Что такое торсионная подвеска и откуда она взялась, фото и схемы

Собственно, стабилизатор поперечной устойчивости и есть торсион в полном смысле слова. Просто потому что по определению инженеры называют торсионом металлический (или композитный) стержень, способный воспринимать нагрузку на кручение. В какой-то мере торсион выполняет роль упругого элемента подвески автомобиля, а часть своих функций он отдаёт для стабилизации курсовой устойчивости в независимой подвеске. Ведь даже в самой современной подвеске независимого типа без стабилизатора не обойтись. Особенно если вспомнить задние полузависимые конструкции, которые применяются на большинстве автомобилей малобюджетного сегмента. Там поперечная балка выполняет частично роль стабилизатора и отчасти работает, как упругий элемент наряду с пружиной.

Культ торсиона продвинули, конечно, американцы. Они не самый изобретательный народ в мире, но в автомобилях толк знают. По крайней мере, компания Крайслер на протяжении сорока лет активно использовала продольную торсионную подвеску с фирменным названием Torsion Aire. Стальные стержни закреплялись вдоль лонжеронов и работали как упругий элемент и как ось нижнего рычага. За счёт этого удавалось снизить вес подвески, да и автомобиля в целом. Следовательно, это первая схема расположения торсионов, продольная. Такая же продольная торсионная подвеска применялась во многих европейских автомобилях и практика показала, что это одна из наиболее удачных схем.

Торсионная подвеска принцип работы, устройство, плюсы и минусы

На фотоснимке передняя и задняя подвески, в конструкции которых используется торсин

Примерно в то же время, в 30-е года ХХ века, построили подвеску с поперечными торсионами. Принцип работы торсионной подвески поперечного типа мало чем отличается от стабилизатора поперечной устойчивости. Разница лишь в том, что стабилизатор жёстко закреплён на нижних рычагах, а к кузову или раме он фиксируется шарнирно, подвижно и работает на скручивание только тогда, когда рычаги могут иметь разную амплитуду рабочего хода. Торсион, как упругий элемент, в отличие от стабилизатора, наоборот, жёстко крепится к кузову и к рычагам, контролирует каждый из рычагов в отдельности.

Восхитительная конструкция торсионной подвески была представлена компанией Паккард в середине 50-х годов. Это были два продольных торсиона по каждому из бортов, причём передняя и задняя подвеска с каждой стороны использовала общий торсион.

Это нововведение ещё больше снизило вес шасси, но инженеры Паккард пошли ещё дальше. По центру бортового торсиона они устанавливали специальный электрический актуатор, который мог менять силу преднатяга торсиона, а значит, жесткость подвески прямо во время движения. Правда, такая конструкция прожила недолго, поскольку на то время технологические возможности производства не могли обеспечить должной надёжности сложной системы регулировки жёсткости торсионной подвески.

Так вот, из этой исторической справки нужно понять несколько простых вещей:

  1. Торсион — это упругий элемент подвески автомобиля, который работает на кручение.
  2. Стабилизатор — тот же торсион, но работает на кручение только в том случае, когда рычаги подвески имеют разную амплитуду.
  3. Торсионная подвеска бывает с продольным и поперечным торсионом.
  4. Этот тип подвески может использоваться практически во всех автомобилях — грузовых, легковых, в автобусах.
  5. Торсионная подвеска имеет меньший суммарный вес, чем классическая пружинная и тем более рессорная подвеска.

Какую подвеску выбрать

Очень часто у многих возникает вопрос: «А какая подвеска лучше:торсионная или пружинная?».В принципе, обе хороши по своим параметрам и пользуются большим спросом на рынке. Главным отличием является стоимостьи замена ее при поломке.Пружиннаянамного дешевле, чем торсионная и в обслуживании тоже. Главной частью пружинной подвески являются пружины, что делает езду комфортной и улучшает управляемость автомобиля, а торсионной, как мы говорили выше, стальной стержень. Плюс пружинной балки в том, что витые пружины очень легкие и можно скомпоновать ее как вам лучше и удобнее, то есть под свой автомобиль. Но это не значит, что у торсионной подвески нет преимуществ. О них мы поговорим дальше в нашей статье.

Торсионная подвеска принцип работы, устройство, плюсы и минусы

На этом фото мы видим пружинную балку

О роли подвески при движении

Кроме уже обозначенной задачи по соединению колес с рамой автомобиля, подвеска решает еще и дополнительные задачи. Одна из них – снижение динамических нагрузок на кузов машины. Вибрация, тряска, удары – наверняка всем знакомы эти неприятные ощущения, возникающие при движении по кочкам или неровной дороге. Их устранение или, по крайней мере, минимизация воздействия – одна из задач, для решения которой предназначена подвеска.

Немаловажную роль играет подвеска и в режиме движения машины. От нее во многом зависит скорость и управляемость. Если она «мягкая», т.е. обеспечивает для колеса постоянный контакт с дорогой, то это позволяет осуществить лучшее торможение и разгон, но излишняя мягкость приводит к сильным кренам в поворотах и ухудшению устойчивости автомобиля.
«Жесткая» подвеска, не дающая колесам гулять из стороны в сторону, создает хороший контакт с дорогой и не позволяет машине крениться в поворотах, давая возможность прохождения поворотов с повышенной скоростью.

Все вышесказанное не охватывает всех аспектов работы подвески. Некоторые ее виды имеют преимущества в отдельных режимах движения, то в других случаях это может уже считаться недостатком. Так, подвеска, наилучшим образом работающая на бездорожье и обеспечивающая отличную проходимость, не может позволить автомобилю двигаться с высокой скоростью по хорошему покрытию.

подвеска автомобиля на двойных продольных рычагах

В этой подвеске с каждой стороны имеется по два продольных рычага. Как правило такая подвеска применялась на передней оси сравнительно малоскоростных заднемоторных автомобилей — характерными примерами её использования являются «Фольксваген Жук » и первые поколения «Фольксваген Транспортер», ранние модели спорткаров «Порше », а также мотоколяска С-3Д и «Запорожец ».

Все они имели по сути общую конструкцию (так называемая «система Порше», в честь изобретателя) — в качестве упругих элементов применялись расположенные друг над другом поперечные торсионные валы, соединяющие пару рычагов, причём торсионы были заключены в образовывавшие поперечину подвески трубы (у поздних моделей «Запорожца» помимо торсионов в качестве дополнительных упругих элементов применялись также цилиндрические витые пружины, расположенные вокруг амортизаторов).

Торсионная подвеска принцип работы, устройство, плюсы и минусы

Фольксваген Жук

Главным преимуществом такой подвески является большая компактность в продольном и вертикальном направлениях. Кроме того, поперечина подвески расположена далеко впереди оси передних колёс, благодаря чему появляется возможность сильно вынести салон вперёд, разместив ноги водителя и переднего пассажира между арками передних колёс, что позволяло существенно сократить длину заднемоторного автомобиля. При этом, однако, расположенный спереди багажник оказывался весьма скромным по объёму, именно из-за вынесенной далеко вперёд поперечины подвески.

С точки зрения кинематики эта подвеска несовершенна: в ней происходят хотя и меньшие по сравнению с одинарными продольными рычагами, но всё же существенные изменения колёсной базы при ходах отбоя и сжатия, и так же присутствует сильное изменение развала колёс при кренах кузова. К этому следует добавить, что рычаги в ней должны воспринимать большие изгибающие и крутильные нагрузки со стороны как вертикальных, так и боковых сил, что заставляет делать их достаточно массивными.

Ключевые свойства ремонта

Рассматривая все проблемы торсионных балок, вполне можно сделать вывод, что обслуживание, а также ремонт торсионной подвески связан с такими ситуациями:

  • Регулирование высоты конструкции.
  • Демонтаж либо замена торсионов.
  • Замена игольчатых подшипников.
  • Замена пальцев, осей задней балки.
  • Ремонт рычагов задней балки.

Регулирование высоты задней подвески не стоит рассматривать в виде ремонта всей конструкции. Это обычно происходит из-за того, что хозяин авто хочет осуществить поднятие задней часть авто.

Иногда изменение высоты балки предусмотрено в целях повышения жесткости и уменьшения осадки автомобильной задней части, при максимальной загрузке. Надо знать, что торсион задней балки не способен работать при изменении высоты задней балки, эксплуатироваться будет при более агрессивной нагрузке, а это может сказаться на его ресурсе.

Процесс изменения высоты заключен в изменении положения торсиона, вернее его шлицевого конца, а также звездочки. У торсиона на концах имеются шлицевые разъемы. Торсион одним концом крепится в шлицевой разъем, рычаг задней балки.
А другим — в разъем на корпусе балки. Если осуществляется ремонт данного типа подвески, тогда понадобится демонтаж торсионов.

В данной ситуации важно сделать в задней балке родное положение торсионов, чтобы в момент монтажа было понятно, что, а также куда вставляется. С целью демонтажа торсиона в процессе стягивания из шлицевого соединения используется инерционный съемник

Шпильку съемника вкручивают в резьбу на торце торсиона, может быть, эту резьбу стоит почистить.

Часто шлицевые соединения «закисают» либо «прикипают», в таком случае, стандартный съемник не поможет, выручить сможет только обычная кувалда.

Часто ремонт торсионной подвески связан с процессом замены игольчатых подшипников задней балки. Согласно некоторых данных, процесс замены игольчатых подшипников нужен после 80 000 км пробега.

При замене подшипников понадобится демонтаж торсионов, а также рычагов балки. Каждая сторона балки содержит два подшипника. Самой опасной проблемой задней балки является износ игольчатого подшипника, ведь обычному автолюбителю это определить затруднительно.

При отсутствии диагностики авто эксплуатируется и при рассыпавшимся подшипнике, этим усугубляя проблему. В результате изнашивается ось. Безусловно, оси задней балки возможно заменить, но это весьма затруднительно в «домашних» условиях, поскольку помимо знаний и опыта требуется специальное оборудование и приспособления.

Станции технического обслуживания не заменят оси, а предлагают лишь новую балку в сборке с новыми осями, а это весьма дорогое предложение.

Наиболее тяжелым случаем при ремонте конструкции торсионного типа является разрушение посадочного места подшипника в рычаге. Такое происходит редко, в очень «запущенной» ситуации.

Разрушение посадочного места происходит по тем причинам, что палец задней балки, хотя гораздо реже, поскольку это место защищается внешней обоймой подшипника. Процесс ремонта рычага: восстановление посадочного места на металлорежущем оборудовании.

Главной проблемой реставрации рычага балки является поиск требуемого оборудования, такая работа осуществляется на токарно-расточном станке.

Процесс работы

Из данного видео, вы узнаете, как работает торсионная подвеска.

Благодаря тому, что торсионный вал закрепляется жестко на кузове либо раме авто, на него при работе подвески воздействуют силы скручивания. Но торсионный вал производится из особого сплава и обладает определенной закалкой, что позволяет работать в виде пружинного элемента.

В момент скручивания вал стремится вернуть автомобильное колесо в первоначальное положение. Так, принцип работы подобен пружинной либо подрессоренной разновидности данной детали авто. Полунезависимая подвеска представляет собой систему подрессоривания, выполненную в виде двух продольных рычагов соединенных поперечиной продольных рычагов.

Основные достоинства такого механизма:

  • легкость монтажа;
  • малый вес;
  • компактность.

Ключевой недостаток — возможность применения лишь на не ведущем мосту.

Регулировка подвески

В случае разболтавшейся подвески отрегулировать положения возможно при помощи обыкновенного гаечного ключа. Вполне достаточно добраться вниз автомобиля, подтянуть необходимые болты. Главное не переусердствовать с целью избежания излишней жесткости хода в момент движения. Регулировка торсионной запчасти легче регулировки пружинных типов.

Производителями автомобилей меняется торсионная балка для регулирования положения движения зависимо от веса двигателя.

Подвеска на продольных рычагах

Ее устройство следующее: один или два упругих элемента располагаются поперек кузова, а к ним присоединены продольные рычаги. Такая конструкция применялась, как правило, для задней подвески небольших легковушек, в настоящее время не применяется.Торсионная подвеска принцип работы, устройство, плюсы и минусы

Впервые она была использована на автомобиле Фольксваген Жук, такое устройство имела его передняя часть. Одним их автомобилей, имеющих заднюю подвеску на продольных рычагах, был Рено 16. Эта машина интересна тем, что имела разную колесную базу слева и справа. Причина в том, что в конструкции ее задней оси применялись два торсиона, расположенных один позади другого.

Что входит в подвеску

Несмотря на многообразие подвесок, в их конструкции используют схожие по назначению узлы и детали. Некоторые из них кратко представлены ниже:

  • обеспечивающие упругость. К ним относятся рессоры, пружины и торсионы;
  • направляющие, определяющие перемещение колес, их связь с автомобилем и передачу боковых сил и моментов. В качестве таких деталей выступают рычаги: сдвоенные, поперечной и продольной устойчивости;
  • гасящие, противодействующие элементам упругости и устраняющие их колебания. Для этого используют амортизаторы;
  • элементы стабилизации, служащие для распределения боковой нагрузки в поворотах и уменьшения крена автомобиля. С подобными задачами справляются штанги с элементами крепления к кузову.

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.

Другие типы подвесок

Описанными выше типами подвесок далеко не исчерпывается их многообразие. Есть еще и другие, которых следует обязательно коснуться.

Торсионная

Торсионная подвеска основана на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал, работающий на скручивание при возникновении нагрузки. Как это происходит, должно быть понятно из приведенного рисунка. Один конец вала жестко закреплен на основании, на другой его конец прикладывается момент силы. Под действием этого момента вал скручивается. Если один конец торсиона прикрепить к колесу, а противоположный жестко к кузову автомобиля, то между ними будет образована упругая связь.

Торсионная подвеска принцип работы, устройство, плюсы и минусы

  1. на двойных поперечных рычагах;
  2. на продольных рычагах;
  3. как торсионная балка (с продольными рычагами).

Если два первых исполнения можно отнести к независимой подвеске, у которой торсион используется как упругий элемент, то торсионную балку считают полузависимой, т.к. у нее перемещение одного колеса отражается на положении другого.

Торсионная подвеска принцип работы, устройство, плюсы и минусы

Активная

Это уже можно считать непременной принадлежностью современного автомобиля. В попытках найти возможный компромисс между устойчивостью, управляемостью и комфортом появилось подобное техническое решение. Вся проблема в том, что, как уже отмечалось выше, жесткая подвеска при высокой скорости обеспечивает минимальные крены, что дает хорошую управляемость и устойчивость, но недостаточный комфорт. Мягкая дает плавный ход, но приводит к раскачиванию автомобиля и, как следствие, к ухудшению управляемости и устойчивости. Для преодоления этих противоречий и создается активная подвеска.

В данном случае термин «активная» подразумевает возможность изменения параметров подвески при ее эксплуатации. Каждый разработчик автомашины идет своим путем, но уже существуют различные виды подвески, использующие:

  1. амортизаторы с изменяемой степенью демпфирования;
  2. регулируемые упругие элементы.

Независимо от конкретной реализации идеи, активная подвеска легковых автомобилей, подразумевает изменение характеристик подвески непосредственно во время движения.

Пневматическая

Пневматическая подвеска позволяет изменять высоту автомашины относительно дороги, т.е. меняется клиренс. Это используется на внедорожниках, автомобилях бизнес-класса, а также на грузовиках и полуприцепах. Устройство пневмоподвески предполагает применение пневмоупоров на каждом колесе. Сама по себе пневматическая подвеска не является каким-то отдельным видом, а служит своеобразным дополнением обычной. Она может входить в комплектацию машины, а может устанавливаться дополнительно.
Устройство пневмоподвески в самом простейшем виде состоит из таких элементов, как:

  • пневматическая стойка;
  • компрессор;
  • датчики и блок управления;
  • воздушные магистрали.

Управление такой системой может выполняться как в автоматическом, так и в ручном режиме. В последнем случае водитель сам задает необходимый дорожный просвет, а в автоматическом режиме по сигналам от датчиков в зависимости от скорости блок управления меняет клиренс автомобиля.

Принцип работы

Принцип работы торсионной подвески мы подробноопишем в этом разделе. После того как жестко закрепили один и второй конец стержня то,когда совершается работа, на стальной вал действуют скручивающие силы. Так как это очень упругий и прочный материал, то он очень хорошо пружинит. Когда совершается скручивание, стержень стремиться возвратить колесо машины на соответствующее место.

На этой картинке мы видим фрагмент работы

Внимание! Чтобы полностью понять, как работает подвеска такого типа нужно посмотреть наглядно. Поэтому мы прикрепили видео принципа работы торсионной подвески:. https://www.youtube.com/embed/BX-RXRdmhwA

Как развивалась торсионная подвеска

Современная система торсионной подвески, применяемая на нынешних автомобилях, является результатом большого количества усовершенствований той детали, которая была использована впервые на автомашине Volkswagen Beetle, появившейся в 30-х годах 20-го века. Чешский учёный Ледвинка первым модернизировал торсион и применил его на автомобилях марки Tatra в тех же 30-х годах. Уже в 1938 году подобие ледвинкского торсиона стало массово применяться в KdF-Wagen автомобильной компании Фердинанда Порше.

Знаменитый австрийский инженер быстро оценил основное достоинство этой подвески – её малый вес, которое так необходимо и востребовано на армейских и спортивных автомобилях, а также внедорожниках. Там, где существуют строгие требования по весу и габаритам авто. И в настоящее время это преимущество торсионной подвески актуально и действенно, что подтверждается их применением на таких тяжеловесах, как Феррари F2001, Тойота Лэндкруизер, МАЗ-547 и др. Фердинанд Порше также разработал торсионы с двойными рычагами, поперечные стержни которых помещались в стальные трубы, расположенные друг над другом и исполняли роль торсионной балки.

Французский инженер Андре Лефевр, конструктор автомобиля Citroen TA, использовал такое достоинство торсиона, как зависимость жёсткости подвески от длины торсионной балки. Чем длиннее торсион, тем мягче получается подвеска. Кроме того, длинный вал, располагаясь вдоль продольной оси автомашины, позволяет распределить получаемую от дорожного полотна динамическую нагрузку по всей её раме. Это повышает устойчивость и управляемость машины.

Во время второй мировой войны торсионы активно использовались в бронетанковой и автомобильной военной технике. Торсионная подвеска устанавливалась на немецких «Пантерах» и советских «КВ». Успешно пройдя испытания в боевых условиях, эти подвески получили широкое распространение в послевоенное время. Их использовали практически все производители автомобилей в Европе и Америке. А 1961 год знаменателен тем, что торсион впервые был применён на передней подвеске. Этим автомобилем стал Jaguar E-Type. В Америке такая подвеска использовались на автомобилях марки «Крайслер» и «Паккард», а в Советском Союзе они устанавливались на ЗИЛах, ЛУАЗах и Запорожцах.

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.

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.

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.

Основной элемент торсионной подвески – это торсион, который представляет собой цилиндрический металлический стержень, . Чтобы торсион хорошо пружинил при скручивании, он изготавливается из прочной стали, прошедшей специальную термическую обработку. При этом он выдерживает высокие механические крутящие напряжения и допускает без остаточной деформации большие углы закручивания. Торсионные стержни могут иметь круглое или квадратное сечение, а также состоять из металлических пластин.

Устройство торсионной подвески

Торсионная балка с одного конца жёстко закреплёна на раме автомобиля, а другой его конец через рычаг соединяется со ступицей колеса. Вертикальные перемещения колеса приводят к скручиванию торсиона и появлению пружинящей реакции. Таким образом, обеспечивается прочное и упругое соединение кузова автомобиля с его . Для повышения надёжности соединительных узлов и защиты от ударных перегрузок используются дополнительные спиральные пружины и . Такая система подвески широко использовалась до недавнего времени во многих типах автомашин.

The following two tabs change content below.

admin1

Являюсь профессионалом в области "Автоэлектрики" и "Диагностики Авто". Стаж работы более 10 лет. Выявлю и устраню неисправности любой сложности. ( Даже с авто с которыми не могут справиться Дилеры и сервисы как бы высшего класса). Выполняем все виды работ по установки дополнительного электроборудования (ксенон, мультимидийная система, спец сигналы и т.д.)

admin1

Являюсь профессионалом в области "Автоэлектрики" и "Диагностики Авто". Стаж работы более 10 лет. Выявлю и устраню неисправности любой сложности. ( Даже с авто с которыми не могут справиться Дилеры и сервисы как бы высшего класса). Выполняем все виды работ по установки дополнительного электроборудования (ксенон, мультимидийная система, спец сигналы и т.д.)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *