какие виды торсионов применяются в подвеске
Торсион (ликбез для обычных людей)
Спросите у любого вашего знакомого автослесаря, какие три слова ассоциируются у него с торсионом. Уверен, что одно из них, будет слово “кувалда”, а два других — непечатные.
Происхождение указанного ассоциативного ряда, связано с разборкой изделия. Кувалда и #бошить… Причем долго, самозабвенно и не всегда с положительным результатом.
Обратимся к матчасти, за описанием:
Торсион — пружина в виде вала, работающего на кручение. Торсион выполняют в виде длинного вала, обладающего малой крутильной жесткостью, или в виде нескольких последовательно соединенных валов, расположенных параллельно.
Бывает торсион поперечный (поперек брички) одновременно создающий жесткость на два рычага одной оси, а бывает продольный (“внедорожный”) регулирующий жесткость на одном колесе.
ru.wikipedia.org/wiki/Торсион
“А нафига он там вааще. ” — спросит меня пытливый читатель, далекий от устройства подвески автомобиля. Объясняю: для придания жесткости подвески и уравновешивания веса автомобиля. Как альтернатива рессорам и пружинам в обычных тачках, что колесят по городу. Причем, даже в нашем автопроме, применение торсиона далеко не редкость. Спроси я вас, где использовались торсионы, вы сразу ответить не сможете… А я помогу: передний мост Запорожца (в заднемоторных ЗАЗ) и легковых моделей ЗИЛ, ЛуАЗ. Про танки и бронетехнику, я вообще молчу. Ну а по миру, в многих французских моделей 1950-х — 1970-х годов, почти всех автомобилей Chrysler с конца 1950-х до 1980-х годов, автомобилей фирмы Mazda (Demio, Familia, Capella) конца 1990-х годов, Alfa Romeo, Suzuki SX4, и т.д. Причем, “лягушатники” успешно лепят торсионы и по сей день в “Пыжиках” 206,207,307 и прочих Ситроенах Берлингах и иже с ними, в малом коммерческом классе.
Вот полезная вещь, скажите вы, почему тогда вызывает такие ассоциации? Да потому, что разборка торсиона, дело хлопотное и трудоемкое. Поскольку, разговор идет о скручивании металлических стержней, которые нужно отделить от рычагов, заменить подшипники и все смазать, можете себе представить как это геморройно? Ведь никто не приезжает на новом и исправном торсионе… Все привозят уже задроченное изделие, пробежавшее сотню тысяч километров, когда колеса стоят “домиком”, заваленной верхней частью в сторону кузова по вертикальной оси. Все грязное, заржавленное и не желающее покидать насиженные пазы. Вот здесь и начинаются “приседания” с кувалдой и гидрорастяжками, матом и болью в мышцах. Кроме того, торсион — это почти вся задняя подвеска. Здесь не как в остальных многорычажках, “одну сторону”, где есть раздражающий стук, не сделать. Если “прилипаешь” с ним, то делаешь все. И потом ездишь долго и счастливо. Отсюда и высокая цена ремонта.
Вот так выглядят пальцы торсиона (по которым двигается рычаг) у каждого второго автомобиля.
Что такое торсион в подвеске автомобиля и как он устроен
Торсионная подвеска появилась на автомобилях еще в 30-х годах прошлого века. Подобные подвески на основе упругого элемента, который работает на скручивание, применялись не только в легковых машинах, но и на тяжелой бронетехнике и грузовиках. Легкость, прочность, компактность – все про него. Торсион что это такое и принцип его работы разберем на следующем примере.
Что такое торсион в автомобиле
Торсион это металлический стержень круглого, квадратного или составного сечения, один конец которого жестко закреплен на кузове, а второй крепится к рычагу подвески. Таким образом, при наезде на препятствие происходит его скручивание вокруг своей оси. Самым распространенным примером торсиона на машине является любой стабилизатор поперечной устойчивости.
Диаметр упругого элемента точно рассчитывается под заданные характеристики автомобиля, а по типу расположения торсион может быть продольным или поперечным. Важную роль в работе оказывает состав стали, из которой он сделан. Металл должен быть в меру податливым и упругим, но при этом выдерживать сотни тысяч скручиваний. Для защиты от коррозии поверхность покрывают специальной эластичной краской или полимером.
Примером использования торсионной полунезависимой подвески в легковом автомобиле являются некоторые модели от Пежо, Рено, Ситроен, пикапы и внедорожники Тойота, Исудзу, Мазда.
История появления торсионной подвески
С момента своего появления в 1930-х годах на машинах марки Citroen торсион в подвеске использовался почти всеми крупнейшими производителями: Рено, Пежо, Крайслер, Форд, ЗИЛ, Мазда, ЛуАЗ и другие. Прежде всего привлекала компактность и простота как передней, так и задней подвески авто. Благодаря этому, стало возможным создать компактный переднеприводный автомобильчик, например Ситроен 2CV или Рено 16. Ресурс металлических стержней также был выше у амортизаторов и пружин того времени, а понятие управляемости отличалось от современных представлений об эталонном поведении автомобиля.
В настоящее время торсионная подвеска продолжает массово использоваться на французских машинах. Например, Ситроен Ксара удачно совмещает торсион в задней балке и современный Макферсон в передней.
Принцип работы торсионной подвески
Упругий металлический стержень размещают продольно в раме автомобиля или поперечно между рычагами подвески. Концы торсиона снабжены шлицевым соединением для надежной фиксации и имеют возможность регулировки. Для этого изменяют на несколько градусов начальный угол установки стержня, что увеличивает или уменьшает упругую силу скручивания.
Под нагрузкой усилие от колеса передается на рычаг, который в свою очередь начинает закручивать упругий элемент до достижения предельного значения. После снятие нагрузки колесо возвращается в исходное положение. Устройство торсиона в этом аналогично рессорной подвеске, когда происходит сжатие полосы металла. Но в отличие от рессоры, торсион быстрее реагирует на различные неровности и обеспечивает лучшую плавность хода.
Типы торсионных подвесок
У конструкторов появилось новое техническое средство для реализации различных компоновочных схем автомобиля. Поэтому сейчас можно встретить полностью независимые и полузависимые подвески, которыми оснащаются автомобили самых разных классов.
Передняя независимая
Данный тип получил распространение на гоночных автомобилях (например, Porsche), коммерческих грузовиках и внедорожниках. Для крепления колеса и ступичного узла используют двойные рычаги, а роль пружины выполняет размещенный вдоль кузова торсион. Регулируя его длину, толщину и угол установки можно поднимать или опускать кузов, настраивать подвеску для конкретных дорожных условий.
В дополнение к основному торсиону устанавливают амортизаторы для гашения колебаний, стабилизатор поперечной устойчивости. По управляемости автомобиль с передней независимой подвеской не уступает, а иногда даже превосходит машины с амортизаторной стойкой типа МакФерсон.
Задняя независимая
Задняя независимая торсионная подвеска отличается от такой же передней. Типичным представителем авто с такой схемой является Рено 16. В нем была реализована конструкция с двумя поперечными упругими стержнями, причем один из них находился позади другого. Соответственно точки крепления рычагов подвески левого и правого колеса были несколько смещены относительно друг друга.
В результате получилась очень компактная и прочная подвеска, увеличилось багажное отделение, но управляемость из-за разной базы задних колес оставалась неважной. Другим примером задней независимой подвески является использование продольных штанг и отдельные рычаги для левого и правого колеса. На легковых машинах большого распространения данная схема не получила, зато часто встречается на легковых прицепах и спецтехнике.
Задняя полузависимая
Гибридная конструкция, сочетающая упругие свойства торсиона и жесткой поперечной балки. В этом случае два продольных рычага соединены одним упругим улементом, поэтому при сжатии одного колеса усилие частично передается на второе. Это не дает полной свободы обоим колесам, но управляемость и поведение автомобиля на дороге заметно улучшается в сравнении с полностью зависимой.
U-образная торсионная балка всегда работает в сочетании с пружиной и амортизатором. В настоящее время широко применяется на всех бюджетных переднеприводных автомобилях – ВАЗ, Тойота, Фольксваген, Рено и многих других.
Совет! Чтобы точно узнать какой тип подвески на вашем автомобиле достаточно просто заглянуть под машину. Длинные штанги торсионов невозможно спутать ни с чем другим.
Плюсы и минусы торсионной подвески
Несмотря на то, что такие торсионы на автомобиле уже давно и успешно применяются, у подвески такого типа есть немало отличительных особенностей, которые мешают массовому внедрению.
Начнем с преимуществ:
Большинство этих свойств было актуально в середине прошлого века, когда от легковушки требовалось простота и надежность конструкции, тогда как другие качества отходили на второй план.
На современном ТС недостатки торсиона становятся очевидны:
Применение торсиона в современном автопроме
Наибольшее распространение торсионы в подвеске получили в бронетехнике, гусеничной технике и в тяжелых грузовиках. Определяющим фактором стало свойство торсиона выдерживать очень большие нагрузки и при этом занимать мало место в трансмиссионном отсеке. Управляемость и стоимость изготовления подвески в этом случае отходит на второй план. По этой схеме построены все современные танки и бронетранспортеры.
Второе направление использования торсионов – это легкие коммерческие автомобили. Тут уже определяющим фактором служит объем грузового отсека и грузоподъемность. Поэтому максимально компактная и простая задняя подвеска пришлась как нельзя кстати. Сегодня такой тип можно увидеть на: Пежо Партнер, Ситроен Берлинго, Рено Меган, Рено Кангу.
Примерная цена работ по обслуживанию подвески такого типа. Стоимость самого упругого стержня для машин бюджетного класса около 6-7 тысяч рублей, держатели и сайлентблоки обойдутся еще в 700-1000 рублей. Замена в сервисе будет стоить еще пару тысяч, но можно сделать все работы своими руками при наличии специального ключа и съемника.
Совет! Далеко не все сервисы берутся за эту работу, поэтому стоимость может сильно отличаться от указанной. Как правило, самые адекватные цены у официальных дилеров.
Регулировка торсионной подвески своими руками
Необходимость регулирования натяжки торсиона возникает из-за их неравномерного износа или после каждой замены. Визуально этот параметр определяется методом измерения от земли до кузова автомобиля или в контрольных точках, которые указаны производителем в руководстве по эксплуатации. Периодичность проверки для внедорожников – каждые 10 тыс. км.
Простую подтяжку торсионов можно сделать своими руками. Для этого потребуется смотровая яма или подъемник, линейка (штангенциркуль), домкрат, набор ключей.
Важно! подтягивать гайку натяжителя можно только на приподнятом авто, каждый раз измеряя изменение клиренса.
Торсионная подвеска хоть и несколько непривычна для обычного автолюбителя, но достаточно широко распространена. Поэтому при выборе авто всегда следует обращать внимание на данную особенность и учитывать во время дальнейшей эксплуатации. Как показывает практика, современный торсион на легковом ТС – это надежный и ремонтопригодный узел и боятся его не стоит.
Устройство и принцип работы торсионной подвески автомобиля
Все мы знаем, что собой представляет подвеска автомобиля. Это мощная конструкция, которая выполняет три основные функции – обеспечивает качественное сцепление колес с покрытием, контролирует положение кузова и сводит к минимуму нагрузку на колеса.
В свою очередь, авторынок не перестает удивлять автолюбителей многообразием новинок.
К примеру, такие как подогреватель тосола, адаптивный круиз-контроль, новейшие типы торсионных подвесок. Технологии не стоят на месте и постоянно удивляют автолюбителей.
Особенности подвески
В современных автомобилях встречается множество видов подвесок – пружинные, рессорные, пневматические и прочие. Но из них все большую популярность набирает торсионная подвеска.
По сути, основным упругим элементом этого узла является торсион – металлический стержень, который имеет круглое (квадратное) сечение и шлицевые соединения по краям.
Конструктивно торсионы состоят из балки (сечение может различаться), стержней и нескольких пластин.
Отличительная особенность торсиона заключается в том, что одной стороной он фиксируется к кузову автомобиля, а другой – к направляющему узлу (чаще всего эту функцию выполняет рычаг).
Во время поворота колес в одну или другую сторону происходит скручивание торсиона. Именно так формируется жесткая связь кузова транспортного средства с его колесами.
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.
Основные типы
Сегодня можно выделить несколько основных типов торсионных подвесок.
С двойными поперечными рычагами.
В этом случае торсионы расположены параллельно кузову автомобиля. Такая конструктивная особенность позволяет выполнять точную регулировку подвески в весьма широком диапазоне.
Из конструктивных особенностей стоит выделить крепление одной стороны торсиона к поперечному рычагу, расположенному в нижней части автомобиля (в некоторых случаях крепление производится к противоположному рычагу). С другой стороны, торсион крепится к кузову машины.
Такой торсион чаще всего применяется на авто, отличающиеся повышенной проходимостью. Так, торсионы с двойными поперечными рычагами очень любят американские и японские производители.
С продольными рычагами.
Здесь основное отличие – соединение торсионов с продольными рычагами. Следовательно, они располагаются уже не параллельно кузову (как это было в случае с прошлым видом подвески), а поперек.
Такие торсионы чаще всего устанавливается на небольших легковых авто и применяется сегодня.
Со связанными продольными рычагами.
В последние годы этой конструкции производители уделяют все больше внимания. Ее особенность в направляющем узле, роль которого выполняет пара продольных рычагов.
Последние с одной стороны подсоединены к ступицам колес, а с другой – к кузову машины.
Особой конструкцией отличается и сама балка, которая в сечении имеет U-образную форму.
Именно такая особенность придает подвеске особой жесткости на изгиб. И это притом, что жесткости на кручение почти нет. Многие считают это недоработкой.
На самом же деле это такая задумка разработчиков. Благодаря таким особенностям, колеса могут двигаться по вертикали, как угодно. По сути, они не зависят друг от друга.
Задняя подвеска Audi A4 B7.
К основным элементам таких конструкций можно отнести шарнир (выполнен из резины и металла), ступица колеса, витая пружина, торсионная (поперечная) балка, продольный рычаг и амортизатор.
Преимущества и недостатки
Как и любые другие сложные конструкции, торсионы обладают определенными преимуществами и недостатками.
Из положительного можно выделить:
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.
Особенности регулировки
Как мы уже упоминали, одно из основных преимуществ торсионных подвесок – возможность регулировки.
Большой плюс здесь в том, что автолюбителю не нужно тратить деньги на посещение СТО и оплату услуг дорогостоящих мастеров – всю работу можно сделать самостоятельно, с помощью нескольких простых ключей.
Так, любители спортивного стиля езды часто решаются к занижению задней части автомобиля.
И действительно, в некоторых случаях подобные шаги вполне оправданы и позволяют уменьшить общую осадку автомобиля и повысить жесткость подвески.
Но здесь есть одна большая опасность. Чрезмерное занижение подвески однозначно приведет к повышению нагрузки. Как следствие, торсионы меньше служат и быстрее выходят из строя.
Высота торсионной подвески меняется посредством изменения высоты торсиона или, если быть точнее, его «звезды» (шлицевого оконцевателя).
Как правило, торсионы имеют по краям специальные шлицевые разъемы («папы»). При этом один край подвески фиксируется с корпусом балки, а другой коммутируется со шлицевым разъемом («мамой»).
Стандартная позиция шлицов всегда помечена, изменение высоты в большую или меньшую сторону позволяет, соответственно, повысить или уменьшить жесткость подвески.
Где применяются сегодня?
В последние годы торсионные подвески становятся все более популярными. Как мы уже упоминали, в большинстве случаев они устанавливаются на грузовых автомобилях и внедорожниках. Но постепенно вектор смещается в сторону легковых авто.
Так, торсионы устанавливаются на авто брендов SMA, Lifan и Samand. Кроме этого, торсионная подвеска стоит на Peugeot 405, Citroen Xsara, Peugeot 405, Peugeot Partner, Citroen Xsara, Citroen AX, Citroen Berlingo, Peugeot 306, Peugeot 206, Citroen Xsara Picasso и ряде других моделей. При этом с каждым годом к этой группе подключается все новые и новые марки авто.
Вывод
Производители во всем мире усердно работают над усовершенствованием торсионных подвесок и снижением себестоимости их производства.
К процессу создания активно подключается современное оборудование и уникальные компьютерные программы. По заявлению некоторых специалистов в ближайшие годы торсионная подвеска сможет догнать по популярности своих конкурентов.
Но в настоящее время большинство производителей пока не идут на массовое внедрение торсионов. О причинах этого решения мы уже говорили выше.
Но в любом случае остается надежда, что со временем эта тенденция все-таки поменяется, ведь торсионная подвеска – это действительно уникальная разработка, которая требует особого внимания.
Все про торсионную подвеску
Что бы езда на авто была комфортной, между кузовом и шасси должна быть упругая связь. Ее обеспечивают элементы ходовой системы, которые называются подвесками. Они бывают металлические (спирали, пружины, торсионы) и неметаллические (резиновые, пневматические). Торсионной подвеской комплектуются автомобили с различной грузоподъемностью, военная бронированная техника.
Что такое торсион?
По устройству бывают:
По размещению:
По сечению:
Один конец при помощи шлица жестко закрепляется на рычаге подвески, второй так же на раме (кузове). Оси вращения и закручивания расположены на одной линии. Сопротивление во время нагрузки рассчитывается перед изготовлением. Роль торсиона — обеспечить соединения кузова с подвеской, удержать вес авто.
Устройство и принцип работы торсионной подвески
Назначение подвески — во время чрезмерных нагрузок на колесах защитить кузов от резких перекосов, обеспечить плавный ход транспортного средства и комфорт водителя и пассажиров в салоне автомобиля. Хотя торсион работает как пружина, эффективность выше. Во время езды по некачественному покрытию несущий рычаг закручивает торсион. При его возвращении в первоначальное положение рычаг тоже выравнивается.
Видео принцип действия торсионной подвески
Один конец стержня закрепляются на рычаге, второй на раме или кузове. Стержни по отношению к кузову занимают продольное или поперечное положение. Продольное характерно для тяжелых грузовых авто, поперечное — для легковых, оснащенных задним приводом. Валы располагаются вдоль кузова.
Виды торсионных подвесок
Существует несколько видов торсионных подвесок:
Первые 2 вида считаются независимыми, хорошо регулируют плавность движения. Один конец закрепляется на рычаге, второй на раме. Используется для комплектации передних осей внедорожников.
Расположение подвески-балки по отношению к кузову поперечное, закрепляется на рычагах колес. Используется для комплектации легковых авто с небольшой грузоподъемностью.
Передняя независимая подвеска на продольных торсионах
Устройство независимой передней подвески:
Использование передней независимой торсионной подвески на основе поперечных рычагов во внедорожниках, оснащенных массивными приводами, и коммерческих авто возможно благодаря компактности этой подвески. Крепление осуществляется на нижний или верхний рычаг.
Задняя независимая подвеска с поперечным расположением торсиона
Независимая подвеска позволяет колесам менять вертикальное положение независимо друг от друга. Повышается уровень устойчивости, комфортности, управляемости, снижается надежность, срок эксплуатации, узел дорогой. Задняя независимая подвеска с поперечным расположением торсиона не слишком меняет качество управляемости и стабильность авто, но дает возможность увеличить багажник за счет своей компактности. Но при всем этом сейчас она почти не используется.
Полузависимая задняя торсионная подвеска
Конструкция полузависимого агрегата:
U-образная конструкция задней балки обеспечивает высокую прочность при значительном изгибе. Этот тип подвески используется на авто с передним приводом, себестоимость его производства на порядок меньше, что в итоге влияет на стоимость автомобиля в целом.
Плюсы и минусы
Как у любого узла автомобиля у торсионов есть свои преимущества и недостатки.
К плюсам можно отнести:
Минусы:
Еще видео на тему устройство и принцип работы торсионной подвески
При самостоятельной покупке, для замены необходимо учесть, что существуют левые и правые торсионы. На этих деталях имеются метки «R» (правый), «L» (левый), «-» (установка на задней части). При установке маркировку необходимо соблюдать точно.
Наши дороги далеки от идеала, поэтому подвеске необходимо уделять повышенное внимание. От ее типа зависит периодичность ремонтов. Теоретически в подобной ситуации лучшая подвеска жесткая. Исключение составляет езда по дорогам с глубокими ямами. Торсионная подвеска простая, но подходит лишь для управления на сравнительно низкой скорости и по пересеченной местности. По этому на сегодняшний день устанавливается на габаритных машинах, грузовиках и военной технике. Для спортивной езды торсионы совершенно не приспособлены.