Плюсы и минусы торсионной подвески. обзор в деталях

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.

Применение торсионной подвески

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

Фольксваген Жук 1963 года

В 40-х годах на то, как работает торсионная подвеска, обратили внимание военные инженеры. Ее стали использовать в танках советского и немецкого производства

В послевоенные годы торсионную подвеску устанавливали большинство европейских производителей, но со временем ее популярность упала, уступив место более практичной с экономической точки зрения пружинной.

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

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.

Причины ремонта

Распиновка USB по цветам

История появления торсионной подвески

Впервые торсионную подвеску начали использовать на задней оси в первой половине XX века. Первопроходцами были Citroen, а позднее ее можно было встретить на всех автомобилях Porsche. Следом устройство оценили Renault, Chrysler, наш отечественный ЗиЛ и прочие.

Такое широкое распространение обусловлено по большей части отсутствием аналогов, которые могли бы обеспечивать схожую плавность хода (главная проблема тех лет), простоту, надежность и, что было важно в послевоенные годы — дешевизну, главный фактор и по сей день

Правда в 1989 году торсионная подвеска окончательно отжила свое и с того года все уважающие себя компании перешли на системы МакФерсона и многорычажки (не считая откровенно бюджетных авто).

Принцип работы торсиона в автомобиле

Как понятно из названия, в основе системы заложен принцип торсиона — металлический стержень скручивается вокруг своей оси, погашая неровности на дороге.

Когда нагрузка увеличивается, рычаг получает нагрузку, которую забирает на себя стержень. Он начинает скручиваться, уводя за собой рычаг колеса. Когда неровность минует, торсионный вал разгибается.

Независимая подвеска на двойных поперечных рычагах

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению

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.

Версии USB. Чем отличается USB 2.0 от USB 3.0

Для начала кратко общие сведения. USB-устройства бывают версий трех версий – 1.1, 2.0 и 3.0. Первая уже почти не используется, так как обеспечивает слишком низкую скорость передачи данных (12 Мбит – примерно 1,2 Мбайт/с) и может применяться исключительно для совместимости с привередливым железками. Вторая версия сейчас занимает господствующее положение. Большинство устройств, продающихся в магазинах и используемых в настоящее время, имеют поддержку второй версии. Она обеспечивает пропускную способность 480 Мбит/с, то есть скорость копирования теоретически должна быть на уровне 48 Мбайт/с. Однако из-за конструктивных особенностей и не совсем идеальной реализации на практике скорость редко превышает 30-33 Мбайт/с. Большинство внешних винчестеров умеют читать со скоростью в 3-4 раза больше. То есть этот разъем является узким горлышком, тормозящим работу современных накопителей. Для мышек, клавиатур и т. п. скорость роли не играет.

Третья версия раскрашена в синий цвет, означающий принадлежность к последнему поколению. Пропускная способность равна 5 Гбит/с, что может дать 500 Мбайт/с. Современные винчестеры имеют скорость около 150-170 Мбайт/с, то есть, третья версия USB сможет обеспечить большой запас по скорости на ближайшие годы.

Что такое торсионная подвеска

В общих чертах схема торсионной подвески выглядит следующим образом. Один конец стержня неподвижно соединяется с кузовом, другой – с рычагом. Принцип работы основан на упругости торсиона. Колесо автомобиля, перемещаясь в вертикальной плоскости, закручивает его, благодаря чему возникает упругая связь между колесом и кузовом автомобиля. Раскручиваясь к нормальному состоянию, торсион возвращает колесо в исходное положение. На видео можно посмотреть, как работает данная конструкция.

Данные упругие элементы обладают двумя особенностями:

• их вращение возможно только в сторону скручивания;
• с их помощью можно регулировать клиренс автомобиля.

Преимущества и недостатки системы торсионной подвески

За годы использования торсионной подвески она претерпела ряд модификаций, которые привели к сглаживанию некоторых из ее начальных проблем. Конечно, как и все в этом мире, этот тип подвески не без недостатков, но о них поговорим через некоторое время.

Преимущества торсионной системы

• обеспечивает бесперебойное движение автомобиля;
• стабилизирует колеса;
• регулирует угол поворота при повороте;
• поглощает вибрации от колес и кузова автомобиля.

Эта система подвески не только довольно проста как механизм, но также очень проста в установке и ремонте, что позволяет даже неопытному механику справиться с ее ремонтом в случае необходимости. Существует очень простая регулировка жесткости, которая снова под силу любому, кто хочет, увеличить и уменьшить жесткость подвески вашего автомобиля. Это моно сделать полностью самостоятельно и дома. По сравнению со многими другими типами подвесок торсионная балка очень компактная и легкая. И на десерт … Этот тип подвески долговечен и может служить вам до тех пор, пока едет ваша машина. Торсионный стержень рассчитан на эффективную работу в течение многих лет без каких-либо дефектов, и, если его ремонтируют, ремонт можно выполнить всего одной простой регулировкой и буквально с одним ключом под рукой.

Одной из самых больших проблем с кручением является неустойчивое управление автомобилем при прохождении поворотов. Для вождения автомобиля с кручением в крутых поворотах требуется много внимания и опыта со стороны водителя.

Еще одним недостатком являются дополнительные вибрации, которые передаются при остановке автомобиля. Эти вибрации особенно сильны в задней части автомобиля, и это совсем не способствует комфорту пассажиров на задних сиденьях.

Проблемой этой подвески являются игольчатые подшипники, которые имеют ограниченный пробег около 60 — 70 тыс. км, после чего их необходимо заменить. Подшипники защищены резиновыми уплотнениями, но из-за агрессивной среды, в которой эти уплотнения подвергаются воздействию, они часто ломаются или растрескиваются, что позволяет грязи, пыли и брызгам проникать в подшипники и снижать их эффективность. В свою очередь, поврежденные подшипники расширяют соединения торсионной балки, и это меняет эффективность подвески.

В качестве недостатка мы добавляем дорогой производственный процесс. Для обеспечения устойчивости металла к скручиванию при его изготовлении используются специальные процедуры поверхностного упрочнения с использованием новых технологий. Все эти инновационные технологии приводят к увеличению производственных затрат.

Однако одной из основных причин ограниченного использования торсионной подвески остается невозможность ее работы как полностью независимой подвески и обеспечения высокого уровня комфорта. Хотя торсион обеспечивает некоторый комфорт, этого недостаточно для современных автомобилей высокого класса.

Основные отличия и составляющие

На сегодняшний день существуют различные варианты автомобильных подвесок, каждая из которых отличается собственным принципом действия

Но мы уделим внимание именно указанному выше типу. По своей сути, это торсионные валы, которые предназначены для работы на кручение

Один конец вала фиксируется на шасси, тогда как другой на рычаге, расположенном перпендикулярно ему. Для изготовления деталей применяется высокопрочная сталь, способная в процессе кручения выдерживать очень большие нагрузки.

В отличие от пружинной конструкции, где основным рабочим элементом выступает пружина, здесь эту роль выполняет торсион. Это упругий вал, который жестко закреплен на несущей раме, а вторым концом он соединяется с колесной ступицей. Если подвеска передняя, то в таких случаях торсионы крепят на поперечном нижнем рычаге.

Основными элементами торсионной подвески являются следующие детали и механизмы:

• верхний и нижний поперечные рычаги;
• колесная ступица;
• стабилизатор поперечной устойчивости;
• амортизатор;
• продольный торсион;
• подрамник.

Как проверить на кредит или залог в банке?

Рессоры и торсионы

Довоенные BMW 328 имели переднюю двухрычажную подвеску со шкворнем. Ее особенность в том, что в качестве верхнего рычага использовалась… рессора. К ее концу крепился шкворень, а сама она была закреплена на раме. Нечто подобное использовалось и на машинах Skoda тех лет, только рессора была вместо нижнего рычага. А в более позднее время подвески на двух поперечных рессорах в роли рычагов применялись и на тракторах.

Обычными стальными пружинами уже никого не удивить. С переменным профилем, двойные, бочкообразные — их перепробовали во всех вариантах исполнения. Пружины из бронзы и углепластика изредка применяются в различных гоночных конструкциях, но в серийных автомобилях такую экзотику не ставят. Зато компания Audi в 2015 году на А6 применила пластиковые пружины, более легкие и не подверженные коррозии.

А вот на машинах Volvo устанавливалась поперечная рессора из композитных материалов в сочетании с задней многорычажной подвеской. Впервые она появилась на модели Volvo 960 после первого рестайлинга в 1994 году, а потом — в 2015-м, на втором поколении Volvo XC90. В Chevrolet Corvette начиная с поколения С4 присутствует такой же элемент. На машинах GM эту схему применяли с 1979-го: на платформах E-body и более поздних W-body.

К композитным упругим элементам с натяжкой можно отнести и резиновые блоки на машинах Morris Mini. Подвеска там была вполне обычная, на двойных поперечных рычагах. Зато вместо пружины и амортизатора работал композитный элемент: изящное решение, но крайне некомфортное для пассажиров.

Торсионы в креплении продольного рычага задней подвески в общем-то тоже не слишком оригинальны. На французских автомобилях Peugeot длительное время применяли в качестве упругого элемента продольные торсионы в сочетании с продольными рычагами. Торсионов в этом случае использовалось два, а в качестве подвижного соединения рычага и поперечной балки подвески устанавливался игольчатый подшипник. Кстати, именно эта особенность стала для конструкции фатальной: подшипники в подвеске оказались крайне уязвимыми.

Зато управляемость французских машин, благодаря не самой удачной кинематике такой подвески, была «интересной»: с сильной избыточной поворачиваемостью. Причем создатели смогли это обыграть как особый французский шарм. Кстати, на модели Renault 16 1965 года подвеска также была торсионной, а для удобства компоновки один рычаг располагался дальше другого аж на 70 мм. При этом длина базы у машины слева была больше, чем справа.

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:

• компактное размещение под днищем или в пределах рамы;
• простота эксплуатации и ухода за упругим элементом;
• небольшой вес всего узла в сборе;
• возможность ручной настройки на требуемые условия эксплуатации (изменение клиренса);
• простой ремонт и замена на новый торсион (может потребоваться специальный инструмент);
• срок службы рассчитан на весь срок эксплуатации машины;
• хорошая плавность хода на плохой дороге;
• высокая грузоподъемность.

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:

• регулировка и замена торсиона требует определенной квалификации и инструмента;
• сложность производства упругих штанг, их высокая стоимость в сравнении с классическими пружинами и рессорами;
• опорные игольчатые подшипники требуют регулярной замены или регулировки;
• не терпят быстрой езды по разбитым дорогам;
• в крутых поворотах требуют аккуратного и собранного вождения;
• даже исправный торсион может лопнуть от неправильной эксплуатации.

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.

Сущность операции и ее возможности

В ходе продольного скручивания пруток подвергается винтообразному переплетению оси, причем многократному. Поскольку напряженное состояние кручения характеризуется преобладанием напряжений сдвига, к которым макроструктура металла особенно критична, то далеко не все заготовки, даже при совершенном, с технической точки зрения, станке, способны выдержать торсировку без трещинообразования.

Горячая торсировка имеет ряд преимуществ: пластичность разогретого металла повышается, сопротивление деформированию, наоборот, понижается. Следовательно, снижаются нагрузки на привод станка. Во многих случаях (скручивание мягких металлов и сплавов, малоуглеродистых сталей и т.п.) можно выполнять операцию усилием самого кузнеца. Таким способом можно успешно деформировать прутки некруглого поперечного сечения, у которых пластический момент сопротивления различен по разным осям.

Вместе с тем горячее деформирование сопровождается образованием окалины, которую на готовых полуфабрикатах удалить довольно сложно. Кроме того, в процессе продольного скручивания возможно залипание отдельных зон заготовки, что препятствует дальнейшей работе над изделием, например, формированию двойной спирали.

С точки зрения возможности получения брака, ручная торсировка безопаснее, поскольку в противном случае можно «перекрутить» заготовку. Станок «Торсион» с электроприводом в таком случае следует оснащать недешевыми шаговыми двигателями, которые в состоянии останавливать вращение заготовки после определенного числа оборотов.

Типичные виды брака при выполнении данной операции представлены на рис. 1.

Рисунок 1: а) — срез прутка из материала с малой пластичностью; б) срез при недостаточном закреплении прутка в зажимах станка; в) срез при перекручивании заготовки; г) срез при неоднородной структуре металла

Таким образом, выбор способа выполнения данной кузнечной операции следует производить с учетом пластичности металла (использовать преимущественно горячекатаный прокат малоуглеродистых сталей), скорости скручивания (с ростом динамики процесса напряжения в материале увеличиваются), а также способа закрепления заготовки.

Принцип работы торсионной подвески, ее устройство, плюсы и минусы

Торсионная подвеска используется в автомобилестроении вот уже около восьмидесяти лет, впервые она была применена на автомобилях Ситроен в середине тридцатых годов прошлого века. Немного позже данной конструкцией заинтересовались немцы и реализовали ее в машине Фольксваген Жук. В отечественном автомобилестроении торсионная подвеска впервые была применена на машине «Запорожец», передняя подвеска которого была выполнена на основе двух торсионов квадратного сечения.

В настоящее время данный вид подвески получил широкое распространение среди большинства автопроизводителей, благодаря простоте конструкции, компактности и низкой стоимости.

Виды торсионных подвесок

Существует несколько видов торсионных подвесок:

1. из поперечно расположенных двойных рычагов;
2. из продольно расположенных рычагов;
3. балка-торсион (продольно расположенные связанные рычаги).

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:

• продольный торсион;
• 2 рычага колес (верхний, нижний), передающие усилие;
• гасящий колебания демпфирующий элемент;
• стабилизатор, компенсирующий крены кузова.

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

При установке зависимой подвески на автомобиле при преодолении препятствия наклоняются оба колеса. По этой причине вождение мене комфортное, на большой скорости низкая устойчивость, затруднено управление. Но такая конструкция надежная, прочная, грузоподъемность транспортного средства не ограничена.

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

Полузависимая задняя торсионная подвеска (балка) считается объединением положительных качеств независимой и зависимой. Хотя колеса связаны, они все же способны немного перемещаться по отношению друг к другу по неровной дороге.

Конструкция полузависимого агрегата:

• торсион с креплениями (втулками);
• амортизатор с пружиной;
• тормозной диск;
• рычаг колеса;
• сайлентблок (крепление на рычаге);
• ступица;
• накладки колодок.

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.

Заключение

Каждый тип подвески нашел свою нишу и неплохо себя там чувствует, продолжая постепенно развиваться. Пожалуй, специалисты в области двигателей внутреннего сгорания останутся без работы раньше, чем подвесочники! А если серьезно, то самой совершенной считается пневмоподвеска. Пока ее недостатком является сложность конструкции и цена. Но со временем, если не изобретут ничего нового, то за независимой пневмоподвеской будущее. А еще старайтесь поддерживать подвеску в исправности. Не стоит ездить с пустыми амортизаторами, гнутыми рычагами и пружиной, от которой «всего один виток с краешку отломился».