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.
Схематическое устройство торсионной подвески
Торсионным подвескам с двойным поперечным рычагом торсионы расположены вдоль кузова. Этот фактор предусматривает, что их длина, соответственно и упругие свойства регулировку в широком пределе. Как упоминалось ранее, конструкция торсиона крепится с одного конца к кузову или раме авто, а с другого – к рычагу. Некоторые модели японских и американских внедорожников использует этот механизм как переднюю подвеску легковых автомобилей с повышенной проходимостью.
В подвеске торсионного типа продольные рычаги торсионов соединены продольно, соответственно, расположены поперек кузова. Данная конструкция имеет вид задней подвески на некоторых моделях легкового автотранспорта малого класса.
Схематическое устройство торсионной балки
Особое место в конструкциях этого типа подвесок отведено торсионной балке. В качестве направляющего устройства здесь используется два продольных рычага, сарепленных между собой балкой. Крепление продольных рычагов проводится с одной стороны к кузову, а с другой – к ступицам колес. Балка характеризуется U-образным сечением. Этот фактор наделяет агрегат большей степенью жесткости на изгибе и меньшей на кручении. А благодаря такому свойству колеса имеют возможность двигаться вверх-вниз друг от друга автономно.
Примерный схематический состав включает:
- резинометаллический шарнир;
- амортизатор;
- поперечная балка (торсионная);
- витая пружина;
- ступица колеса;
- продольный рычаг
Продольное либо поперечное размещение
Размещение торсиона параллельно продольной оси автотранспорта свойственно передним колесам отдельным видам внедорожников и моделям коммерческого предназначения. Торсионные подвески заднего типа характерны исключительно легковым автомобилям, рассчитанных на малый либо нижний сегмент среднего класса. В этом случае им свойственна поперечное расположение относительно кузова.
Особенности каждого вида торсионных подвесок отражается тогда, когда приходится решать вопросы, касающиеся их поддержки в технически исправном состоянии. За пример возьмем торсионные балки заднего типа. И займемся поиском ответа на вопрос относительно восстановления балок автомобилей своими руками.
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.
Проблемы самостоятельной замены
При необходимости демонтажа балки, самостоятельно справится с этой работой нереально. Деталь характеризуется значительным весом и габаритами. Выпрессовка старых валов и дальнейшая установка на прежнее место, требует нагрева и связанных с этим огневых работ. Без помощи специального пресса валы по другому демонтажу не поддаются. Здесь требуется качественная подготовка посадочных мест. А без солидного опыта правильно выставить торсионы и дорожный просвет крайне сложно.
Роль дополнительных элементов
Стойки амортизаторов в системе торсионного типа очень важны. Благодаря их устройству гасятся колебания кузова, элементов подвески и навесного оборудования. Амортизатор в современном производстве представлен двумя видами: однотрубные и двухтрубные. Характеристики амортизаторов каждого типа зависят от их конструкции. Автомобильные амортизаторы в зависимсоти от рабочей жидкости разделяются на газовые, масляные и газово-масляные. Опора стойки амортизаторов – приспособление, с помощью которого сам амортизатор крепится верхней частью к кузову автомобиля.
Современные аналоги
Торсионная балка в настоящее время стала популярной в роли задней подвески автомобилей переднеприводного типа, принадлежащих к малому и среднему классу. За счет конструкции подвеска и амортизатор с торсионной балкой занимают промежуточное положение между зависимым и независимым типом подвесок, именно этот фактор определяет ее второе название – полунезависимая подвеска.
Танки – самые знаменитые среди транспортных средств носители торсионных подвесок.
Задние балки и амортизатор французских автомобилей иногда так и характеризуют – танковые, – подразумевая под этим их надежность. Они действительно надежны, однако, в укор им можно поставить трудности ремонта и его дороговизну по сравнению с балками, где упругие элементы – пружины.
Да Нет
В статье описан принцип работы и устройство торсионной подвески автомобиля. Наведены основные плюсы и минусы, а так же устройство, схема и цены деталей. В конце статьи смотрите видео-обзор ремонта торсионной подвески.
Содержание статьи:
Торсионная подвеска – относится к классу независимых подвесок, в основе которой лежит торсион. Он как основной упругий элемент, который применяется на ровне с пневмобаллоном или пружиной. Такой вид подвески обеспечивает машину целый ряд плюсов: плавность хода, компактность, простота конструкции. Но есть и существенные минусы, такая конструкция имеет худшую управляемость и валкость самой машины. Как результат, данный вид не часто можно встретить на современных автомобилях.
История появления торсионной подвески
Первые упоминания о появлении торсионной подвески датируются еще в 1930-ых годах прошлого века. Тогда её устанавливали на французские автомобили компании Citroen. Начиная с 1940-ых годов, механизм перекочевал на гоночные автомобили компании Porsche. В дальнейшем конструкцию стали применять на машинах ЗиЛ, Chrysler и Рено 16.
Тогда основной плюс был в плавности хода, простоте конструкции, и конечно же недорогих деталях в случае ремонта или производства. Прогресс не заставил себя ждать и со временем, из-за плохой управляемости, весь механизм отошел на задний план, уступив место или подвеске . Все же у компании Крайслер эта подвеска прожила дольше всех, за счет несложной конструкции, её устанавливали на автомобили с 1957 года по 1989 год включительно. Самое же слово торсион переводится как скручивание, соответственно это и является основой работы детали.
Какие бывают торсионные подвески автомобиля
Несмотря на то, что торсионная подвеска показала себя только на 50% с лучшей стороны, ей нашли немало применений на разных автомобилях. Соответственно и разновидностей доработки механизма несколько. Как правило, выделяют три основные вариации:
- передняя торсионная на поперечных рычагах;
- задняя подвеска с поперечным расположением торсионов;
- полузависимая задняя торсионная подвеска (балка).
- продольный торсион, работающий по принципу скручивания;
- нижний и верхний рычаг;
- амортизатор;
- стабилизатор поперечной устойчивости.
Второй вид это задняя подвеска с поперечными торсионами. В таком механизме основные торсионны располагаются поперечно. Именно так была устроена система в легендарном французском автомобиле Рено 16, выпускаемого в 90-ых годах ХХ-го столетия. Спереди машина получила подвеску с продольным расположением торсионов, а вот сзади – с поперечным расположением. Популярность модели была обусловлена свободным пространством в салоне, в частности багажное отделение. Использование такой конструкции существенно освободила место в багажнике, но были и минусы.
Весьма интересной была особенность конструкции таких автомобилей . В меру того, что один торсион расположен позади другого, соответственно это влекло к разности в колесной базе автомобиля. Одно колесо с одной стороны было ближе к передним на несколько сантиметров, другое колесо наоборот – дальше на несколько сантиметров. Увидеть на глаз было тяжело, так как сбоку практически не сравнить, но управляемость машиной была не самой лучшей, аналогично, как и устойчивость на трассе (особенно на большой скорости). На сегодня такая схема подвески не применяется авто производителями, в меру соображений безопасности.
Последний вариант - задняя полузависимая, торсионная подвеска. Как правило, она правильной U-образной формы, получившая упругий стержень внутри. За счет такой конструкции, колеса одной оси могут незначительно перемещаться друг от друга, что позволяет плавней проезжать неровности. Таким образом, достигается лучшая устойчивость и управляемость автомобилем. Как правило, подвеску применяют на задней оси большей части бюджетных машин с передним приводом. Недорогое производство, относительно дешевые детали и неплохие характеристики.
Что такое торсион и как устроен
Зачастую принцип строения одной из выше наведенных видов подвески разные, соответственно и детали будут отличаться между собой.
По устройству, торсион представляет собой металлический стержень или вал, основой задачей которого является работа на скручивание (только в одну направленную сторону). Если рассматривать его в рассеченном виде, то по форме он может быть квадратным или круглым, куда реже в виде пластин, которые состоят из нескольких слоев.
Чтоб система работала, одну часть торсионна жестко крепят к подвеске (несущему рычагу), за счет шлицевого соединения. Вторую часть фиксируют на раме автомобиля или кузове, в зависимости от конструкции. Инженеры заранее рассчитывают силу сопротивления торсиона на скручивание, тем самым оптимально спроектировав его на удерживание веса автомобиля и стабильное соединение между рамой и кузовом автомобиля.
Такой же принцип работы обычно инженеры используют при проектировании стабилизаторов поперечной устойчивости. Основные характеристики, которые стоит учитывать – это толщина и длина. Именно они играют роль в мягкости подвески и способны выдержать необходимые перегрузки, в случае нарушения этих данных, может произойти обрыв или изгиб. Чтоб защитить от ржи и других разрушений, с момента производства детали покрывают специальным прорезиненным материалом, а так же антикоррозийным средством.
Принцип работы торсионной подвески многим напоминает работу рессорной, пневматической или пружинной подвески. Свыше описанных деталей понятно, что торсион, основная деталь, выступает в качестве пружины. В момент срабатывания, на торсион передается усилие от основного, несущего рычага.
Таким образом, стержень скручивается до необходимого или возможного предела. В момент, когда нагрузка уменьшается, стержень возвращается в исходное положение. Тем самым выравнивается положение несущего рычага.
На видео приведен принцип скручивания торсиона
Плюсы и минусы торсионной подвески
Как и в любом механизме, торсионная подвеска может удивить позитивной и негативной стороной. Для этого рассмотрим их в таблице:
| Плюсы и минусы торсионной подвески | |
| Плюсы | Минусы |
| Компактные габариты | Плохая управляемость автомобилем |
| Небольшой вес деталей | Сложность в производстве самих торсионов |
| Плавность хода | Практически нельзя добиться хорошей шумоизоляции |
| Хорошая ремонтопригодность | Ездить нужно аккуратно и осторожно |
| Надежная и простая конструкция подвески | Торсион имеет склонность лопать |
| Недорогое обслуживание | - |
| Самостоятельная регулировка жесткости подвески (иногда и клиренса) | - |
В полной мере оценить плюсы и минусы торсионной подвески, можно лишь поездив на автомобилях с разными видами подвески. Но если вы ранее по каким-то причинам не сталкивались или не интересовались устройством механизма, то перед покупкой машины обязательно стоит проехать хоть несколько километров, чтоб вполне ощутить плюсы и минусы.
Схема торсионной подвески автомобиля
На фото представлена схема передней торсионной подвески
- Нижний рычаг;
- Амортизатор;
- Привод колес;
- Верхний рычаг;
- Шаровая опора;
- Торсион;
- Рама крепления;
- Колесо.
На фото представлена схема задней торсионной подвески
- Амортизатор;
- Пружина амортизатора;
- Торсион;
- Накладка на тормозные колодки;
- Ступица и тормозной диск;
- Крепление к раме автомобиля;
- Торсион;
- Крепление торсиона;
- Рычаг.
Цена деталей торсионной подвески
Найти автомобиль на торсионной подвеске сегодня достаточно легко, чаще всего её устанавливают в качестве задней оси для недорогих переднеприводных автомобилей. Чтоб понять, сколько стоят детали для ремонта, рассмотрим на примере Renault Kangoo.
| Цены деталей торсионной подвески Renault Kangoo 2008 | |
| Наименование | Цена от, руб. ($) |
| Торсион | 6501 ($87) |
| Держатель торсионов | 320 ($5) |
| Сайлентблок | 320 ($5) |
| Пружина задняя | 3810 ($51) |
Несмотря на весьма простую конструкцию, детали на торсионную подвеску автомобиля не так уж и дешевы. Соответственно и уход за подвеской не самый дешевый, в особенности, когда лопнет один из торсионов.
Благодаря своим габаритам, механизм занимает мало места, а по типу конструкции некоторые специалисты относят её между зависимой и независимой подвеской. Поэтому в некоторых источниках её так же называют полунезависимой подвеской. С плюсов можно отметить плавность хода и компактность, с минусов плохую управляемость и возможность выхода из строя самого торсиона.
Видео ремонт задней торсионной подвески:
Отличается от классической пружинной тем, что вместо пружин в ее конструкции используются торсионы. предельно проста и одновременно эффективна. Торсион представляет собой упругий вал, который одной стороной жестко закреплен на или , а другая сторона связана со ступицей колеса. В случае с переднеприводным автомобилем, торсион закреплен на нижнем поперечном рычаге.
Разновидности и устройство торсионной подвески
В автомобилях с передним приводом и поперечным расположением рычагов подвески торсионы закреплены вдоль кузова . В случае с продольными рычагами торсионы соответственно закрепляются поперек кузова автомобиля .
Наиболее распространенный пример торсионной подвески – задняя полунезависимая подвеска легковых автомобилей с передним приводом. Данная подвеска представляет собой два продольных рычага, которые соединены между собой U-образной балкой . Соединительная балка в силу своей конструкции имеет возможность работать на скручивание и позволяет колесам отрабатывать неровности независимо друг от друга.
Принцип работы торсионной подвески
За счет того что торсионный вал жестко закреплен на кузове или раме автомобиля, то при работе подвески на него воздействуют силы скручивания. Однако торсионный вал изготавливается из особого сплава и имеет определенную закалку, что позволяет ему работать в качестве пружинного элемента. При скручивании вал стремится вернуть в первоначальное положение. Принцип работы аналогичен пружинной или подрессоренной подвеске.
Преимущества торсионов
Несмотря на то, что принцип работы торсионной и пружинной подвески практически не отличается, торсионные валы имеют несколько преимуществ перед пружинами или рессорами :
- простое и компактное устройство подвески;
- легкость ремонта и обслуживания;
- возможность регулировки жесткости подвески.
Торсионные валы занимают весьма мало места, что позволяет сделать подвеску максимально компактной. Обслуживание и самостоятельный ремонт торсионной подвески не доставляют хлопот. Замена одного из торсионов производится с гораздо меньшими трудозатратами, нежели замена пружин.
Также стоит обратить внимание, что торсионная подвеска может регулироваться по жесткости , чего не позволяет делать классическая пружинная. На некоторых автомобилях регулировка жесткости подвески производится автоматически или вручную дистанционно при помощи электродвигателей, которые регулируют предварительное усилие торсионов.
Автомобильная подвеска – это система, соединяющая колеса с рамой или несущим кузовом автомобиля. Она состоит из элементов упругости, узлов, направляющих ход колес (шарнирно закрепленных рычагов, удерживающих колесные ступицы, или неразъемных мостов с тягами) и амортизаторов. В зависимости от использующихся элементов упругости, бывает рессорная, пружинная, пневматическая и торсионная подвеска. Принцип работы последней рассмотрим более подробно.
Иногда один элемент подвески берет на себя выполнение функций нескольких устройств, например, старые добрые многолистовые рессоры одновременно являются упругим и направляющим элементом, а за счет трения листов друг о друга даже немного амортизирующей составляющей.
Однако, в ходовой части современных автомобилей каждую из этих функций обычно выполняют различные узлы. Но сегодня нас интересует торсионная подвеска, ее плюсы и минусы. Принцип работы такой подвески был применен в тридцатых годах прошлого века. Впервые он был реализован тогда же в ходовой части автомобиля Ситроен. Спустя некоторое время эта конструкция заинтересовала немецких автомобилестроителей, поэтому принцип ее работы был использован при создании ходовой части автомобиля Фольксваген «Жук». Торсионы в свое время использовались в подвеске тяжелого советского танка КВ и немецкой Пантеры. Из отечественных автомобилей торсионную подвеску имел легендарный Запорожец, грузовик ЗИЛ, и полноприводная малолитражка ЛУАЗ, прозванная автолюбителями луноходом.
Какая подвеска называется торсионной
Торсион (от франц. torsion - скручивание, кручение) - стержень, работающий на скручивание и выполняющий функции пружины. Он допускает большие напряжения кручения и значительные углы закручивания в несколько десятков градусов. Изготовляется из пружинной стали с последующей термической обработкой.
Торсионная подвеска – это ходовая часть автомобиля, которая укомплектована торсионами в качестве упругих элементов.
Торсионы чаще бывают стержневые круглого и квадратного сечения или, что встречается реже, – набранные из нескольких пластин пружинной стали наподобие рессор, но работающих на скручивание. Круглые стержни с одного конца обычно имеют шлицевую накатку для крепления их к рычагам, а для крепления к несущему элементу (раме или кузову) другой конец имеет или шлицы, или профиль, отличающийся от круглого. Участок со шлицевой накаткой для более надежного крепления обычно делают большего диаметра, чем у основного стержня. Торсионная подвеска бывает независимая или полунезависимая, как на фото. Независимая торсионная подвеска чаще используется в передней части автомобиля. Полунезависимая торсионная подвеска (торсионная балка) нередко встречается у переднеприводных автомобилей сзади. Принцип работы торсиона такой же, как пружины. Только пружина запасает энергию, сжимаясь, а торсион скручиваясь.
Виды подвески
Преимущества торсиона в подвеске
Торсионы в независимой подвеске имеют по сравнению с другими элементами упругости такие плюсы:
- Большая плавность хода, достигающаяся благодаря лучшим характеристикам деформации. Это обеспечивает нелинейный рост жесткости, в зависимости от величины скручивания, то есть, в конце хода подвеска становится жестче, что смягчает ее удар в отбойник.
- Простота конструкции.
- Компактность.
- Возможность ремонта подвески без стяжек и другого специального инструмента.
- Доступность регулировки жесткости подвески и дорожного просвета.
Торсионная балка в ходовой части автомобиля применяется в полунезависимой задней подвеске, которая тоже имеет несколько достоинств:
Недостатки торсионов
К недостаткам задних торсионных балок импортных автомобилей можно отнести, пожалуй, только игольчатые подшипники в креплении их к несущим элементам которые время от времени выходят из строя, так как их трудно защитить от коррозии под днищем кузова. Приятно отметить, что задняя балка нашего ВАЗ 2108, прикрепленная к кузову через резинометаллические шарниры, лишена этого недостатка.
Торсионная балка – вид подвески, в которой роль упругого элемента играет торсион. Торсион – это металлический упругий элемент, который работает на скручивание. Этот элемент, как правило, состоит из набора стержней, пластин или балки определенного сечения. Торсион одним концом крепится к направляющему элементу – , а другим – к раме или кузову автомобиля. Благодаря торсиону достигается упругая связь между кузовом и колесом. Торсионы применяются в различных видах подвесок: на продольных рычагах, подвеске на двойных поперечных рычагах и так далее. Схожий принцип нашел применение и в конструкции торсионной балки (подвеске со связанными между собой рычагами правого и левого колеса). Ввиду наличия прочной связи между колесами наибольшее распространение конструкция нашла в задней подвеске переднеприводных автомобилей. На сегодняшний день можно смело сказать, что подвеска задних колес на основе торсионной балки - наиболее распространенная конструкция.
Торсионная балка - полая стальная деталь сложной конфигурации, жесткая на изгиб, но податливая на кручение. Это дает возможность колесам перемещаться вниз и вверх независимо друг от друга. Торсионная балка крепится к кузову, как правило, . Жесткость самой балки в поперечном направлении должна обеспечивать постоянное расстояние между колесами. Дополнительными упругими элементами в подвесках с торсионной балкой чаще всего являются пружины.
История создания и развития торсионной конструкции
Прототипом нынешней балки является торсион - устройство, которое впервые было использовано в в 30-х годах ХХ столетия. В дальнейшем усовершенствованием торсионной подвески занимались - чешский профессор Ледвинка и немецкий изобретатель Фердинанд Порше, впервые адаптировавший ее для массового производства.
Довольно широкое применение на малолитражных автомобилях торсионы получили в 50-60-х годах прошлого века. Причина интереса к устройству относительной простоте изготовления и компактности этих элементов. К концам торсиона прикреплялись продольные качающиеся рычаги, которые были соединены с поворотным кулаком при помощи шаровых опор или шкворневого узла.
На автомобиле “Запорожец” в качестве передней подвески использовались два торсиона с квадратным сечением, которые заключались в стальные трубы расположенные друг над другом, к концам труб прикреплялись продольные рычаги подвески. Автором этой конструкции был все тот же .
Устройство и принцип работы торсионной балки
Направляющим устройством подвески с торсионной балкой являются два продольных рычага, которые жестко соединены между собой балкой. С одной стороны продольные рычаги крепятся к ступицам колес, а с другой – к кузову. Торсионная балка имеет U-образное сечение, благодаря чему обладает малой жесткость на кручение и большой на изгиб. Это свойство дает возможность колесам независимо друг от друга двигаться вверх-вниз.
На современных автомобилях торсионная балка может располагаться поперечно либо продольно. Поперечное расположение применяется на легковых автомобилях. А продольная схема расположения свойственна, преимущественно, большим и тяжелым грузовикам. В обоих вариантах торсионная подвеска обеспечивает оптимальные значения затухания колес и кузова, обеспечивает плавность хода и регулирует крен при повороте.
На некоторых автомобилях торсионная подвеска может использоваться совместно . В зависимости от состояния дорожного покрытия и скорости движения этот электромотор стягивает балки для получения необходимой жесткости.
Плюсы и минусы торсионной балки
Главные преимущества торсионных подвесок в целом – это компактность по ширине автомобиля, легкость в регулировании высоты дорожного просвета, небольшая общая масса и, конечно же, долговечность. Подвески с торсионом очень просты в техническом обслуживании и эксплуатации. Такие подвески намного легче регулировать, нежели пружинные. С точки зрения производителей: торсионная балка дешева в изготовлении и легко устанавливается на машину на сборочных линиях.
Один из самых весомых недостатков: дополнительные вибрации, передаваемые от колес на кузов, способствующие низкому комфорту пассажиров задних сидений. И как следствие, , что негативно сказывается при поездках на дальние расстояния.
Вопросы эксплуатации
Если торсионная подвеска на автомобиле разболталась, то осуществить регулировку ее положения можно при помощи простого гаечного ключа. Для этого необходимо забраться под автомобиль и подтянуть разболтавшиеся болты. Главное при этом не переусердствовать, потому что перетянутые болты при движении автомобиля станут причиной излишней жесткости хода.