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.

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.

Амортизаторы

Из курса школьной физики известно, что любой упругой системе свойственны колебания с некой собственной частотой. А если еще будет воздействовать возмущающая сила с совпадающей частотой, то возникнет резонанс — резкое увеличение амплитуды колебаний. В случае с торсионной или пружинной подвеской бороться с этими колебаниями и призваны амортизаторы. В гидравлическом амортизаторе рассеивание энергии колебаний происходит за счет потери энергии на перекачивание специальной жидкости из одной камеры в другую. Сейчас телескопические амортизаторыраспространены повсеместно, от малолитражек до большегрузных автомобилей. Амортизаторы, называемые газовыми, на самом деле тоже жидкостные, но в свободном объеме, а он есть у всех амортизаторов, содержится не просто воздух, а газ под повышенным давлением. Поэтому «газовые» амортизаторы всегда стремятся вытолкнуть свой шток наружу. А вот у следующего вида подвесок без амортизаторов можно обойтись.

Независимая подвеска автомобиля

Зависимая подвеска автомобиля

Макферсон подвеска

Устройство и принцип работы

На рисунке ниже изображена торсионная подвеска, принцип работы которой заключается в защите кузова автомобиля от чрезмерных нагрузок, передаваемых от колес, путем их гашения пружинящим валом. В процессе преодоления автомобилем неровности дорожного покрытия торсион скручивается, обеспечивая максимальную плавность хода. По завершении переезда через помеху торсион возвращается в исходное положение.

Нагрузка равномерно распределяется по всему механизму. По принципу действия это похоже на пружину — но при этом торсион демонстрирует лучшую эффективность.

Устройство торсионной подвески предполагает постоянное наличие напряжения скручивания на упругом валу во время действия сил поднятия-опускания на колесо. Поэтому отсутствие деформационных изменений в торсионе является главным требованием к изделию.

Конструкция

Большинство современных легковушек оснащается комбинированной ходовой частью, в которой на переднюю ось устанавливается независимая подвеска, а на заднюю — зависимая. Полностью независимой подвеской пользуются дорогие спорткары и престижные автомобили — она помогает существенно улучшить управляемость на хорошей дороге. А вот зависимая конструкция на обеих осях используется в грузовиках и внедорожниках, рассчитанных на преодоление серьёзных препятствий.

Чтобы понять, какая подвеска будет оптимально подходящей в конкретном случае — зависимая или независимая, стоит рассмотреть преимущества и особенности этих конструкций. Зависимая ходовая часть позволяет поддерживать постоянный дорожный просвет, поэтому она идеально подходит для езды по бездорожью и плохому дорожному покрытию. Кроме того, она намного надёжнее, хотя за это преимущество приходится расплачиваться меньшей комфортабельностью.

Независимая подвеска позволяет каждому колесу раскачиваться отдельно, уменьшая влияние неровностей на курсовую устойчивость автомобиля. Однако при проезде крупных неровностей она может стать причиной повреждения узлов, расположенных под днищем машины. В современных бюджетных автомобилях нередко применяется полузависимая подвеска, в которой независимые рычаги соединены между собой поперечиной. Она намного надёжнее и безопаснее на бездорожье, чем независимая конструкция, однако обеспечивает лучшую управляемость, чем полностью зависимая.

Виды подвесок

Есть 2 варианта расположения торсионов:

Поперечное расположение торсионного вала нашло свое применение в легковом транспорте. Обычно данного вида подвеска используется в автомобилях с задним приводом. Ее особенностью является размещение валов вдоль кузова машины.

Продольные торсионы применяются на больших, тяжелых грузовиках. Были попытки использовать их и на легковом транспорте, но широкого распространения эта практика не получила.

На данный момент в автомобилестроении используются подвески 3-х основных конструкций:

1. Передняя независимая с использованием поперечных валов.
2. Задняя независимая с поперечными торсионами.
3. Полузависимая задняя.

Эксплуатация в России

Определить, какая лучшая подвеска для российских дорог, наши соотечественники конкретно не могут. Всё зависит от того, в каких целях вы берёте это транспортное средство, 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.

Подвеска автомобиля

Делайте выбор только в правильном направлении, и, как говорится, ни гвоздя, ни жезла!

Передняя независимая

Передняя независимая торсионная подвеска включает в себя следующие элементы:

• Продольно расположенный торсион. Обеспечивает высокую плавность хода.
• Рычаг. Передает усилие и вызывает скручивание торсиона.
• Амортизатор. Служит для гашения колебаний, возникающих в ходовой части автомобиля.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Минимизирует крен кузова машины во время движения. Улучшает управляемость автомобиля.

Передняя независимая торсионная подвеска применяется на тяжелых внедорожниках. За счет этого освобождается место для мощного привода колес.

Подвеска адаптивная и «Де Дион»

Обе конструкции являются разновидностями других подвесок легковых автомобилей. Особенность варианта «Де Дион» – редуктор главной передачи заднего моста, установленный отдельно от поперечной балки и прочих деталей ходовой части. Элемент трансмиссии прикручен к кузову собственными креплениями, а от него к ступицам колес подключены полуоси.

Подобное техническое решение позволяет основательно разгрузить заднюю подвеску автомобиля и улучшить условия ее работы. Отдельный редуктор внедряется производителями совместно с балкой либо многорычажной системой.

Идея адаптивной подвески заключается в автоматическом приспосабливании к дорожным условиям, загрузке авто, скорости движения и так далее. Для этого традиционная конструкция дополнена следующими элементами:

• электронный блок управления;
• пневматические баллоны вместо пружин;
• амортизаторы активного типа;
• регулируемый стабилизатор;
• комплект датчиков.

Ориентируясь по сигналам датчиков, контроллер блока управляет работой стоек и стабилизатора, а также регулирует размер клиренса. Адаптивная схема довольно дорогая, зато самая эффективная из всех разновидностей подвесок. Изменяющие высоту пневмобаллоны также применяются в подвеске грузовиков.

Задняя независимая

Поперечные торсионы задней подвески устанавливаются в паре с продольными рычагами. Пример конструкции приведен на изображении ниже.

Интересным примером автомобиля с поперечными торсионными валами и продольными рычагами является Renault 16. Машина имеет различную колесную базу справа и слева. Расстояние между передним и задним колесами справа и слева отличается на несколько сантиметров. Причиной такого инженерного решения является последовательное расположение валов один за другим. Это слегка ухудшило управляемость автомобиля, но позволило увеличить багажное отделение.

Полузависимая задняя

В основе подвески данного типа лежит торсионная балка, которая имеет U-образную форму. Продольные рычаги располагаются по одному с каждой стороны. Балка соединяет их между собой. Рычаги крепятся одной стороной к кузову, а второй к ступице колеса.

Балка хорошо сопротивляется изгибу. При этом ее форма абсолютно не мешает ей скручиваться. Колеса могут немного перемещаться в вертикальной плоскости относительно друг друга. Расположение торсионной балки можно посмотреть на рисунке ниже.

Полунезависимая подвеска используется в бюджетных машинах с передним приводом. Обусловлено это простотой конструкции и низкой ценой таких машин.

Технические нюансы

А сейчас перейдём к технической стороне вопроса и разберёмся с конструкцией и устройством зависимой системы, а также её разновидностями. К подобным типам подвесок причисляют такие:

• на продольных рессорах (рессорная);
• с направляющими рычагами (зависимая пружинная);
• подвеска Де Дион.

Первый вариант является одним из самых старых. Состоит такая конструкция из балки моста, соединяющей два колеса, а также двух продольных рессор, на которых она крепится.

Рессора в данном варианте выступает в качестве универсального упругого элемента – она принимает на себя нагрузки в вертикальной и поперечной плоскости, а также гасит колебания кузова. Конечно, высокого комфорта от работы подвески подобной системы не добиться, к тому же на больших скоростях начинают появляться проблемы с управляемостью.

Более совершенной и современной можно назвать конструкцию с направляющими рычагами. Вариантов исполнения в плане количества рычагов и их конфигурации есть масса – это и подвеска с тягой Панара, и с механизмом Уатта или Скотта-Рассела. По сравнению с рессорными, у этих систем гораздо лучше управляемость и поведение в поворотах. Главным упругим элементом тут является пружина, а помогает ей амортизатор.

Что же касается подвески Де Дион, то тут есть один нюанс. Дело в том, что данную систему нельзя назвать полностью зависимой из-за хитрого расположения элементов, которое обусловлено тем, что разрабатывалась она для задней оси заднеприводных авто. В ней дифференциал и балка, соединяющая колёса, разделены.

Рекомендуем: Как работает инжектор и система впрыска топлива?

Дифференциал жёстко соединён с корпусом автомобиля, а вращение от него на колёса передаётся через качающиеся ведущие валы. По мнению экспертов, подвеска Де Дион по многим параметрам превосходит лучшие образцы независимых конструкций, и единственным существенным её недостатком является цена, из-за чего встретить её можно не часто, да и то преимущественно на спорткарах.

Плюсы и минусы применения торсионов

Торсионная подвеска имеет свои достоинства и недостатки. Преимуществами торсионной подвески являются:

• плавность хода авто;
• возможность регулировки высоты, благодаря чему легко изменить дорожный просвет;
• компактность и простота;
• хорошая ремонтопригодность;
• меньшая нагрузка на подшипники колес;
• надежность.

Недостатки торсионной подвески таковы:

• большая зависимость жесткости подвески от качества торсионов;
• сложность изготовления упругих валов;
• управлять автомобилем сложно – повороты осуществлять слишком просто.