Торсионная подвеска: устройство, принцип работы, виды, плюсы и минусы — Stoppanic

Содержание

Торсионная подвеска автомобиля. Особенности использования и ремонта.

Что такое подвеска автомобиля, знают практически все. Она представляет собой крепкую и мощную конструкцию, которая служит для выполнения трех основных функций:

1) Контроль положения кузова автомобиля.
2) Сцепление дорожного покрытия с колесами.
3) Минимизирование нагрузки на автомобильные колеса.

Рынок сегодня постоянно пополняется различными новинками, а развитие технологий все время приятно удивляет автолюбителей своими совершенствованиями.

Особенности торсионной подвески

Сегодня на автомобилях можно встретить много видов подвески — рессорные, пружинные, пневматические и некоторые другие. Среди них все большую популярность набирает торсионная подвеска.

Ее главная особенность состоит в одном основном элементе, который называется торсион. Он представляет собой упругий металлический стержень с круглым или квадратным сечением, имеющий по краям шлицевые соединения.

Торсионы конструктивно включают в себя балки различного сечения, нескольких пластин и стержней. Одна из его особенностей — это способ крепления: одной из сторон торсион прикрепляется к направляющему узлу, а другой к кузову автомобиля. В качестве первого часто выступает рычаг.

В процессе поворота колес торсион, как бы скручивается, и таким своеобразным способом происходит формирование крепкой связи колес автомобиля с его кузовом.

История

Свое начало торсионы берут в 1934 году во Франции. Тогда подвеска очень похожей конструкции была впервые использована компанией «Ситроен» на автомобиле модели Traction Avant. Примерно в одно время данную идею также поддержали немецкие инженеры компании «Фольксваген» и установили торсионную подвеску на свой знаменитый массовый автомобиль «Жук».

Со времени своего первого появления и применения торсионы претерпели много изменений и усовершенствований. Очень большой вклад сделал профессор из Чехии Ледвинк. Он разработал уникальную торсионную конструкцию, которая массово применялась на автомобилях и до сегодняшнего дня почти не изменилась.

Первое свое применение разработанная чешским мастером торсионная подвеска нашла в грузовиках марки «Татра» в 30-х годах прошлого столетия. Вскоре Фердинанд Порше подхватил эту идею в 1938 году.

Очень большой популярностью пользовались торсионы в военной технике во время Второй мировой войны. После ее завершения большинство известных автопроизводителей начали применять торсионную подвеску на своей продукции. Особо выделялись среди них компании «Фольксваген», «Пежо» и «Ситроен». Тем не менее вскоре их перестали устанавливать на автомобилях по причине сложной технологии изготовления. Несмотря на это, американские компании «Ford» и «Dodge» устанавливают торсионную подвеску на своих джипах и грузовиках до сегодняшнего времени.

Типы торсионных подвесок

Среди всего разнообразия торсионных подвесок можно выделить три основных типа:

1) С двойными рычагами поперечного направления.

Торсионы в таком случае расположены поперек кузова автомобиля. Благодаря такой конструкции подвеску можно регулировать в широком диапазоне.

Конструктивная особенность этого типа торсионной подвески состоит в способе ее крепления. Она прикрепляется одной из сторон к поперечному рычагу, который размещается внизу автомобиля, а другой непосредственно к кузову транспортного средства.

Торсионы подобного типа широко используются на различных моделях внедорожников, поэтому они так полюбились американскими и японскими производителями.

2) С двойными рычагами продольного направления.

Главное отличие этого типа торсиона от предыдущего — это соединение его с поперечными рычагами. Поэтому он уже располагается не поперек кузова, а вдоль. Торсионная подвеска подобного типа сегодня используется на легковых автомобилях небольшого размера.

3) С продольными связанными рычагами.

Этот тип подвески с каждым днем становится все более популярным и ему уделяют особое внимание. Главная его особенность заключается в особом направляющем узле, в качестве которого выступает пара рычагов в продольном направлении.

Они одной своей стороной крепятся к кузову автомобиля, а другой к ступицам колесной пары. Сама балка также имеет особую конструкцию с U-образным сечением.

Благодаря такой ее особенности подвеске придается очень высокая жесткость на изгиб. При этом практически не наблюдается жесткости на кручение.

Как считает большинство, это существенная недоработка, но как раз это и была задумка разработчиков. За счет такой особенности колеса автомобиля могут вертикально двигаться сколько угодно и при этом они совсем не зависят друг от друга.

Подобные конструкции включают в себя такие элементы, как витая пружина, ступица колеса, металлический или резиновый шарнир, саму торсионную балку, амортизатор и продольный рычаг.

Преимущества и недостатки

Любые сложные конструкции имеют как преимущества, так и недостатки. Это относится также и к торсионам.

Преимущества торсионной подвески следующие:

— простота в эксплуатации

Согласно практике, эта разновидность подвески ремонтируется очень легко и просто, и при этом все работы может спокойно сделать даже новичок.

— легкая регулировка жесткости

Торсионную подвеску всегда можно настроить именно под свою манеру управления автомобилем. При этом нет необходимости посещать автосервис, поскольку всю работу можно сделать абсолютно самостоятельно в своем гараже с помощью инструментов.

— небольшой вес

Подвеска торсионного типа намного легче по сравнению с аналогичными устройствами.

— компактность

Каждый узел подвески размещен очень продумано, поэтому подвеска очень компактна.

— возможность автоматический регулировки

Подобная опция есть в наличие не у каждой модели автомобилей, тем не менее ее стараются добавлять в свою продукцию все большее количество автопроизводителей. Автоматическая регулировка намного удобнее по сравнению с ручным способом.

— длительный срок эксплуатации

Торсионы без проблем и максимально надежно могут прослужить очень долгий период времени.

Вместе с преимуществами есть также ряд недостатков:

— сложная технология производства

Это объясняется стремлением производителей подвесок обеспечить высокую прочность и упругость конструкции. Как результат, их конечная стоимость получается довольно-таки высокой, по причине которой не все производители соглашаются ставить на своих автомобилях торсионные подвески.

— слишком большая чувствительность при поворотах

Это одна из самых важных проблем, решения которой еще до сих пор не найдено. Автомобиль при резком повороте моментально разворачивает, поэтому такие случаи требуют от водителя особого мастерства вождения.

— ограниченность ресурса игольчатых подшипников

Данный вид подшипников широко используется в торсионных подвесках, но они довольно быстро становятся неисправными от незначительного попадания воды, пыли и грязи. Это и является причиной частого выхода подшипников из строя. Средний срок их службы составляет до 70 тысяч километров пробега автомобиля.

История торсиона в бронетехнике

Этот тип подвески широко применяется в бронетехнике еще до сих пор. Торсион выполняется в виде сплошного или полого вала. Все другие его виды в производстве бронетехники не используются.

Торсионы соединяются с другими частями автомобильного кузова за счет применения специальных головок со шлицами разной формы, например, трапеции, прямоугольника или треугольника. Если взять один из наиболее известных во время Второй мировой войны танков «Пантера», то в нем соединение выполнялось при помощи головок с лысками и специального клиновидного болта.

Разработчики бронетехники ставили перед собой одну основную задачу — это добиться как можно большей ее прочности. Это им вскоре удалось благодаря увеличению диаметра торсионной головки. Установка подвески осуществлялась довольно просто за счет резьбы на торце торсиона.

Подвеска для бронированной военной техники изготовляется в основном из хромированной или кремниевой стали. Также в этот сплав часто добавляют никель, молибден, ванадий и некоторые другие металлы.

Хромированная сталь для придания ей необходимой устойчивости подвергается обработке высокой температурой, достигающей 800-850 C.

Кроме прочности, другой важный параметр бронетехники — это скорость ее движения. Данный параметр также удалось значительно повысить за счет так называемого заневоливания. Это закрутка торсиона в раскаленном состоянии до определенного уровня выше предела его упругости и выдержка в таком состоянии на протяжении некоторого времени.

Как результат, подвеска становится очень прочной, которая может выдержать большие рабочие нагрузки. Данный метод обработки торсиона широко используется в выпуске танков Т-72, при котором заневоливание выполняют два раза.

История торсиона для бронированной техники начинается еще в 1940 году. В то время советским инженерам был дан приказ максимально оптимизировать боевой танк Т-34. Примерно через год уже появились первые советские танки с подвеской торсионного типа.

Подобное нововведение позволило увеличить объем топлива на машинах до 750 литров и увеличить количество боевой команды танка. В последующие годы по причине военных действий все работы относительно улучшения торсиона приостановились.

Кроме советских специалистов, отличились также в то время английские мастера, производившие монтаж гидравлических амортизаторов вместе с пружинами. Благодаря такому нововведению удалось повысить плавность движения бронетехники и минимизировать колебания кузова в продольном направлении.

Регулировка торсиона

Как упоминалось выше, подвеску можно регулировать под свои потребности.

Главное преимущество торсионных подвесок — это отсутствие необходимости посещать СТО и тратить на это деньги. Все это можно сделать абсолютно самостоятельно при помощи всего лишь нескольких ключей.

Например, поклонники спортивного стиля вождения очень часто занижают подвеску на задних колесах автомобиля. Это позволяет значительно повысить жесткость посадки машины и ее устойчивость на дороге, особенно на поворотах.

Вместе с этим здесь кроется довольно серьезная опасность. Дело в том, что слишком сильное занижение торсионной подвески значительно увеличивает нагрузку на нее, что приводит к быстрому износу и выходу торсиона из строя.

Чтобы изменить высоту посадки подвески, необходимо изменить так называемую «звезду» торсиона. Так называют шлицевой оконцеватель на его корпусе.

Торсионы по краям имеют шлицевые разъемы. Одна сторона подвески при этом закрепляется с основой балки, а другая соединяется со шлицевым разъемом.

Шлицы имеют специальные метки, которые обозначают их стандартные позиции. Поэтому можно относительно нее поднимать или опускать на необходимое расстояние торсион и таким образом усиливать или ослабевать подвеску.

Применение торсиона

Подвески данного типа с каждым годом становятся все более популярными. Как говорилось выше, их устанавливают на внедорожниках и грузовиках. Но в последнее время наблюдается тенденция к использованию торсионов на легковых автомобилях.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что мировые производители автомобилей все время стараются довести торсионные подвески до совершенства и уменьшить себестоимость их производства. Активно к этому процессу подключают сегодня различные компьютерные программы и современное технологическое оборудование. Как утверждают некоторые специалисты в области подвесок для транспортных средств, торсионы в скором времени по популярности смогут догнать своих конкурентов.

Тем не менее многие производители пока еще не решаются на массовое применение торсионов в производстве автомобилей. Объясняется это несколькими факторами, о которых речь шла немного выше.

Так или иначе надежда всегда есть, что тенденция скоро изменится в лучшую сторону, так как торсионная подвеска является очень уникальной конструкцией, которая стоит того, чтобы на нее обращали должное внимание.

Опубликовано: 23 июня 2015

Торсионная подвеска — Википедия

Торсион квадратного сечения

Торсионная подвеска (также стержневая подвеска) — подвеска транспортного средства, рабочими элементами которой являются торсионы (упругие стержни, работающие на кручение). Используются стержневые торсионы круглого или квадратного сечения, реже пластинчатые — набранные из некоторого числа пластин пружинной стали, совместно работающих на закручивание.

Торсионы в подвеске бронетехники

Ходовая часть танка Т-40 являлась новаторской в советском танкостроении — впервые (вместе с тяжёлым танком КВ-1) на серийной машине применили индивидуальную торсионную подвеску.

Торсионы подвески выполняют, как правило, в виде сплошного или полого круглого вала. Торсионы другого сечения в бронетехнике распространения не получили.

Для соединения торсиона с другими деталями на его концах выполняются головки, как правило, со шлицами треугольного, трапециевидного и реже прямоугольного профиля. В танке Pz. V «Пантера» для соединения применялись головки с лысками и клиновидный болт.

Для обеспечения достаточной прочности головки торсиона выполняются диаметром больше диаметра основного стержня, при этом d/D = 0,6…0,8 (d — диаметр рабочей части стержня, D — внутренний диаметр шлицов). В реальных конструкциях это значение колеблется от 0,54 до 1,0, последнее значение имел, например, итальянский лёгкий танк L6/40. Удобство монтажа обеспечивается разным диаметром головок (внутренняя меньше наружной), а также отверстием с резьбой для съёмника на внешнем торце торсиона.

Для более точной установки торсиона на требуемый угол закрутки при его монтаже, а также при устранении осадки торсиона вследствие накопления остаточной деформации число зубьев на головках выполняют разным. В этом случае минимальный угол перестановки можно определить так:

φ_min = 360 (z₂ — z₁) / z₂·z₁,

где z₂ и z₁ — число зубьев на головках торсиона.

Например, минимальный угол перестановки для торсиона танка Pz.III с числом зубьев на головках 45 и 44 будет составлять примерно 0,18º; для торсиона танка Т-72 с числом зубьев 52 и 48 — примерно 0,58º. В случае же равного числа зубьев на головках, точная регулировка требуемого угла закрутки торсиона практически невозможна. Так для танка L6/40 с числом зубьев 40 на каждой головке угол перестановки торсиона составляет 9º. Крепление торсионов, выполненное по типу танка Pz.V, вообще исключает возможность регулировать подвеску в процессе эксплуатации.

Торсионы выполняют из хромистых или кремниевых сталей с содержанием углерода 0,45-0,65%, хрома 1-1,5%, с добавлением ванадия, никеля, молибдена и других легирующих элементов. Легированная сталь, используемая в торсионных валах, обладает высокой усталостной прочностью и упругостью, как правило, это сталь типа 45ХНМФА.

Термическая обработка хромистых сталей состоит обычно из закалки при температуре 800—860 ºС с последующим отпуском при температуре 400—500ºС. Для повышения усталостной прочности торсионов впадины шлицов обрабатываются накаткой роликами. Рабочая поверхность вала подвергается дробеструйной обработке или накатке роликами, это создаёт упрочнённый поверхностный слой (наклёп) и значительно повышает усталостную прочность торсиона.

Для повышения динамических свойств, воспринимаемой нагрузки и максимального угла закрутки торсион подвергают заневоливанию. Эта технологическая операция является последней среди операций механической и термической обработки. Операция заневоливания заключается в закрутке горячего торсиона за предел его упругого состояния и выдерживании в таком положении некоторое время. При этом в поверхностных слоях возникают пластические деформации, а в сердцевине — упругие. После разгрузки торсиона сердцевина, стремясь освободиться от напряжений и вернуться в исходное состояние, встречает сопротивление пластически деформированного поверхностного слоя. Остаточные напряжения, полученные при заневоливании, позволяют повысить рабочую нагрузку и угол закрутки торсиона в эксплуатации. В некоторых случаях, как это делается для торсионов Т-72, торсион подвергается двойному заневоливанию.

Рабочая закрутка заневоленных торсионов должна совпадать с направлением закрутки при заневоливании. Поэтому заневоленные торсионы левого и правого бортов невзаимозаменяемы и соответствующим образом маркируются (как правило на торце торсиона буквами «Л» и «П»). Для предотвращения поломки торсионов в результате механических повреждений или коррозии рабочей поверхности вала его после окончательной механической и термической обработки покрывают специальным лаком, а иногда и прорезиненной тканью (M46) или изолентой Т-64, Т-72).

В связи с проектом по «большой» модернизации танка Т-34 в СССР вопрос о разработке подвески был поднят ещё в сентябре 1940 года. 19 ноября 1940 года постановление Комитета обороны № 428 обязало НКСМ и Народный комиссариат обороны СССР к 1 января 1941 года предоставить предложения о переходе на производство танков Т-34 с новой ходовой частью с торсионной подвеской. Разработанный КБ завода № 183 проект торсионной подвески предусматривал использование существующих катков и балансиров. За счёт её применения объём боевого отделения увеличивался на 20 %, что позволило увеличить запас топлива до 750 литров и разместить его в трансмиссионном отделении. При этом масса самой подвески снижалась на 300—400 кг^[1]^{[неавторитетный источник?]}.

Однако начало Великой Отечественной войны отодвинуло планы по модернизации танка на несколько лет. Первым серийным советским средним танком с торсионной подвеской стал лишь Т-44, явившийся глубокой модернизацией Т-34^[2].

В Великобритании параллельно с пружинами установили телескопические гидравлические амортизаторы, благодаря чему была устранена склонность подвески Кристи к продольным колебаниям корпуса, значительно повысилась плавность хода^{[значимость факта?]}.

В стандартную комплектацию автомобиля ГАЗ-2330 «Тигр» входят: независимая торсионная подвеска всех колёс с гидравлическими амортизаторами и стабилизаторами поперечной устойчивости.

Торсионы в автомобильных подвесках

Торсионная задняя подвеска на качающихся полуосях.

В автомобильных подвесках торсионы могут использоваться как в качестве упругих элементов, так и в виде вспомогательного устройства — стабилизатора поперечной устойчивости, предназначенного для создания сопротивления крену автомобиля.

Стабилизатор поперечной устойчивости.

Стабилизатор поперечной устойчивости закрепляется на ступичном узле левого колеса, далее проходит в направлении движения до шарнирного узла крепления к кузову (как правило в виде резинометаллического шарнира), далее — в поперечном направлении к противоположному борту автомобиля, где крепится зеркально аналогично первому борту. Отрезки торсиона, проходящие в направлении движения, работают как рычаги при работе подвески в вертикальном направлении.

В качестве упругих элементов торсионы могут использоваться в рамках подвесок самых различных кинематических схем — с продольными или поперечными рычагами, с качающимися полуосями, типа «макферсон», и так далее. Однако наиболее характерно их использование в подвесках либо на двойных поперечных рычагах, либо на двойных продольных.

Наиболее последовательно применяла торсионы в подвеске на двойных поперечных рычагах американская компания «Крайслер». Первый вариант (фирменное название — TorsionAire), использовавшийся в период с 1957 по 1989 год, включал в себя два идущих вдоль лонжеронов рамы продольных торсиона в виде стальных стержней, которые служили осями нижних рычагов подвески. В ходе длительной эксплуатации у него был выявлен серьёзный недостаток, связанный с уязвимостью низко расположенных креплений торсионов для коррозии. Второй вариант использовался на отдельных моделях компании после 1976 года (платформы Chrysler F и М), в нём использовались поперечные торсионы, каждый из которых мог быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске — с той разницей, что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон — только при разноимённом ходе противоположных колёс. Считалось, что автомобили с последним вариантом подвески обеспечивали более высокий уровень комфорта ценой худшей управляемости по сравнению с использовавшими продольные торсионы, хотя это наверняка относится скорее к особенностям настройки подвески, чем к принципиальным особенностям её конструктивной схемы.

Подвеска на продольных торсионах. Citroen, 1935 год.

Схожие конструкции использовались также на автомобилях марок «Ситроен» (одно из самых ранних применений, ещё в середине 30-х годов), «Симка» (Simca-Chrysler 1307), «Рено» (Renault 4) и «Фиат» (Fiat 1800 и целый ряд других), представительских моделях ЗИЛ (114, 117, 4104), Morris Marina, Alfa Romeo (Giulietta, GTV, 75) и других. На автомобилях «Пакард» моделей 1955 и 1956 годов торсионными были как передняя, так и задняя подвески, причём переднее и заднее колёса с каждого борта использовали общий торсион. Специальные электроприводы изменяли угол закрутки торсионов, что позволяло «на ходу» регулировать дорожный просвет — для тех лет это была очень смелая идея, хотя в конкретной реализации на «Пакардах» уровень надёжности этого узла совершенно не соответствовал градусу его новизны.

Спортивный автомобиль 1940-х годов с торсионной подвеской на продольных рычагах. Торсион жёстко закреплён на раме поперечно, рычаги прикреплены к его концам. Конструкция простая, но очень несовершенная.

Renault 16 любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго.

На многих французских переднеприводных автомобилях использовалась задняя подвеска на одинарных продольных рычагах с одним общим торсионом или двумя — по одному на борт, примерами чему являются Renault 4 и Renault 16; последний любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго. Несмотря на кинематическое несовершенство, этот тип подвески был распространён во Франции вплоть до 1980-х и даже 1990-х годов благодаря возможности низко разместить между рычагами совершенно ровный пол багажного отсека, что было выгодно для очень популярных там автомобилей с кузовами «хетчбэк» и «универсал». Торсионную подвеску на продольных рычагах имели и все модели ЛуАЗ. На заднеприводных автомобилях такая подвеска применялась только на раннем этапе развития автомобилестроения (см. иллюстрацию), так как выяснилось, что при приводе на заднюю ось она не обеспечивает необходимых параметров устойчивости и управляемости.

Передняя подвеска VW Beetle в разрезе.

Наиболее характерный вариант торсионной подвески на двойных продольных рычагах был разработан австрийским инженером Фердинандом Порше и впервые был использован в передней подвеске автомобиля «Фольксваген Жук», а затем — на ранних моделях спортивных «Порше». В ней торсионы в виде упругих стержней располагались поперечно друг над другом и были заключены в игравшие роль поперечной балки подвески стальные трубы, а их концы соединялись поворотными кулаками. Аналогичную подвеску имели «Запорожец» и мотоколяска С3Д, торсионы были наборными пластинчатыми, квадратного сечения.

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.

На Fiat 130 и Porsche 911 продольные торсионы использовались в подвеске типа Макферсон^[3].

В целом, торсионные подвески характеризуются компактностью, что, к примеру, позволило на «Симке» и «Рено» разместить между рычагами приводы передних колёс, что было бы весьма затруднено в случае использования пружин. Однако в силу принципиальной линейности торсиона как силового элемента (постоянной жёсткости в диапазоне нагрузок) плавность хода не столь высока, как бывает у пружинной и рессорной подвесок.

Подвеска с сопряжёнными рычагами — схема.

Подвеска с сопряжёнными рычагами «в металле».

Торсион используется и в другом, весьма распространённом, типе подвески — полузависимой с сопряжёнными рычагами, используемой в качестве задней на переднеприводных моделях. При этом основными упругими элементами в неё являются витые пружины, а не торсион; на ровной дороге она работает как обычная зависимая на перекрещивающихся продольных рычагах, а на неровном покрытии колёса за счёт закручивания балки подвески получают определённую долю самостоятельности, за счёт чего повышается плавность хода, улучшается проходимость. Эта подвеска была разработана фирмой Audi в семидесятых годах, после чего очень широко использовалась и продолжает использоваться сейчас, как правило — на бюджетных моделях.

Расчёты

Стержень, используемый как упругий элемент, который работает на скручивание, называется торсионом. Касательные напряжения τ r {\displaystyle \tau _{r}} , возникающие в условиях кручения, определяются по формуле:

τ r = T r J 0 {\displaystyle \tau _{r}={Tr \over J_{0}}} ,

где r — расстояние от оси кручения.

Очевидно, что касательные напряжения достигают наибольшего значения на поверхности вала при r m a x = R {\displaystyle r_{max}=R} и при максимальном крутящем моменте M m a x {\displaystyle M_{max}} , то есть

τ m a x = T m a x R J 0 = T m a x W p {\displaystyle \tau _{max}={T_{max}R \over J_{0}}={\frac {T_{max}}{W_{p}}}} ,

где W_p — полярный момент сопротивления.

Это даёт возможность записать условие прочности при кручении в таком виде:

τ m a x = T m a x W p ≤ [ τ ] {\displaystyle \tau _{max}={\frac {T_{max}}{W_{p}}}\leq [\tau ]} .

Используя это условие, можно или по известным силовым факторам, которые создают крутящий момент Т, найти полярный момент сопротивления и далее, в зависимости от той или иной формы, найти размеры сечения, или наоборот — зная размеры сечения, можно вычислить наибольшую величину крутящего момента, которую можно допустить в сечении, которое в свою очередь, позволит найти допустимые величины внешних нагрузок.

τ = M t I 0 V ≤ τ a d m {\displaystyle \tau ={\frac {Mt}{\frac {I_{0}}{V}}}\leq {\tau }_{adm}}

avec τ = 16 M t π d 3 {\displaystyle \tau ={\frac {16\,Mt}{\pi d^{3}}}} (прут)

ou τ = 16 d e M t π ( d e 4 − d i 4 ) {\displaystyle \tau ={\frac {16\,d_{e}\,Mt}{\pi (d_{e}^{4}-d_{i}^{4})}}} (труба)

Примечания

↑ Л. Н. Васильева, И. Желтов, Г. Ф. Чикова. Правда о танке Т-34. — Москва: Атлантида — XXI век, 2005. — С. 119. — 480 с. — 5 000 экз. — ISBN 5-93238-079-9.
↑ Огонь, броня, скорость. В.Вишняков. Боевая техника армии и флота: Сб. статей / Сост. С. Н. Поташов. —М.: ДОСААФ, 1981.
↑ Раймпель, Й. Шасси автомобиля /сокр. пер. с нем./ = Fahrwerktechnik. — Москва: Машиностроение, 1983. — Т. I. — С. 195-227. — 356 с.

См. также

Торсионная подвеска

Одним из видов подвески является торсионная. В ней основным элементом служит упругий торсион. Это своеобразный элемент из металла, который представляет собой стержень с каждой из сторон которого, имеется шлицевое соединение. Некоторые торсионы состоят из нескольких пластин или стержней с различным сечением.

Одна часть торсиона закреплена с рамой автомобиля, вторая его часть крепиться к рычагу. Перемещаясь, торсион закручивается, обеспечивая четкую связь между кузовом и колесом автомобиля.

Основной особенностью торсиона является то, что его вращение направленно только в сторону скручивания. Также этот элемент может применяться для изменения уровня высоты кузова.

Торсион активно используется в некоторых видах независимых подвесок: на продольных и двойных поперечных рычагах, которые образуют торсионную балку.

Конструкция торсионной подвески

Торсионная подвеска имеет поперечные рычаги, на которых расположены торсионы. Они расположены параллельно кузову, поэтому появляется возможность изменять их длину и соответственно влиять на высоту кузова.

Одна сторона торсиона соединена с нижним поперечным рычагом (реже к верхнему), а другой его конец к раме авто. Такая схема применяется для проектировки передней подвески на внедорожниках.

В торсионном типе подвески торсионы, расположенные на продольных рычагах соединены с продольными рычагами, и соответственно располагаются поперек кузова. Такая схема часто встречается в задних подвесках ряда легковых авто малого класса.

Конструкция торсионной балки

Важное место в торсионной подвеске играет торсионная балка. Направляющим устройством в нем служат два продольных рычага, которые соединены между собой балкой. Одной стороной продольные рычаги закрепляются к кузову, а другой к ступицам колес. Сечение балки имеет U-образную форму. Таким образом, достигается жесткость на изгиб при относительно малой жесткости на кручение.

Торсионная балка используется преимущественно в качестве задней подвески для автомобилей с передним приводом. Конструкция такой подвески является промежуточной между независимой и зависимой подвеской, поэтому носит название полунезависимая подвеска.

Торсионная подвеска принцип работы

Торсионная подвеска: устройство, принцип работы

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.

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).

Каждый из перечисленных видов отличается не только строением, но и характеристиками и конструкцией.

В состав передней торсионной подвески входят:

продольный торсион, работающий по принципу скручивания;
нижний и верхний рычаг;
амортизатор;
стабилизатор поперечной устойчивости.

Устройство

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.

Принцип работы торсионной подвески

Принцип работы торсионной подвески многим напоминает работу рессорной, пневматической или пружинной подвески.

Торсион 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.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

торсионная подвеска — это … Что такое торсионная подвеска?

Торсионная подвеска — Система подвески, в которой вместо листовой или винтовой пружины используются торсионы… Словарь автомобильных терминов

Подвеска с торсионной балкой — Подвеска с торсионной балкой, также известная как подвеска с торсионной пружиной или неправильно торсионная балка, является общим термином для любой подвески автомобиля, в которой в качестве основной несущей пружины используется торсионная штанга.Один конец длинного металлического стержня прикреплен…… Wikipedia

барная подвеска — См. Торсионная подвеска… Словарь автомобильных терминов

торсион — н. металлический стержень, демонстрирующий упругость при кручении; специф., используется вместо винтовой пружины в подвеске некоторых автомобилей… Словарь английского мира

торсионный стержень — Длинный стержень из пружинной стали, прикрепленный таким образом, что один конец закреплен, а другой может вращаться.Один конец прикреплен к раме одним концом, а другой — к подвесной детали. Если рычаг прикреплен под прямым углом к свободному концу,…… Словарь автомобильных терминов

торсионный стержень — существительное стержень, образующий часть подвески транспортного средства, скручивающийся в ответ на движение колес и поглощающий их вертикальное движение… Словарь новых терминов английского языка

торсионный стержень — / ˈtɔʃən ba / (скажем, tawshuhn bah) существительное металлический стержень с функцией торсионной пружины, напоминающий спиральную пружину, вытянутую в стержень и используемую в системе подвески некоторых двигателей. транспортных средств… Австралийско-английский словарь

торсион — существительное Дата: 1937 г. длинный металлический элемент автомобильной подвески, один конец которого жестко прикреплен к концу рамы, а другой скручен и соединен с осью и действует как пружина … New Collegiate Dictionary

Подвеска (транспортное средство) — Подвеска — это термин, обозначающий систему пружин, амортизаторов и рычагов, которые соединяют транспортное средство с его колесами.Системы подвески служат двойному назначению — способствуют управляемости и торможению автомобиля для обеспечения хорошей активной безопасности и вождения… Wikipedia

Торсионная пружина — Мышеловка, приводимая в движение винтовой торсионной пружиной Торсионная пружина — это пружина, работающая за счет кручения или скручивания; то есть гибкий эластичный объект, который накапливает механическую энергию при скручивании. Величина силы (фактически крутящий момент), которую он прилагает…… Википедия

подвеска — [1] Сборка пружин, амортизаторов, торсионов, шарниров, рычагов и т. Д., который смягчает удары при столкновении с дорогой и служит для поддержания постоянного контакта колес с дорогой, улучшая управляемость и сцепление с дорогой. [2] Смесь … Словарь автомобильных терминов

торсионная подвеска — это … Что такое торсионная подвеска?

барная подвеска — См. Торсионная подвеска… Словарь автомобильных терминов

Передняя подвеска Ford Ranger

Ford Ranger поставлялся с двумя основными типами передней подвески в зависимости от год его производства. Передняя подвеска сдвоенная балка использовалась от 1983-1997 гг., А IFS (независимая передняя подвеска) использовалась с 1998 г. по настоящее время.

Это страница будет разбивать различные блокировки в зависимости от года и того, автомобиль — 2WD или 4WD.

1983–1997 Передняя подвеска Ford Ranger 2WD:

Ниже передняя подвеска TIB (Twin I-Beam), используемая в Ford Rangers от 1983-1997. В 1965 году Ford представил переднюю подвеску Twin I-Beam в грузовики Ford F-Series. Предлагался только на малой грузоподъемности. пикапы F-Series с приводом на два колеса, что делает езду на них более мягкой и лучшие характеристики управляемости. Вы увидите или услышите, как люди относятся ко всем ранние подвески Ranger как TTB, бит TTB расшифровывается как Twin Traction Луч и относится только к моделям 4WD (4×4).

Передняя подвеска TIB — это независимая передняя подвеска в смысле что с каждой стороны передней подвески своя балка моста, витки пружина и радиусный рычаг.

1983–1997 Передняя подвеска Ford Ranger 4WD:

Ниже передняя подвеска TTB (Twin Traction Beam), используемая в Ford Ranger. с 1983-1997 гг.По конструкции он похож на TIB (Twin I-Beam). упомянутые выше, за исключением того, что балки оси больше, а приводы К боковой балке прикреплен дифференциал.

г. TTB был либо Dana 28, либо Dana 35. Оба были с обратным вращением. дифференциалы. Нажмите ЗДЕСЬ , чтобы узнать больше информация об этих осях.

г. Передняя подвеска TTB — это независимая передняя подвеска в смысле что с каждой стороны переднего транспортного средства своя балка моста, винтовая пружина, и радиусный рычаг.

TIB и сравнение балок моста TTB:

Ниже фотография балки моста TTB со стороны водителя (с дифференциалом) на слева и балка моста TIB на стороне водителя справа.

1998-2010 Передняя подвеска Ford Ranger 2WD:

1998-2010 2WD Ford Ranger поставлялся с передней подвеской со спиральными пружинами IFS.Эта подвеска не использует старую двутавровую балку. Вместо этого используется верхний и нижние рычаги с установленной между ними винтовой пружиной. Эти источники — это не те же пружины, которые использовались в более старых подвесках с двутавровой балкой (TIB).

Форд Торсионная передняя подвеска Ranger 2WD:

Нет все 2WD Rangers, построенные после 1998 года, поставлялись с передней подвеской IFS подвеска.

(2005 г. Ford Ranger Edge 2WD принадлежит участнику форума hoosier1104)

г. Ford Ranger Edge 2001-2005 гг. И Ford Ranger Sport 2006-2009 гг. Поставлялись с передняя подвеска торсионная. Также был Ford Ranger 2000 года выпуска. Trailhead 2WD с торсионом передняя штанга подвески. Обратите внимание, что изображенный выше грузовик не является полноприводным. Ranger. Это Ford Ranger Edge 2WD 2005 года выпуска.Вы можете увидеть торсион под передним колесом (выступая за правый центр переднего колеса и простираясь обратно до его крепления возле входной двери).

г. торсионная подвеска не имеет винтовых пружин между передней частью рычаги подвески. Вместо этого он использует торсион, который соединен с нижний рычаг и проходит параллельно раме. Подключается к раме Рейка за передним креплением кабины.См. Раздел ниже о том, как кручение барные подвески работают.

1998-2010 Передняя подвеска Ford Ranger 4WD:

г. Полноприводные Ford Ranger 1998-2010 годов поставляются с торсионной передней подвеской. В этой передней подвеске использовался корпус Dana 35 (нажмите ЗДЕСЬ ). для получения дополнительной информации), но он был не таким, как Dana 35, найденный в ранее TTB Rangers.Модель Dana 35, используемая с 1998 года по настоящее время, является стандартное вращение Dana 35. Ранние модели Dana 35 имели обратное вращение. дифференциал.

г. торсионная подвеска не имеет винтовых пружин между передней частью рычаги подвески. Вместо этого он использует торсион, который соединен с нижний рычаг и проходит параллельно раме. Подключается к раме Рейка за передним креплением кабины. См. Раздел ниже о том, как кручение барные подвески работают.

2008-2011 Торсионная подвеска Ford Ranger 4×4 по сравнению с торсионной балкой 1998-2007 гг. Подвеска:

В 2008, Ford повернул ключи на несколько градусов, чтобы опустить Ranger и дать у него лучшая управляемость и характеристики MPG. Если вы получите заводской комплект торсионные ключи от Ranger 4×4 2007 года выпуска и старше, и установите их в 2008 или новее Ranger, он поднимет этого Ranger 1.75-2,00 дюйма в фронт.

Также, задние подъемные блоки в Ford Ranger 2008-2011 ниже. Ты можешь немного приподнять 4×4 Ranger 2008-2011, просто установив более ранние части. Если вы добавите подъемник подвески Superlift на 2008 и более новый Ranger, то более ранние клавиши поднимут переднюю часть больше. Superlift уже поставляется с более высокими задними блоками.

Как Завод торсионных стержней:

Это это CAD-иллюстрация торсионной передней подвески (не из Ranger).При сжатии подвески скручивается торсион по часовой стрелке за нижний А-образный рычаг. Поскольку торсион закреплен на другой конец в поперечине, торсион вращается против часовой стрелки. сила, которая толкает А-образную дугу обратно вниз. Эффективная жесткость пружины Длина стержня определяется его длиной, диаметром и материалом.

Производители измените торсион или ключ, чтобы отрегулировать высоту дорожного просвета, обычно на компенсировать более тяжелые или более легкие двигатели.Пока дорожный просвет регулируется поворотом регулировочных болтов на торсионном ключе приклада, слишком сильно повернув шпонки, регулировочный болт может погнуться и поршень амортизатора за пределами стандартного хода. Чрезмерное вращение торсиона стержни также могут вызвать преждевременное столкновение подвески с отбойником, вызывая жесткую поездку. Комплекты кованых торсионных ключей для вторичного рынка используют восстановленную синхронизацию регулировочные ключи для предотвращения чрезмерного вращения.

Спасибо участникам форума:

hoosier1104 (фото грузовика)

Рейнджер44 (фото торсиона)

ADSM08 (диаграмма)

Sasquatch_Ryda (диаграмма)