение угла установки передних колес и, в то же время, эффективно улучшает явление предельной мягкости подвески при условии, что это не влияет на характеристики подвески.

Конфликт интересов

Эта рукопись не привела к конфликту интересов в отношении публикации.

Благодарности

Эта работа была поддержана Фондом природы Фуцзянь, №. 2016J01039; Проект города Сямынь №. 3502З20173037; и Национальный фонд естественных наук Китая в рамках гранта №. 51475399 и 51405410.

(PDF) Параметры, оптимизирующие конструкцию двухрычажной торсионной балки электроприцельного автомобиля методом анализа случайных колебаний

Удары и вибрации

T Свойства после оптимизации.

Параметр свойства до и после оптимизации

Оптимизация 𝑍(N) SWS (м)

фут (безразмерный)

Пустой груз (с водителем) До . . .

После . . .

Половинная загрузка До . .

После . . .

Полная загрузка Перед . .   9000 . . .

() Разброс динамической нагрузки на шину по трем показателям оценки

составляет .%, а изменение параметра комфорта

составляет ,%. Динамический ход подвески в основном

инвариантный, основанный на хорошем состоянии дорог кампуса

в качестве проезжей части.

() Мягкость подвески существенно снижена на

при условии, что это почти не влияет на характеристики подвески

.

7. Заключение

Расчет жесткости двухрычажной торсионной подвески электроприцельного автомобиля

методом векторной алгебры

в сочетании с принципом виртуальной работы и методом конечных тензоров

и тестируется с помощью программного обеспечения ADAMS, чтобы доказать осуществимость

математического метода расчета в этой статье.Влияние

основных параметров торсиона на жесткость подвески анализируется расчетным путем, а параметры, требующие оптимизации

, получаются анализом чувствительности.

Динамическая нагрузка на шину предлагается согласно

фактическому состоянию дороги. новая функция оценки и индекс

установлены с условием ограничения параметров динамического хода и комфорта подвески и целевой

функцией значения рывка подвески и оптимизирующей моделью

торсионного базового размера двойного размера. Рычаг торсион подвески

установлен.

Базовый размер торсиона, оптимизированный с помощью

Многоцелевой набор инструментов для оптимизации MATLAB уменьшает вертикальное перемещение

на ,% от нулевой нагрузки подвески

до пустой нагрузки и вертикального перемещения на ,%

от подвески с пустой до полной нагрузки. Оптимизированный размер

эффективно увеличивает жесткость подвески и уменьшает явление удара блоков подвески

, ограничивает

изменение угла установки передних колес и, в то же время,

эффективно улучшает феномен граничного подвеска

Надежность на отсутствие воздействия на работу подвески

Состояние.

Конфликт интересов

Данная рукопись не привела к конфликту интересов

в отношении публикации.

Благодарности

Эта работа была поддержана Фондом природы Фуцзянь,

№. J; Проект города Сямынь №. Z; и

Национальный фонд естественных наук Китая в рамках гранта

№.  и .

Ссылки

[]Р.Л.Ванг, Дж.З.Чжао, Г.И.Ванг, С.К.Чен и Л.Li,

«Моделирование и анализ кинематического моделирования обычной подвески

с двойными продольными рычагами для легких внедорожников»,

Applied Mechanics and Materials, vol. , стр. –, .

[] Г. Тянь, Ю. Чжан, Дж.-Х. Лю и X.-J. Шао, «Независимая подвеска с двойным поперечным рычагом

, оптимизация и моделирование параметров

», Applied Mechanics and Materials, vol.

[] З. З. Го и Ю.Сан Ф. Оптимизация и анализ независимой передней подвески на двойных поперечных рычагах

на основе виртуального прототипа

// Прикладная механика и материалы. .

[] В. Чериан, И. Хак и Н. Джалили, «Разработка нелинейной модели

подвески на двойных поперечных рычагах для характеристики

передачи усилия на рулевую колонку и шасси»,

в Трудах Международный инженерный конгресс и выставка ASME

2004 г., IMECE, стр.–,

Анахайм, Калифорния, США, ноябрь .

[] M.J.Burgess, N.P.Fleming, M.Wootton, and S.J.Williams, «Инструмент

для быстрого проектирования подвески транспортного средства», SAE Technical Papers,

.

[] Н. Мохамад и К. Фарханг, «Вибрационная модель подвески

— шинная система», в Трудах ASME Design

Engineering Technical Conferences and Computers and Information-

в Engineering Conference, том B, стр. –, SaltLake

City, Utah, USA, 

[] К. П. Балике, С. Рахеджа, И. Стихару, «Разработка кинето-

динамической модели четвертьавтомобиля для синтеза подвески на двойных поперечных рычагах

», Транспортная система, динамика, том. ,№–,стр.–

, .

[] Л.Чжао, С.Чжэн, Дж.Фэн и К.Хонг, «Динамическая структура

оптимизация конструкции нижнего рычага подвески на основе ESL»,

Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology-

огия,т.,№,стр.–,.

[] X.-L. Ван, Л. Дай и У.-Б. Shangguan, «Расчет совместных сил многозвенной подвески

на прочность и усталость

анализ втулок и рычагов управления», International Journal of

Veh i c le Design , vol., no., стр. .–,.

[] Л. Тан, В.-Б. Шангуань и Л. Дай, «Метод расчета совместных усилий

для подвески с учетом нелинейной упругости втулок

», Труды Института инженеров-механиков,

, часть K: Journal of Multi-body Dynamics, vol.,№,стр.–

, .

Плюсы и минусы торсионной балки. Торсионная подвеска

Автомобильная промышленность развивается стремительными темпами. Каждый год компании придумывают новые системы и технологии. Сегодня все привыкли к автомобилям с автономным управлением. Но не так давно автомобили выпускались только с торсионной подвеской (Renault не исключение). Что это такое и как это работает? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика и устройство

Торсионная подвеска — это разновидность подвески, где функцию рабочего органа выполняют торсионы.Что это за элементы? Торсион представляет собой металлический крутящийся механизм. Состоит из пластин или стержней круглого (реже квадратного) сечения. Эти пластины работают вместе, чтобы скрутить. Торсион может использоваться как вспомогательное устройство (как стабилизатор поперечной устойчивости) или как упругий элемент. Элемент крепится к узлу ступицы колеса и переходит в виде резинометаллического шарнира к узлу шарнира. Секции торсионов действуют как рычаги подвески.

Сам луч можно накладывать продольно или поперечно.Последний вариант чаще всего используется на легковых мобилях. Продольный вариант встречается на грузовиках. Но вне зависимости от типа расположения балка призвана корректировать крен при повороте и повышать плавность хода при проезде неровностей.

В целом система состоит из следующих элементов:

  • Привод.
  • Тормозной диск.
  • Нижний и верхний рычаг.
  • Мост.
  • Торсион.
  • Балки.
  • Стабилизаторы поперечной устойчивости.
  • Амортизатор.

Как это работает?

Принцип работы торсионной подвески достаточно прост. Итак, концы балки жестко крепятся к кузову или раме автомобиля (если это легковой или грузовой автомобиль). При движении на балку действует скручивающая сила. При этом вал стремится вернуть колесо на место. При наличии дополнительного электродвигателя водитель может регулировать жесткость подвески. Таким образом, работа торсионной подвески аналогична работе рессорной или рессорной подвески.Система выполняет несколько задач:

  • Регулирует угол крена при прохождении поворотов.
  • Обеспечивает плавность хода.
  • Поглощает вибрации колес и рамы.
  • Стабилизирует колеса.

Где применяется?

Эту подвеску можно найти на старых рамных внедорожниках. К ним относятся «Мицубиси-Паджеро», а также американские «Субурбан» и «Тахо». На легковых автомобилях такая схема подвески практически не применяется (во времена СССР такая конструкция использовалась на «Запорожцах»).Среди известных иномарок стоит отметить Renault Laguna и Peugeot 405. Использовать многорычажную подвеску тогда было сложно и дорого, а торсион обеспечивал высокую плавность хода.

Преимущества

Среди преимуществ торсионной подвески автомобиля стоит выделить простоту эксплуатации. Итак, система очень проста, что позволяет легко проводить ремонт и техническое обслуживание. Также эту подвеску можно регулировать по жесткости.Автолюбитель может самостоятельно нарастить торсионы под свой стиль вождения, сделать ходовую часть мягче или жестче.

Следующее преимущество касается веса. Эта подвеска весит намного меньше, чем ее аналоги. При этом он отличается небольшими размерами. Эта особенность позволяла использовать торсионную подвеску на «Пежо» и других малолитражных автомобилях.

Одним из наиболее значительных преимуществ является надежность. Эта ходовая часть практически не требует ремонта.А если это торсионная подвеска прицепа, то она и вовсе вечная. За все время эксплуатации владельцы сталкивались только с необходимостью регулировки жесткости.

Особенности

Среди прочих особенностей следует отметить возможность регулировки клиренса. Не у всех есть такая возможность. современный автомобиль. В данном случае для регулировки дорожного просвета использовался один ключ. Нужно было открутить или закрутить нужный регулировочный болт внутри поперечины.Когда рычаг поднят, дорожный просвет автомобиля увеличивается. При опускании дорожный просвет уменьшается. Как показывает практика, клиренс можно изменить на 5-7 сантиметров.

недостатки

Теперь отметим недостатки торсионной подвески. Они достаточно серьезные, и поэтому на автомобилях такая система больше не используется. Так почему же торсионная подвеска ушла в прошлое?

Первая проблема — избыточная поворачиваемость автомобиля. По сравнению с современными многорычажными аналогами это шасси лишь незначительно снижает крены.Такую машину очень сложно удержать на скорости. Особенно это касается рамных внедорожников, у которых высокий центр тяжести и огромная снаряженная масса.

Следующий недостаток – постоянные вибрации, которые передаются на кузов и на раму при проезде неровностей. Особенно это чувствуют задние пассажиры. Комфортной такую ​​подвеску назвать нельзя.

Далее стоит отметить игольчатые подшипники. Они являются составной частью торсионного вала.Ресурс этих подшипников составляет 70 тысяч километров. Элементы защищены прокладками и резиновыми уплотнителями, однако из-за постоянного воздействия агрессивных сред эти уплотнители трескаются. Через них начинают просачиваться грязь и вода. В результате подшипник повреждается. Это расширяет балку сиденья. Этому явлению способствует изменение вала колеса. Если запустить проблему, придется полностью менять балку.

О ремонте

Так как данная подвеска со временем теряет эластичность, дорожный просвет автомобиля уменьшается.Чтобы вернуть его к заводским значениям, нужно отрегулировать подвеску с помощью гаечного ключа. Также в ремонтные работы входит замена:

  • Торсионы задней балки.
  • Рычаги задней балки.
  • Игольчатые подшипники.
  • Пальцы задней балки.

При капитальном ремонте балки требуется демонтировать торсионы. Чтобы не возникло проблем при сборке, требуется предварительно наметить положение торсиона на балке. Чтобы убрать само кручение, нужно снять его со шлицевого соединения.Для этого необходим инерциальный геодезист. Иногда необходимо сорвать резьбу на шлицевом соединении. Этот участок закисает, и демонтировать торсион не так-то просто.

При ремонте такой подвески чаще всего заменяют игольчатые подшипники. Для этого необходимо извлечь следующие элементы:

  • Рычаги задней балки.
  • Торсион.

Всего два подшипника (по одному с каждой стороны). Проблема в том, что самостоятельно определить исправность элемента невозможно.А дальнейшая работа балки с изношенным подшипником приводит к необратимому износу оси. Ремонт рычага задней балки – самая сложная операция. Выполняется на специальном. Выполнить такую ​​работу самостоятельно невозможно. Это требует навыков и знаний.

И найти хорошего специалиста в этой области с нужным оборудованием достаточно сложно.

примечание

Перед регулировкой данной подвески стоит провести диагностику шасси.Часто старые автомобили имеют скрытые дефекты ходовой части. Они влияют на работу торсионов. Также следует проверить сход-развал колес. Торсионы поднимутся на нужную высоту только при правильных углах. В противном случае владелец столкнется с такой проблемой, как резиновый протектор. Также следует изменить расстояние от центра передней оси до края крыла. Этот параметр должен быть около 50 сантиметров. Если все хорошо, можно приступать к настройке. Сам регулировочный болт находится по центру и немного утоплен в рамку.

Вместо вывода

Итак, мы выяснили, что такое торсионная подвеска. Как видите, у нее есть как положительные, так и отрицательные стороны. Но какой бы надежной она ни была, большинство производителей автомобилей отдают предпочтение пружинной независимой подвеске. Теперь его ресурс стал не меньше, чем у торсиона. Да и уровень комфорта не с чем сравнить.

Торсион представляет собой металлический упругий элемент, работающий на скручивание. Как правило, это металлический стержень круглого сечения со шлицевым соединением на концах.Торсион может состоять из набора пластин, стержней, балки определенного сечения. Конструктивно торсион крепится одним концом к кузову или раме автомобиля, а другим концом к направляющему элементу — к рычагу. При движении колес торсион закручивается, благодаря чему достигается упругая связь колеса с кузовом. Особенностью торсионов является вращение только в одну сторону — в сторону закручивания. Еще одна особенность заключается в том, что торсион можно использовать для регулировки высоты кузова.Торсионы применяются в различных типах независимых подвесок: на двойных поперечных рычагах, на продольных рычагах, с соединенными продольными рычагами (торсионной балкой).

В торсионной подвеске на двойных поперечных рычагах торсионы расположены параллельно кузову, благодаря чему их длину и, соответственно, упругие свойства можно регулировать в широких пределах. Один конец торсиона крепится к нижнему поперечному рычагу (реже к верхнему рычагу), другой конец к раме автомобиля. Такая конструкция торсионной подвески используется в качестве передней подвески легковых автомобилей повышенной проходимости — некоторых моделей американских и японских внедорожников.В торсионной подвеске на продольных рычагах торсионы связаны с продольными рычагами и, соответственно, расположены поперек кузова. Такая торсионная конструкция подвески используется в качестве задней подвески некоторых моделей малолитражных автомобилей. Особое место в конструкции торсионных подвесок занимают т. н. торсионная балка или подвеска с соответствующими продольными рычагами. Направляющим устройством этой подвески являются два продольных рычага, жестко соединенных друг с другом балкой. Продольные рычаги прикреплены к кузову с одной стороны и к ступицам колес с другой.Балка имеет U-образное поперечное сечение, поэтому обладает высокой жесткостью на изгиб и низкой жесткостью на кручение. Это свойство позволяет колесам двигаться вверх и вниз независимо друг от друга. Торсионная балка в настоящее время широко используется в качестве задней подвески переднеприводных автомобилей малого и среднего класса. По своей конструкции подвеска с торсионом занимает промежуточное положение между зависимой и независимой типами подвески, поэтому другое ее название – полунезависимая подвеска.

История появления

Торсионная подвеска используется на автомобилях с середины 1930-х годов. Французская марка Ситроен. В 1940-х годах торсионы использовались на гоночных автомобилях Porsche. Впоследствии их использовали многие другие автопроизводители. Например, Рено, ЗиЛ и Крайслер. Применение торсионной подвески было обусловлено в первую очередь хорошими показателями плавности хода и простотой конструкции.

Типы торсионных подвесок

Подвеска передняя независимая торсионная на поперечных рычагах Подвеска передняя торсионная на поперечных рычагах (одна или две, в зависимости от конструкции) состоит из следующих элементов: Продольно расположенный торсион, работающий на кручение и заменяющий пружину.Верхний или нижний рычаг, воспринимающий основную нагрузку, через который усилие передается на торсион. Демпфирующий элемент – амортизатор, гасящий колебания. Стабилизатор поперечной устойчивости, компенсирующий крены кузова при движении. Компактность передней поперечной торсионной подвески позволяет эффективно использовать свободное пространство. Например, для установки массивных колесных дисков. В связи с этим в производстве рамных внедорожников широкое распространение получили торсионы, сочетающие в себе повышенную проходимость с мягкостью подвески.Например, Toyota Land Cruiser 100 (крепление торсиона к нижнему рычагу) и Toyota Hilux Surf (торсион к плечу). Торсионы также используются на передней оси коммерческих автомобилей.

Подвеска задняя независимая с поперечными торсионами

В конструкциях задних подвесок с продольным расположением рычагов торсионы установлены поперечно. Легендарный французский автомобиль Renault 16, выпускавшийся до 1990-х годов, оснащался передней подвеской с продольными торсионами, а задней — с поперечными.Особенностью упругих элементов задней подвески было их расположение — один находился позади другого, что конструктивно привлекало разницу в колесной базе по бокам автомобиля (одно из колес было ближе к переднему на несколько сантиметров). Управляемость и устойчивость автомобиля оставляли желать лучшего, но именно компактность торсионной подвески позволила значительно увеличить объем багажника, что во многом и определило популярность модели. В настоящее время такая схема подвески автопроизводителями не используется.

Полунезависимая задняя торсионная балка

Полунезависимая U-образная торсионная балка, имеющая встроенный упругий стержень, становится более прочной на изгиб. В то же время он позволяет колесам одной оси немного смещаться относительно друг друга при проезде неровностей. Это улучшает управляемость и устойчивость автомобиля. Эта подвеска используется на задней оси большинства бюджетных переднеприводных автомобилей.

Преимущества торсионной подвески

✔ Высокая плавность хода. ✔ Компактный и легкий.✔ Высокая ремонтопригодность. ✔ Простота и надежность конструкции.

Недостатки торсионной подвески

✔ Сложность изготовления торсиона. ✔ Посредственная управляемость автомобиля. В настоящее время передняя независимая подвеска, где в качестве упругих элементов установлены торсионы, применяется при производстве грузовых автомобилей и внедорожников, не предназначенных для динамичной езды. Кроме того, торсионная подвеска успешно применяется в конструкции ходовой части танков и другой специальной гусеничной техники.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ

Все мы понимаем, что тормозная система необходима для безопасной эксплуатации любого автомобиля. Главным виновником отказа тормозной системы на старых автомобилях, грузовиках и внедорожниках является вакуумный усилитель тормозов. …

Блок предохранителей Шевроле Нива расположен слева от рулевой колонки и снизу прикрыт крышкой. Чтобы добраться до него, нужно закрутить 2 винта, надавив на верхний край крышки, постепенно освободить ее от всех креплений….

Система впрыска дизельного топлива претерпела множество изменений за эти годы. Когда люди думают о слове дизель, большинство людей думают, что огромные грузовики выделяют много черной сажи и дыма, что очень вредно для окружающей среды… Однако…

Вы слышали такое понятие, как «торсион приостановка»? Не уверен, о чем это? Это своеобразная подвеска, где основным элементом является торсион.

Устройство и принцип работы

Изготовлен торсион, его работа осуществляется на скручивание.Это стальной стержень, соединенный с прорезью на концах. Также эта деталь может состоять из балки определенного сечения, набора пластин.

Торсион крепится к кузову автомобиля или к его раме, а другой конец крепится к рычагу. Когда колеса двигаются, оно крутится, поэтому между телом и колесом существует неразрывная связь. Похоже на торсионную подвеску.

Торсионы вращаются исключительно в одну сторону. Еще одной не менее важной особенностью подобного элемента является то, что он также используется для определения высоты тела.Торсионная подвеска работает во время вращения. Чтобы понять его специфику, можно представить вытянутую руку с вращающимся запястьем.

Типы независимых подвесок

Независимый торсион имеет несколько видов:

Здесь торсион параллелен кузову, поэтому его длина поддается регулированию в широком диапазоне. Итак, один конец подвески крепится к поперечному рычагу, а другой к раме машины. Эта конструкция часто встречается на внедорожниках, где она действует как передняя подвеска.

В этом случае торсионы расположены в поперечной зоне кузова. В основном они используются для создания задней подвески автомобилей.

В данном варианте направляющие представляют собой 2 продольных рычага, которые соединены друг с другом посредством балки. Так устроена торсионная задняя подвеска в переднеприводных автомобилях.

Иногда это необходимо для обеспечения выравнивания в автоматическом режиме с помощью двигателя, стягивающего балки вместе для увеличения жесткости.

Немного истории

Торсионная подвеска автомобиля используется давно. Впервые он был использован на Citroen Traction Avant. Затем немецкие производители выпустили знаменитый Volkswagen Beetle, где главной деталью был торсион. Данная конструкция получила широкую популярность во многом благодаря простой схеме изготовления и компактным размерам.

Позже стал применяться на автомобиле «Запорожец», где выполнял роль передней подвески с двумя квадратными торсионами.Поэтому не стоит удивляться, что такой дизайн сегодня особенно популярен.

Преимущества и недостатки подвески

Для того, чтобы понять, что же в ней такого особенного, необходимо рассмотреть плюсы и минусы. Но сначала определим положительные характеристики, присущие торсионной подвеске:

  • Небольшой вес конструкции;
  • Можно регулировать жесткость дорожного просвета и подвески;
  • Простой ремонт и обслуживание.

Среди отрицательных характеристик следует выделить такие как:

  • Необходимость дорогостоящих технологий в производственном процессе;
  • Ограничение нагрузки из-за напряжения в сварном шве.
  • Неспособность создать постепенное увеличение жесткости.

Торсионная подвеска применяется в большинстве случаев на внедорожниках и грузовиках

Торсионная подвеска ослаблена? В этом нет ничего плохого. Достаточно просто поправить его положение гаечным ключом, затянув болты.Но действовать нужно аккуратно, чтобы чрезмерно перетянутые детали при перемещении машины не создавали большей жесткости ухода. На самом деле отрегулировать торсионную подвеску просто, сделать это сложнее, если речь идет о пружинных конструкциях.

Сегодня этот тип подвески используется в большинстве случаев на внедорожниках и грузовиках. известные бренды- Dodge, General Motors и Ford.

При выборе автомобиля каждый автолюбитель подолгу пребывает в глубоких раздумьях, иногда терзаясь своими переживаниями и страхами, а иногда живет в ожидании этого радостного момента — — для кого-то первого, а для кого-то следующего.Однако предстоит решить множество вопросов, и один из них – автомобиль, с какой подвеской выбрать.

Лучше заранее решить, какую подвеску вы хотите.

Подвеска — что это?

Наверняка не у каждого из нас в 21 веке была возможность прокатиться в гужевой упряжке на телеге, испытать на себе ощущения каждой ямочки и выбоины. Так что это ярчайший пример автомобиля без такой же подвески. Именно такая важная часть автомобиля, как подвеска, определяет уровень комфорта, легкость управления, а также устойчивость и проходимость.На сегодняшний день существует несколько видов подвесок, среди которых можно выделить следующие основные детали:

  • Крепеж.
  • Стабилизирующие элементы боковой упругости.
  • Распределительные элементы направления силы.
  • Момент гашения.
  • Эластичные элементы.

У каждого типа подвески есть свои плюсы и минусы.

Подвеска по степени упругости

По типу упругого элемента подвеску принято делить на четыре типа:

  • Торсион.
  • Подпружиненный.
  • Листовые рессоры.
  • Пневматический.

Торсионная подвеска состоит из тяг, скручивающихся под нагрузкой. Один из торсионов отличается повышенной упругостью. Основа конструкции выполнена из стали, закаленной под воздействием высоких температур. Если кратко, буквально в нескольких словах охарактеризовать торсионную подвеску, то на ум сразу приходит следующее: устойчивость к ударным нагрузкам, долговечность, компактность.

Рессорная подвеска давно нашла свое применение.Даже зажиточные дворяне могли себе позволить оснастить повозки рессорной подвеской, что значительно повышало комфортность передвижения. Основание представляет собой соединенные между собой металлические пластины, которые частично выполняют роль амортизаторов, снижая нагрузку на последние. Преимущество – высокая выносливость, недостаток – не самые лучшие, мягко говоря, показатели упругости и большая масса конструкции.

Пневмоподвеска характеризуется в первую очередь дороговизной и повышенным уровнем комфорта. В автомобилях с пневматической подвеской дорожный просвет можно регулировать по высоте, а также регулировать степень упругости.Из-за своей сложности этот тип шасси не получил широкого распространения в нашей стране.

Рессорная ходовая часть, являющаяся основным «конкурентом» торсионной, имеет очень широкое применение. Основные преимущества – дешевизна, доступность, надежность, а также обеспечение большего комфорта. Минусы – малая грузоподъемность, чувствительность пружины к высоким нагрузкам.

Торсион или пружина?

Так какая подвеска лучше: торсионная или рессорная? И владельцы, и специалисты, и обычные люди не могут найти общий язык, оспаривая каждое из мнений по вопросу о том, какое же, в конце концов, шасси выбрать.Современные производители стали совмещать в некоторых моделях автомобилей и использовать оба типа упругих элементов. Например, так называемые «каблучки» или «пикапы» имеют переднюю рессорную подвеску, а заднюю — торсионную, что обеспечивает прекрасную мягкость и комфорт для пассажиров и водителя, а также позволяет перевозить небольшие грузы массой пару сотен кг. Полностью рессорную подвеску можно использовать в автомобилях представительского класса, в тех транспортных средствах, которые не предполагают перевозку даже среднегабаритных грузов.

Зависимый или независимый?!

Каждый автолюбитель тоже должен задуматься над этим вопросом при выборе своей «ласточки». Она по подвеске делится: зависимая и независимая. Зависимой называется конструкция, в которой два колеса одной оси жестко связаны друг с другом. При этом движение одного колеса в оси влияет на движение второго. Зависимая «конструкция» применяется в основном на заднеприводных автомобилях, ярким примером являются «Жигули», а также мощные большегрузные автомобили и тягачи.Одним из основных недостатков этого типа является большой вес сборки. В случае, когда мост используется как ведущий, теряется плавность хода.

Независимая подвеска — сложная конструкция, в которой одно колесо в оси не зависит от другого колеса в этой же оси, а если и есть какая-то зависимость, то минимальная. Сейчас производители используют несколько видов такого типа конструкции: McPherson (МакФерсон), многорычажная, однозвенная. Каждый из них, естественно, имеет свои преимущества и недостатки.Самая эффективная, мягкая и удобная – многорычажная, но она же и самая непрактичная и дорогая в эксплуатации. Он широко используется в автомобилях представительского класса. В большинстве эксплуатируемых автомобилей используется стойка МакФерсон – полунезависимая подвеска со средней стоимостью обслуживания и приемлемым уровнем комфорта.

Работа в России

Определить, какая подвеска лучше для российских дорог, наши соотечественники специально не могут. Все зависит от того, для каких целей вы берете, чего вы от него ждете, из какой он ценовой категории.Ваш стиль вождения также сильно влияет на выбор. Лучшая подвеска автомобиля та, с которой вы будете чувствовать себя уверенно на дороге и комфортно в салоне. Для перевозки и доставки грузов лучше использовать более прочную подвеску, то есть торсионную или даже рессорную. Для повседневной езды по городу в малолитражке или машине эконом-класса можно выбрать подвеску МакФерсон или однорычажную. Бизнес-класс, конечно же, привык к комфорту, для них многорычажная независимая подвеска станет отличной основой для комфортной езды.

Делайте выбор только в правильном направлении, и, как говорится, ни гвоздя, ни прута!

Определим, что такое подвеска автомобиля. Это устройство, обеспечивающее упругое сцепление колес автомобиля с поддерживающей системой, а также регулирующее положение кузова при движении, что снижает нагрузку на колеса.

В настоящее время предлагаются различные типы подвесок: рессорные, пневматические, рессорные, торсионные и др. Так, торсионный тип – это торсионные валы из металла, работающие на кручение, одним концом прикрепленные к шасси, другим – к специальному рычагу, стоящему перпендикулярно и соединен с осью.

Изготовление такой детали производится из термообработанной стали, что прямо позволяет выдерживать большие нагрузки в момент кручения.

Основным принципом подвески считается работа на изгиб.

Применение торсионной модели

Расположение торсионной балки возможно продольно и поперечно. Продольное расположение применяется на больших, тяжелых грузовиках. На легковых автомобилях применяется поперечное расположение, как правило, на заднем приводе.

В этих двух случаях механизм предназначен для обеспечения плавности хода, контроля кренов при прохождении поворотов, обеспечения оптимального демпфирования колебаний колес, кузова и уменьшения колебаний управляемых колес.

На некоторых автомобилях торсионная подвеска используется для автоматического выравнивания с помощью мотора, подтягивающего балки для дополнительной жесткости в зависимости от скорости, а также состояния дорожного покрытия.

Регулируемая по высоте конструкция может использоваться при замене колес.Это когда машину поднимают тремя колесами, а четвертое поднимают домкратом. Основным преимуществом такого типа подвески считается долговечность, простота регулировки по высоте, а также компактность по ширине транспорта.

Занимает гораздо меньше места, чем винтовые пружины. Безусловно, торсионная конфигурация проста в эксплуатации и также проста в обслуживании.

Рабочий процесс

В этом видео вы узнаете как работает торсионная подвеска.

В связи с тем, что торсион жестко закреплен на кузове или раме автомобиля, при работе подвески на него действуют крутящие силы.А вот торсион изготовлен из специального сплава и имеет определенную закалку, что позволяет ему работать как пружинный элемент.

В момент закручивания вал стремится вернуть колесо автомобиля в исходное положение. Итак, принцип работы аналогичен рессорной или подрессоренной версии этой автозапчасти. Полузависимая подвеска представляет собой систему подвески, выполненную в виде двух продольных рычагов, соединенных поперечиной.

Основные преимущества такого механизма:

  • простота установки;
  • легкий вес
  • ;
  • компактность.

Ключевым недостатком является возможность использования только на неведущей оси.

Регулировка подвески

В случае разболтанного подвеса можно отрегулировать положения с помощью обычного гаечного ключа. Достаточно опустить машину, затянуть нужные болты. Главное не переусердствовать, чтобы избежать излишней жесткости гребка в момент движения. Регулировка торсионных частей проще, чем регулировка пружинных типов.

Автопроизводители меняют торсионную балку, чтобы регулировать положение движения в зависимости от веса двигателя.

Ключевые ремонтные свойства

Учитывая все проблемы торсионной балки, можно сделать вывод, что обслуживание, как и ремонт торсионной подвески, связано со следующими ситуациями:

  • Регулировка высоты конструкции.
  • Демонтаж или замена торсионов.
  • Замена игольчатых подшипников.
  • Замена пальцев, осей задней балки.
  • Ремонт рычага задней балки.

Регулировку высоты задней подвески не следует рассматривать как полный ремонт конструкции.Обычно это происходит из-за того, что автовладелец хочет приподнять заднюю часть автомобиля.

Иногда изменение высоты балки имеет целью увеличить жесткость и уменьшить осадку задней части автомобиля при максимальной нагрузке. Нужно знать, что торсион задней балки не способен работать при изменении высоты задней балки, он будет эксплуатироваться под более агрессивной нагрузкой, а это может сказаться на его ресурсе.

Процесс изменения высоты заключается в изменении положения торсиона, точнее его шлицевого конца, а также звездочки.На концах торсиона имеются разъемы с прорезями. Торсион крепится одним концом к шлицевому разъему рычага задней балки.
А другой — в разъем на корпусе балки. Если идет ремонт подвески данного типа, то потребуется демонтировать торсионы.

В этой ситуации важно сделать родное положение торсионов в задней балке, чтобы в момент установки было понятно, что вставляется и тоже куда. Для демонтажа торсиона в процессе стягивания со шлицевого соединения используется инерционный съемник.

Штифт съемника вкручен в резьбу на конце торсиона, возможно эту резьбу надо почистить.

Часто шлицевые соединения «закисают» или «прикипают», в этом случае стандартный съемник не поможет, выручит только обычная кувалда.

Часто ремонт торсионной подвески заключается в замене игольчатых подшипников задней балки. По некоторым данным, процесс замены игольчатых подшипников требуется после 80 000 км пробега.

При замене подшипников потребуется демонтировать торсионы, а также рычаги балки.Каждая сторона балки содержит два подшипника. Самой опасной проблемой задней балки является износ игольчатого подшипника, ведь обычному автолюбителю это сложно определить.

При отсутствии диагностики автомобиль также эксплуатируется с рассыпавшимся подшипником, тем самым усугубляя проблему. В результате ось изнашивается. Конечно, оси задней балки можно заменить, но в домашних условиях это очень сложно, так как помимо знаний и опыта требуется специальное оборудование и приспособления.

Stations Maintenance не заменяет оси, а только предлагает новую балку в сборе с новыми осями, а это очень дорогое предложение.

Наиболее сложным случаем при ремонте торсионной конструкции является разрушение посадочного подшипника в рычаге. Это случается редко, в очень «запущенной» ситуации.

Разрушение посадочного места происходит по причинам, что шкворня задней балки, хотя и значительно реже, так как это место защищено внешней обоймой подшипника.Процесс ремонта рычага: восстановление посадочного места на металлорежущем оборудовании.

Основной проблемой восстановления стрелы является поиск необходимого оборудования, такие работы выполняются на токарно-карусельном станке.

Галерея

В этом разделе представлены фото торсионов для танка, прицепа и др.

Анализ отказов торсионного ткацкого станка

Визуальный осмотр и фрактография

Исследуемые стержни показаны на рис.3. Вышедшие из строя стержни показали сходные признаки разрушения и действительно показали признаки роста усталостной трещины при осмотре поверхности излома. Переломы были макроскопически хрупкими и соответствовали перелому при перегрузке при кручении. Возникновение разрушения и поверхности излома стержней показаны на рис. 4. По поверхности излома был сделан вывод, что отказ произошел из-за перегрузки и что перегрузка, вероятно, возникла из-за неправильного радиуса плеча.

Рис.3 Рис. 4

Анализ твердости

Анализ твердости расколотых стержневых материалов проводили с использованием прибора для определения твердости по Роквеллу. Измерения проводились на трех разных участках поверхности. Значения твердости сердцевины и поверхности приведены в таблице 1. Твердость стержней наблюдалась как 44–46 HRC, что согласно литературным данным [3, 4] является подходящим значением для метательной системы.

Таблица 1 Значения твердости торсионов

Химический анализ

Химический состав пружинной стали 50CrV4 в соответствии с EN10132-4 показан в таблице 2.Химический состав материала стержня был определен спектроскопическим анализом и приведен в Таблице 3. Из химического состава было понятно, что материал представляет собой пружинную сталь. Материал прутка содержит C, Cr, V и Mn, которые делают закаленную и отпущенную структуру достаточно прочной. Добавки C и V улучшают прокаливаемость стали. Хром повышает коррозионную стойкость, а марганец добавляется для раскисления расплава и улучшения обрабатываемости.

Таблица 2 Химический анализ пружинной стали 50CrV4 в соответствии с EN10132-4 Таблица 3 Химический анализ материалов торсиона

Металлографический анализ

Металлографические образцы сначала шлифовали, полировали и травили с использованием стандартных методов для изучения внутренней структуры.В исследованиях использовался световой оптический микроскоп. Микроструктуры материалов вышедших из строя стержней демонстрируют аналогичные структурные характеристики (рис. 5). Существование карбидов в сплаве связано с наличием в сплаве 0,95% хрома. В отпущенной мартенситной матрице в микроструктуре можно увидеть очень тонкие карбидные частицы. На основании этих наблюдений был сделан вывод о том, что процесс термообработки был проведен надлежащим образом.

Рис. 5

Микроструктура материалов для стержней (протравленных ниталом, 500×): ( a ) Стержень 1; ( б ) Бар 3

Расчет напряжения при кручении

Поскольку визуальный осмотр показал, что разрушение было вызвано кручением, напряжение при кручении τ т на штанге было рассчитано.{4} }}{{32 \cdot L_{\rm f} }}} $$

(2)

Из уравнения. 2, максимальный крутящий момент M tmax был рассчитан как 905,5 Нм. Используя уравнение 1 и табл. 4, напряжение кручения τ t было рассчитано как 671,4 МПа. По данным литературы [5] усталостная прочность при кручении τ тс , материала 570 МПа.Это значение ниже расчетного значения, что свидетельствует о том, что следует ожидать усталости при кручении. В этом случае стержни имеют запас прочности меньше единицы, около 0,84, и стержни не обладают необходимой прочностью на кручение. Кроме того, анализ усталости обычно требует учета ряда факторов усталостной прочности, таких как состояние поверхности, размер и концентрация напряжения. Когда эти факторы будут приняты во внимание, коэффициент безопасности будет уменьшен. Таким образом, трещины наблюдались на поверхности стержня.

Таблица 4 Расчетные значения напряжения кручения

Как отрегулировать торсионы Mopar – Новости RacingJunk

Давайте улучшим езду на наших Мопарах! Изображение со скриншота.

Регулировка классической подвески Mopar с помощью торсионов

Давайте улучшим езду на наших Мопарах! Изображение со скриншота.

Большинство наших классических хот-родов имеют переднюю часть, поддерживаемую спиральными пружинами. Однако наши классические тяги Mopar с кузовами A, B и E оснащены торсионной передней подвеской.В подвесках с винтовыми пружинами высота дорожного просвета и жесткость контролируются устанавливаемыми нами винтовыми пружинами. В подвесках с торсионной подвеской они управляются торсионной балкой. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое торсионы и как они регулируют дорожный просвет и жесткость. Затем мы рассмотрим, как отрегулировать дорожный просвет торсионной подвески. Наконец, мы поговорим о том, как заменить их, чтобы получить более жесткую езду.

Что такое торсионы?

Торсионы работают по принципу крутящего момента.Изображение предоставлено: Hotchkiss

ПОЛНОЕ ВИДЕО ЧЕРЕЗ Charger383Mopar

По сути, торсион представляет собой высокопрочный стальной стержень, который соединяется с рамой за передними колесами и нижним рычагом подвески. Оба конца торсиона имеют шестигранную форму в виде гайки. Гнездо, в которое входят концы торсиона, также имеет шестигранную форму. Гнездо на раме за рулем закреплено — оно не может двигаться. Гнездо на нижнем рычаге перемещается вместе с рычагом, закручивая торсион.

Как работают торсионы?

Торсион скручивается, когда нижний рычаг поднимается и опускается, сопротивляясь движению вверх и вниз рамы и подвески относительно друг друга. Как я упоминал выше, задняя розетка на раме не двигается, а передняя двигается вместе с нижним рычагом. Также есть рычаг регулировки дорожного просвета и болтовой механизм, который увеличивает или уменьшает кручение на руле, и это действие регулирует дорожный просвет автомобиля.

Этот парень, вероятно, использовал тиски или большой зажим, чтобы переустановить свои торсионы и ослабить этот. Изображение предоставлено rennlist.com

Рычаг или лезвие регулятора дорожного просвета поворачивается внутри крепления нижнего рычага и втулки. Когда вы поворачиваете винт регулировки высоты дорожного просвета, это лезвие поворачивается на втулке, поворачивая шестигранное гнездо, в котором находится конец торсиона, добавляя или уменьшая кручение на стержне. Если вы добавите к нему кручение, вы увеличите дорожный просвет, а удаление кручения (или натяжения) из руля уменьшит дорожный просвет.В какой-то степени увеличение дорожного просвета также делает езду более жесткой, поскольку увеличивает натяжение торсионов.

Регулировка дорожного просвета с помощью торсиона

Передняя часть торсиона в сборе, включая механизм регулировки дорожного просвета. Изображение со снимка экрана PST-видео.

Самый простой способ сделать это — поднять переднюю часть автомобиля с помощью домкрата на k-образной раме, а затем использовать домкраты для ее поддержки. Припаркуйте автомобиль на плоской и ровной поверхности и заблокируйте задние колеса, убедившись, что коробка передач находится либо на передаче, либо на парковке, а стояночный тормоз надежно затянут.

На этом изображении показано, как переднее шестигранное гнездо может поворачиваться. Именно это поворотное действие контролирует высоту и качество езды. Изображение со снимка экрана PST-видео.

Просуньте кусок картона под машину или воспользуйтесь ползунком. Обильно распылите вашу любимую смазку на болты регулировки дорожного просвета в нижних рычагах. На некоторых автомобилях также может быть полезно надеть головку на головку болтов и несколько раз постучать по головке молотком, чтобы ослабить ржавчину.

Болт регулировки дорожного просвета, вид из-под машины.Изображение со скриншота.

Помни-правша, туго-левша, рыхлая. Если вы повернете болт регулятора дорожного просвета по часовой стрелке (вправо), вы поднимете автомобиль. И наоборот, если вы повернете его против часовой стрелки (влево), вы опустите его, сняв напряжение с торсиона. К сожалению, инженеры Chrysler не разработали эти подвески, чтобы дать нам большую свободу действий в регулировке дорожного просвета. Использование торсиона для регулировки дорожного просвета — это просто точная настройка дорожного просвета — максимум на пару дюймов. Чтобы значительно опустить переднюю часть, нам нужно установить опускаемые оси, и это тема для следующей статьи.

Проблема со стоковой торсионной подвеской

У меня было две машины с торсионной подвеской. Оба были Charger — 74-го и предсерийный 65-го. Пока я не заменил торсионы, оба ехали как тунцовые лодки. Отлично, если вы хотите представить, что вы находитесь в открытом море, но ужасно, если вы пытаетесь вырезать угол или даже получить хорошее время на 60-футовой трассе. Я довольно быстро заменил торсионы на стержни диаметром 1,03 дюйма. На самом деле, у меня были новые, ожидающие 65-го года еще до того, как он был доставлен мне первоначальным владельцем.Менять их не так уж и сложно, просто на это уходит много времени. Давайте посмотрим, как это сделать.

Шаг 1. Поднимите переднюю часть в воздух

Как и всегда при работе с подвеской, паркуйте автомобиль на ровной ровной поверхности. Это означает, что о вашей угловой дороге не может быть и речи. Включите передачу или парк и надежно затяните стояночный тормоз. Поместите домкрат под k-образный элемент и поднимите переднюю часть достаточно, чтобы с комфортом попасть под машину. Установите домкраты под раму за передними колесами и осторожно опустите автомобиль на них.Если у вас есть пандусы, используйте их. Надень защитные очки Сэма. НЕ ПОДДЕРЖИВАЙТЕ АВТОМОБИЛЬ ЗА НИЖНИЕ РЫЧАГИ ИЛИ ШАРОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ!

Шаг 2. Снимите натяжение с торсиона

Залезьте под машину, чтобы увидеть нижнюю часть нижнего рычага. Внутри нижнего рычага вы увидите болт примерно в двух-трех дюймах от точки поворота нижнего рычага. Это болт регулятора дорожного просвета. Используя 5/8-дюймовую головку (может быть, 9/16 на некоторых автомобилях), ослабьте этот болт, пока он не будет болтаться.Вы хотите, чтобы каждый бит напряжения был снят с болта и, следовательно, с торсиона.

Шаг 3. Снимите стопорный зажим торсиона

На этом изображении показан удерживающий зажим, который необходимо снять, чтобы снять торсион. Изображение со скриншота.

Переместитесь туда, где вы можете увидеть заднюю часть гнезда торсиона в раме за передними колесами. С помощью плоскогубцев осторожно снимите стопорную скобу торсиона. Это похоже на С-образный зажим с крыльями, которые охватывают верхнюю кромку гнезда торсиона.Возможно, вам придется распылить немного очистителя тормозов и проволочной щетки вокруг области, чтобы увидеть зажим. Используйте плоскогубцы, чтобы сжать крылья вместе и вытащить его из гнезда.

Шаг 4. Очистите торсион

На этом изображении показан правильно установленный торсионный инструмент Mopar. Если вы заменяете стержни, вам это действительно не нужно. Изображение со скриншота.

Подождите. Почистить торсион, который я собираюсь снять? Если вы собираетесь повторно использовать старый пыльник на торсионе перед задним разъемом, да, очистите торсион.Если вы собираетесь заменить пыльник торсиона на новый, не беспокойтесь об этом. Тем не менее, вы можете обильно побрызгать как внутреннюю, так и переднюю часть втулки вашей любимой смазкой (WD-40). Несколько раз ударьте по розетке с обеих сторон рамы, достаточно сильно, чтобы она знала, что вы там, но не достаточно сильно, чтобы оставить следы. Вы просто хотите удалить ржавчину и немного ослабить смазку.

Шаг 5. Снимите старый торсион

Если вы хотите стать профессионалом в области подвески, вы можете поискать подходящий инструмент Mopar Torsion Bar.Этот от Classic Industries стоит всего 40 баксов и прекрасно работает, не рискуя повредить торсион, что может ослабить его и привести к поломке под нагрузкой. Если нет, и поскольку мы все равно выбрасываем старые, просто используйте пару тисков хорошего размера и крепко зажмите их.

На этом изображении показан передний конец торсиона после его извлечения из переднего шестигранного гнезда. Изображение со скриншота.

Теперь обильно сбрызните гнезда торсионов спереди и сзади с помощью смазочно-жидкостного ключа.Покачивайте зажим торсиона/захваты тисков вперед и назад, когда вы ударяете зажимом по направлению к задней части автомобиля. Вам нужно, чтобы планка переместилась примерно на дюйм, прежде чем она освободится. Ваш молоток должен ударять по зажимному устройству как можно ближе к торсиону. Если вы этого не сделаете, вы будете рассеивать силу молота на инструмент и свою руку, вместо того, чтобы использовать его для освобождения торсиона. Как только вы ослабите торсион, просто вытащите его из задней части гнезда.

ПРИМЕЧАНИЕ: На некоторых автомобилях, особенно в районах со снегом, может потребоваться подогрев заднего гнезда, чтобы убедить его освободить торсион.Вы можете использовать для этого горелку, но также можете использовать хороший фен или тепловую пушку, если у вас нет доступа к горелке.

Шаг 6. Установите новый торсион

Некоторые новые комплекты торсионов поставляются только с самими торсионами, в то время как другие содержат все: новые торсионы, регулировочные болты и пластины, а также пыльники. Если ваш пришел со всем, снимите регулировочный болт и пластину и замените их новым оборудованием. Если нет, вставьте передний конец шины в заднее гнездо и наденьте защитный кожух на переднюю часть шины.

Перед установкой новых торсионов следует осмотреть втулки нижних рычагов. Этот нужно заменить. Изображение со скриншота.

Нанесите тонкий слой смазки для осей или подшипников в обе втулки после тщательной очистки от старой смазки. Нажимайте на планку сзади до тех пор, пока она не войдет в переднее гнездо. Используйте плоский пробойник или дюбель против заднего конца торсиона и сильно (но не сильно) ударьте по нему, чтобы убедиться, что стержень правильно установлен спереди и сзади.Установите новый С-образный зажим. Убедитесь, что багажник плотно прилегает к передней части рамы. Закрутите болт регулировки дорожного просвета примерно на два оборота после того, как почувствуете натяжение.

Шаг 7. Регулировка дорожного просвета

Если вы ищете здесь заводские спецификации, я не могу вам помочь. Я устанавливаю клиренс на всех своих машинах как можно ниже, не царапая и при этом имея возможность поворачивать руль от упора до упора. Если вы хотите установить заводскую спецификацию, я предлагаю позвонить в магазин шин / подвески или поговорить с Google.В любом случае, возьмите с собой рулетку.

Поставьте машину так, чтобы колеса снова коснулись земли и подпрыгнули (СИЛЬНО) на обоих передних крыльях и быстро соскочили (тест на толчок). Вы хотите снова настроить подвеску автомобиля. Теперь отрегулируйте торсионы до желаемой высоты дорожного просвета. Используйте рулетку в точке поворота нижнего рычага управления на земле, чтобы убедиться, что у вас одинаковая высота слева и справа. Если нет, корректируйте, пока не сделаете.

Теперь снова проведите тест на рывок, чтобы убедиться, что подвеска равномерно нагружена и ничего не трет.Поверните руль в одну сторону, пока рулевое колесо не заблокируется, и проверьте зазор в колесных арках. Полностью поверните колеса в другую сторону и проверьте еще раз. Измерьте высоту дорожного просвета еще раз, чтобы убедиться, что обе стороны равны.

Независимо от того, значительно ли вы изменили клиренс автомобиля или нет, вы должны взять его для проверки развала-схождения. Если у вас есть датчик развала, сделайте это сами. Теперь води его, как будто ты его украл!

До встречи на трассе!

Что такое пружина кручения? — Определение, типы и применение

Что такое пружина кручения?

Пружины кручения могут накапливать и высвобождать угловую энергию или статически удерживать механизм на месте, отклоняя ножки вокруг оси центральной линии тела.Они обеспечивают устойчивость к скручиванию или силе вращения. Такая пружина уменьшит диаметр корпуса и несколько увеличит длину корпуса при отклонении в предпочтительном направлении вырабатываемого ветра.

Пружины кручения представляют собой спиральные пружины, создающие крутящий момент или вращающую силу. Концы торсионной пружины прикреплены к другим компонентам, и когда эти компоненты вращаются вокруг центра пружины, пружина пытается вернуть их в исходное положение.Хотя название подразумевает иное, пружины кручения подвержены изгибающим, а не скручивающим напряжениям.

Пружина этого типа обычно имеет закрытую обмотку, но может иметь шаг для уменьшения трения между витками. Они обеспечивают устойчивость к скручиванию или силе вращения. В зависимости от применения торсионные пружины могут быть рассчитаны на движение по часовой стрелке или против часовой стрелки, что определяет направление ветра.

Пружины кручения Характеристика

Конфигурация пружин кручения предназначена для накопления и высвобождения угловой энергии или для статического удержания механизма за счет отклонения ножек вокруг оси средней линии тела.Такая пружина уменьшит диаметр корпуса и несколько увеличит длину корпуса при отклонении в предпочтительном направлении вырабатываемого ветра.

Направление искусственно созданного ветра также может быть важным для торсионных пружин, поскольку во время сборки расположение опоры/крепления ноги должно быть с левой или с правой стороны.

Пружина кручения обычно поддерживается стержнем (оправкой), который соответствует теоретической линии шарнира конечного продукта.

Типы пружин кручения

Пружина кручения представляет собой пружину, которая работает за счет вращения ее конца вдоль своей оси; то есть гибкий эластичный объект, который накапливает механическую энергию при скручивании. При скручивании он создает крутящий момент в противоположном направлении, пропорциональный величине (углу), на которую он скручивается. Существует несколько типов:

  • Торсион представляет собой прямой стержень из металла или резины, который подвергается скручиванию (напряжению сдвига) вокруг своей оси под действием крутящего момента, приложенного к его концам.
  • Более тонкая форма, используемая в чувствительных инструментах, называемая торсионным волокном, состоит из шелкового, стеклянного или кварцевого волокна под напряжением, которое скручено вокруг своей оси.
  • Винтовая пружина кручения представляет собой металлический стержень или проволоку в форме спирали (витка), который подвергается скручиванию вокруг оси витка под действием боковых сил (изгибающих моментов), приложенных к его концам, сильнее скручивая виток.
  • В часах используется спиральная пружина кручения (разновидность спиральной пружины кручения, в которой витки наматываются друг на друга, а не укладываются друг на друга), которую иногда называют «часовой пружиной» или в просторечии главной пружиной.Эти типы торсионных пружин также используются для чердачных лестниц, муфт и других устройств, которым требуется почти постоянный крутящий момент для больших углов или даже нескольких оборотов.

Использование пружин кручения

Некоторыми известными примерами использования являются сильные спиральные пружины кручения, которые приводят в действие бельевые прищепки и традиционные подпружиненные стержневые мышеловки.

Другое применение — большие спиральные торсионные пружины, которые используются для противодействия весу гаражных ворот, и аналогичная система используется для облегчения открывания крышки багажника на некоторых седанах.

Небольшие цилиндрические торсионные пружины часто используются для управления выдвижными дверцами в небольших потребительских товарах, таких как цифровые камеры и проигрыватели компакт-дисков.

Другое более специальное применение:

  • Торсионная подвеска представляет собой толстую стальную торсионную пружину, прикрепленную к кузову автомобиля одним концом и рычагом, прикрепленным к оси колеса другим. Поглощает дорожные неровности, когда колесо наезжает на неровности и неровности дорожного покрытия, амортизируя движение пассажиров.Торсионные подвески используются во многих современных легковых и грузовых автомобилях, а также в военной технике.
  • В стабилизаторе поперечной устойчивости, используемом во многих системах подвески автомобилей, также используется принцип торсионной пружины.
  • Торсионный маятник, используемый в торсионных маятниковых часах, представляет собой груз в форме колеса, подвешенный к его центру на проволочной торсионной пружине. Грузик вращается вокруг оси пружины, закручивая ее, а не раскачивается, как обычный маятник. Сила пружины меняет направление вращения, поэтому колесо колеблется вперед и назад, приводимое в движение шестернями часов.
  • Пружины кручения, состоящие из скрученных веревок или сухожилий, использовались для накопления потенциальной энергии для питания нескольких видов древнего оружия; включая греческую баллисту и римский скорпион и катапульты, такие как онагр.
  • Пружина баланса или спираль в механических часах представляет собой тонкую спиралевидную пружину кручения, которая толкает балансовое колесо назад к его центральному положению, когда оно вращается вперед и назад. Баланс и пружина функционируют так же, как торсионный маятник выше, чтобы отсчитывать время для часов.
  • Механизм Д’Арсонваля, используемый в механических счетчиках стрелочного типа для измерения электрического тока, является разновидностью крутильных весов (см. ниже). Катушка проволоки, прикрепленная к стрелке, скручивается в магнитном поле против сопротивления пружины кручения. Закон Гука гарантирует, что угол стрелки пропорционален току.
  • Микросхема DMD или цифрового микрозеркала лежит в основе многих видеопроекторов. Он использует сотни тысяч крошечных зеркал на крошечных пружинах кручения, изготовленных на кремниевой поверхности, чтобы отражать свет на экран, формируя изображение.2 и максимально допустимое напряжение сдвига 20

    Вопрос:

    Торсион используется для поглощения энергии в системе подвески транспортных средств. Первоначальная конструкция этих стержней указана диаметром 30 мм, изготовленных из стали с модулем жесткости 84 Гн/м² и максимально допустимым напряжением сдвига 200 МН/м². Энергия, поглощаемая стержнем, считается эквивалентной падению груза массой 50 кг с расстояния 150 мм. Какова необходимая длина торсиона?

    Энергия, накопленная за счет кручения:

    Говорят, что стержень под нагрузкой кручения накапливает энергию в виде энергии деформации.Это энергия, необходимая для создания некоторого угла поворота по длине стержня из-за приложенного крутящего момента. Математически это определяется как {eq}E_{кручение}=крутящий момент (T) \×угол\; из \;твист \;(\тета) —eq(A) {/экв}

    Опять же, уравнение кручения задается как {eq}\dfrac{Torque\; (T)}{Полярный\; Момент\; из\; Инерция\; (I_{p})}=\dfrac{Максимум\; Сдвиг\; Напряжение\;(\tau_{max})}{Внешний\; Радиус\; (R)} — экв.(B) {/экв}.

    С точки зрения угла закручивания из-за приложенного крутящего момента, {eq}\dfrac{Torque\; (T)}{Полярный\; Момент\; из\; Инерция\; (I_{p})}=\dfrac{Модуль\; из\; Жесткость (G) \times Angle\;of\;Twist (\theta)}{Length\;of\;Bar (l)} — eq(C) {/экв}

    Приведенные выше уравнения крутящего момента устанавливают связь между приложенным крутящим моментом с точки зрения геометрических свойств, таких как полярный момент инерции и размеры стержня, и свойством его материала, а именно модулем жесткости.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.