Устройство и принцип работы торсионной подвески автомобиля

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.

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.

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.

Достоинства и недостатки

Главным плюсом является удобство компоновки. Упругий стержень практически не занимает места под днищем, в отличие от пары спиральных пружин. При этом он обеспечивает аналогичную плавность хода. В эксплуатации возможно увеличения натяга при старении и деформации деталей.

Недостаток заключается в сложной технологии производства надёжных деталей, а значит и высокой цене. Торсион примерно втрое дороже хорошей пружины для аналогичного автомобиля. А покупка бывшего в употреблении не всегда оправдана из-за накопленной усталости металла.

При всей компактности подобных подвесок не всегда удобно размещать длинные стержни под днищем автомобиля. Это достаточно легко сделать в случае внедорожника, но пол кузова легкового автомобиля расположен максимально близко к дороге, а для подвески остаётся лишь место в колёсных арках, где более уместны цилиндрические пружины.

Что ушло в минус?

Однако ни одно устройство, как правило, не может быть совершенным и идеальным. Какие-то неприятные стороны имеются даже у самой удачной инженерной мысли. В торсионной подвеске найдены экспертами следующие, не совсем приятные недостатки:

Самый основной и всеми отмечаемый минус – тряска на заднем сидении

На кузов идут дополнительные вибрации, которые сзади всеми пассажирами ощущаются очень хорошо;
Качественной шумоизоляции добиться нельзя даже с добавочными мерами – все по той же причине, по которой людям сзади не слишком комфортно;
Ездить придется более осторожно и аккуратно: наличие сварных швов и, соответственно, присутствие напряжения в них ограничивают максимальную допустимую нагрузку на подвеску;
Торсионы имеют склонность лопаться не хуже пружин. А стоят они все же куда более существенно;
Весьма относительной может стать и дешевизна ремонта с обслуживанием

Это уже зависит от конструктивных особенностей каждой модели. Если для ремонтных работ потребуется демонтировать всю балку при замене торсиона (а достаточное количество моделей сконструировано именно таким образом), то счет за услуги вам выставят довольно существенный. Если же предоставлена возможность подобраться к меняемой детали без глобального демонтажа – то да, цена будет ниже, чем при аналогичных работах с пружинной подвеской.

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.

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!

Торсионная балка относится к такому виду подвесок, которые в роли упругого элемента используют торсион. Этот металлический стержень характеризуется круглым сечением, на концах которого шлицевое соединение. Непосредственно торсион включает:

• набора пластин;
• стержней;
• балки установленного сечения.

Конструкция торсиона крепится с одного конца к раме или кузову авто, а с другого – к рычагу. Вращение колес способствует закручиванию торсиона, за счет этого и достигается упругое скрепление между кузовом и колесом. Особенность механизма: он вращается только в одну сторону – по направлению к скручиванию. Другая его особенность в том, что торсион используется для регулировки высоты кузова. Этот вид подвески применяется среди независимых подвесок:

• двойного поперечного рычага;
• продольного рычага;
• связанного продольного рычага.

Причины неисправностей

• Самым слабым местом балок являются подшипники. Срок эксплуатации подшипников любого типа регулируется его износом. Подшипники игольчатого типа не являются исключением, ведь никто не отменял факторы, ускоряющие амортизацию. Эта деталь балковой системы не подвержены нагрузкам ударного характера. Поэтому влияние толчков от скоростной езды, в отличие от подшипников ступиц, им несвойственно. В большинстве случаев они страдают от занесенной грязи. Любому уплотнителю не избежать от старения, а вода сразу же протечет через мельчайшее отверстие. Как только влага попадет внутрь, с подшипником можно попрощаться. Посторонние звуки, исходящие от балки по неровному покрытию – признаки выхода подшипников из строя. Если заняться ремонтом незамедлительно, владелец авто отделается простой заменой изношенных деталей. Пренебрежение этого фактора приводит к полной замене валов. Ведь не зря были разработаны стандартные сроки замены подшипников через каждые 60 тыс. км, даже несмотря на то, что никаких признаков не наблюдается. Когда колеса транспортного средства стают в форму домика, выйти из ситуации исключительно заменой подшипников вряд ли удастся.
• Амортизаторы и пружины. Эти проблемы не слишком распространены на практике.
• Торсион, как источник неисправностей. В зависимости от модели, их может быть два, три или четыре. Причиной износа каждого варианта выступает повреждение шлицев, с помощью которых торсионы соединяются с трубой и рычагами либо поломка стержня. Усталостная прочность торсионов высока, но не беспредельна. Торсионы осаживаются так же, как проседают пружины, при этом уменьшается клиренс задней части автомобиля. Особенности торсионной подвески позволяют путем переустановки торсионов не только вернуть первоначальное положение кузова, но и увеличить дорожный просвет, если это необходимо. Однако постепенно усталостное напряжение в стержне накапливается, а коррозия уменьшает сечение торсиона, что в итоге ведет к поломке. Больше в торсионных балках ломаться нечему.

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.

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.

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.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Уроки контраварийного вождения

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:

1. Простоту в эксплуатации . Как показывает практика, этот вид подвесок хорошо поддается ремонту. При этом большинство работ может выполнить даже начинающий автолюбитель;
2. Регулировка жесткости проста и понятна . При необходимости всегда можно настроить торсионы под свой стиль езды. Для этого не нужно ехать на СТО – все настроечные работы элементарно сделать в гараже с помощью подручных инструментов;
3. Компактность и небольшой вес . Размещение каждого узла хорошо продумано, поэтому сама подвеска занимает минимум места. Что касается общей массы, то по сравнению со своими «собратьями», она весьма легкая;
4. Автоматическая регулировка . Конечно, данная опция есть не на всех автомобилях, но в последнее время все больше производителей стараются добавить подобную опцию на своих моделях. И действительно, намного удобнее регулировать высоту подвески с помощью нажатия кнопки;
5. Долговечность . Торсионы способны отслужить весь период эксплуатации без заметных проблем. Если же что-то и разболталось, то ремонт можно произвести с помощью гаечного ключа.

Но есть и минусы:

1. Технология производства торсионных подвесок весьма сложная, ведь перед производителями стоит сложная задача – обеспечить максимальную упругость и прочность изделия. В итоге это повышает общую стоимость торсионных подвесок. Именно из-за этого многие разработчики отказываются ставить торсионы на своих авто;
2. Излишняя поворачиваемость подвески – еще одна проблема, которую никак не могут решить производители. На резких поворотах такие автомобили как бы разворачивает, что требует от автолюбителей особых навыков;
3. Игольчатые подшипники, которые установлены в торсионах, отличаются ограниченным ресурсом. Этот узел часто выходит из строя из-за попадания грязи, пыли или воды. При этом причиной этому чаще всего является естественный износ, а не выбранный стиль вождения автолюбителя. В среднем игольчатые подшипники «ходят» не более 70 тысяч километров. Они требуют особого внимания и своевременной замены.

Назначение, основные составляющие

Подвеска в автомобиле выполняет ряд важнейших функций:

• Обеспечивает упругое крепление колес к кузову (что позволяет им перемещаться относительно несущей части);
• Гасит колебания, получаемые колесами от дороги (тем самым достигается плавность хода авто);
• Обеспечивает постоянный контакт колеса с дорожным полотном (сказывается на управляемости и устойчивости);

С момента появления первого авто и по наше время было разработано несколько видов этой составляющей ходовой части. Но при этом создать идеальное решение, которое устраивало бы по всем параметрам и показателям так и не удалось. Поэтому из всех существующих типов подвесок автомобиля выделить какую-то одну невозможно. Ведь в каждой из них имеются свои положительные и отрицательные стороны, которые и предопределяют их использование.

В целом любая подвеска включает в себя три основных составляющих, каждая из которых выполняет свои функции:

1. Упругие элементы.
2. Демпфирующие.
3. Направляющие системы.

В задачу упругих элементов входит восприятие всех ударных нагрузок и плавная передача их на кузов. Дополнительно обеспечивают постоянный контакт колеса с дорогой. К этим элементам относятся пружины, торсионы, рессоры. Ввиду того, что последний тип – рессоры, практически сейчас не используются, далее рассматривать подвеску, в которой они использовались – не будем.

Наибольшее распространение в качестве упругих элементов получили витые пружины. На грузовых же авто нередко используется еще один вид – пневмоподушки.

Демпфирующие элементы используются в конструкции для гашения колебаний упругих элементов путем их поглощения и рассеивания, что предотвращает раскачивание кузова во время работы подвески. Эту задачу выполняют амортизаторы.

Направляющие системы связывают колесо с несущей частью, обеспечивают возможность перемещения по требуемой траектории, при этом с удержанием его в заданном положении относительно кузова. К этим элементам относятся всевозможные рычаги, тяги, балки, и все остальные компоненты, принимающие участие создании подвижных соединений (сайлент-блоки, шаровые опоры, втулки и т. д.).

Торсионная подвеска — что это такое?

Торсион представляет собой вал, изготовленный из специальной пружинящей стали, обработанной термически. К сплаву предъявляются весьма жесткие требования. Он должен выдерживать продолжительные нагрузки, не теряя при этом свои первоначальные свойства. От этого зависит надежность и долговечность подвески в целом. Для уменьшения негативного воздействия внешней среды торсион покрывают антикоррозийным составом и краской. Наиболее защищены от появления ржавчины валы, которые покрыты прорезиненным составом.

Популярные марки:

Acura RSX , Citroen C5 , Skoda Yeti

Во время преодоления автомобилем неровностей торсионы работают на скручивание в одном направлении. В зависимости от конструктивных особенностей они бывают:

• круглые;
• квадратные;
• прямоугольные;
• набранные из нескольких слоев металла.

Концы торсиона жестко крепятся к:

• несущему рычагу;
• кузову или раме автомобиля (в зависимости от конструкции).

Фиксация происходит посредством шлицев. Крепление к кузову может быть реализовано при помощи профиля, отличного от круглого. Для нормальной работы подвески ось вращения рычага и ось торсиона должны лежать на одной линии.

Сопротивление скручиванию рассчитывается таким образом, чтобы торсион удерживал вес автомобиля, но при этом позволял двигаться рычагу, обеспечивая упругое соединение колес с кузовом. На жесткость подвески влияют форма, упругость сплава, длина и прочие рабочие характеристики торсиона.