ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

принцип работы торсионов, виды, плюсы и минусы

Для комфортной езды по неровным дорогам необходима упругая связь между колесами и кузовом автомобиля. Одним из способов обеспечения такой связи является применение торсионной подвески. Её активно используют в автомобилестроении благодаря компактности, простоте конструкции и высокой надежности.

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.

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.

Виды подвесок

Есть 2 варианта расположения торсионов:

  • поперечно;
  • продольно.

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.

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.

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.

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.

Заключение

Торсионная подвеска активно применяется в тяжелой технике, внедорожниках, а также в автомобилях бюджетного сегмента. Ее простота, надежность, долговечность и отменные прочие эксплуатационные характеристики позволили использовать ее на транспортных средствах, не требующих хорошей управляемости на высокой скорости, так как для спортивной, динамичной езды такого типа подвеска, к сожалению, совсем не подходит.

Торсионная подвеска автомобиля - устройство и принцип работы

На автомобили ставят различные типы подвесок: пневматические, пружинные, рессорные. Расскажем что такое торсионная подвеска автомобиля, ее принцип работы и устройство. Плюсы и минусы торсионов.

Что это и как работает

Торсионная подвеска — это металлические валы, работающие на кручение, один конец которой крепится к шасси, а другой крепится к специальному перпендикулярно стоящему рычагу, связанному с осью. Данная подвеска изготавливается из термически обработанной стали, которая позволяет выдерживать значительные нагрузки при кручении.
Основной принцип её действия — работа на изгиб. Торсионная балка может располагаться продольно и поперечно. Продольное расположение используется на больших и тяжелых грузовых автомобилях. На легковых машинах, как правило, используются поперечное расположение торсионных подвесок, обычно на заднем приводе. В обоих случаях она обеспечивает плавность хода, регулирует крен при повороте, обеспечивает оптимальную величину затухания колебаний колес и кузова, уменьшает колебания управляемых колес.

На некоторых автомобилях торсионная подвеска используется для автоматического выравнивания с использованием мотора, который стягивает балки для придания дополнительной жесткости, в зависимости от скорости и состояния дорожного покрытия. Подвеска с регулируемой высотой может использоваться при замене колес, когда транспортное средство приподымается при помощи трех колес, а четвертое поднимается без помощи домкрата.

Основное преимущество торсионных подвесок — это долговечность, легкость в регулировании высоты и компактность по ширине транспортного средства.
Она занимает значительно меньше пространства, чем пружинные подвески типа МакФерсон, легка в эксплуатации (почти нечему ломаться) и техническом обслуживании.

Видео. Плюсы и минусы торсионов

Если торсионная подвеска разболталась, то отрегулировать положения можно с помощью обычного гаечного ключа. Достаточно подтянуть нужные болты. Главное не переусердствовать, чтобы избежать излишней жесткости хода при движении.

Торсионная подвеска - принцип работы

Добрый день. Сегодня мы поговорим об одной из разновидностей подвески. Есть несколько видов подвесок: пневматическая, пружинная, рессорная, но речь сегодня пойдет о торсионной подвеске. А знаете ли вы, что разрабатывалась эта модель подвески для танков и используют ее в бронемашинах до сегодняшнего дня? И только со временем ее модифицировали и установили на легковые автомобили и внедорожники.

По какому принципу работает данная подвеска, и какими плюсами и минусами она наделена? Давайте попробуем разобраться.

1. История создания и развития торсионной конструкции

Принято считать, что первыми торсионно-рычажную подвеску на автомобиль установили немцы в 30-х годах прошлого столетия на Volkswagen Beetle. Но это не так, французы их опередили и впервые установили модель подвески подобного типа на автомобиль Citroen Traction Avant, и было это в 1934 году. Наиболее удачно торсионы в подвеске применяла американская компания «Крайслер». А в Советском Союзе торсионные подвески ставили на автомобили ЗиЛ и ЛуАЗ, а также «Запорожец».

Усовершенствованием подвески занимался чешский профессор Ледвинка и уже в 1938 году подобие его торсионной подвески начали массово использовать в KdF-Wagen автомобильной компании Фердинанд Порше. Немецкому изобретателю больше всего приглянулся малый вес подвески. Он понимал, как важен этот момент в строительстве военной техники и спортивных автомобилей.

И этот преимущество подвески актуально на сегодняшний деть. Это подтверждается использованием торсионной подвески в таких марках как Феррари и Тойота Лэндкруизер.

Во временна Второй мировой войны торсионная подвеска применялась в бронетехнике, а именно в немецких и советских танках. Из самых знаменитых немецких танков, которые имели торсионную модель подвески, были КВ-1 и Pz. V «Panther». А после окончания войны торсионные подвески использовались большинством европейских производителей авто. Пиком использования торсионных подвесок были 50-60-е года. Внимание привлекала простота изготовления устройства и его компактность. В 1961 году торсионную балку впервые применили на передней подвеске. Автомобиль, на котором решили провести эксперимент, был Jaguar E-Type. Со временем производители отказались от такого вида подвесок, так как это стало не рентабельно. Но некоторые производители, например, Ford, Dodge, General Motors, Mitsubishi Pajero, до сих пор предпочитают устанавливать торсионную подвеску на свои внедорожники и грузовики.

Разработчики во всем мире усердно работают над усовершенствованием торсионной подвески и снижением ее себестоимости. К процессу активно подключается современное оборудование и новейшие компьютерные программы. Некоторые специалисты даже заявляют, что через несколько лет торсионная подвеска догонит по популярности своих конкурентов. Но большинство производители пока массово не используют торсионные подвески в изготовлении автомобилей. В любом случае остается надежда, что тенденция измениться к лучшему. Ведь торсионная подвеска – уникальная разработка достойная особого внимания.

2. Устройство и принцип работы торсионной балки

Торсионная балка - это вид подвески, в которой роль рабочего элемента играют торсионы. Торсион – это металлический рабочий элемент, который работает на закручивание. Обычно он состоит из металлических стержней, а реже пластин, круглого или квадратного сечения, которые совместно работают на скручивание. В автомобиле торсионы могут использоваться как упругий элемент, или в качестве вспомогательного устройства – стабилизатора поперечной устойчивости. Закрепляясь на ступичном узле левого колеса стабилизатор поперечной устойчивости, проходит к шарнирному узлу в виде резинометаллического шарнира.

Далее к параллельному борту автомобиля в поперечном направлении, где крепится к другому борту в зеркальном положении. Роль рычагов при работе подвески в вертикальном направлении выполняют отрезки торсионов. В современных автомобилях торсионная балка может применяться поперечно или продольно. При этом на легковых автомобилях применяется поперечная балка. А продольная больше подходит для грузовиков. В обоих случаях она призвана облегчить плавность хода и скорректировать крен при повороте. На современных моделях торсионная балка используется с электродвигателем при выравнивании в автоматическом режиме. Подвеска, которая может регулировать высоту колес может использоваться при замене колеса. В таком случае три колеса приподнимают автомобиль, а четвертое колесо поднимается без помощи домкрата.

Принцип работы данной подвески довольно прост. Концы торсионной балки жестко закреплены на раме или кузове автомобиле. Метал из которого он сделан имеет особый сплав и это позволяет ему работать как пружинный элемент. Во время движения на него действует сила скручивания и вал стремиться вернуть колесо на место. Если вал установлен в автомобиле вместе с дополнительным электромотором, то у водителя есть возможность в ручном режиме изменять жесткость подвески. Можно сказать, что принцип работы данной подвески аналогичен подрессоренной и пружинной.

3. Плюсы и минусы торсионной балки

Со времен создания торсионная балка прошла множество стадий модификаций. При этом усовершенствовались ее положительные качества и по возможности убирались недостатки. Но убрать все недостатки невозможно. Давайте же рассмотрим все плюсы и минусы современной торсионной подвески. И так начнем с задач, которые должна выполнять подвеска:

1. обеспечить плавный ход автомобиля;

2. стабилизация колес;

3. регулировка угла крена на поворотах;

4. поглощение колебаний колес и рамы.

К преимуществам торсионной подвески мы можем отнести:

1. Подвеска очень проста в эксплуатации. Она очень простая и это позволяет легко провести ремонт подвески. При этом ремонт может провести даже начинающий автолюбитель.

2. Очень проста и понятная регулировка жесткости. Это позволяет автолюбителю самостоятельно увеличить жесткость подвески и нарастить торсионы под свой стиль езды.

3. По сравнению с другими видами подвесок она имеет весьма небольшой вес и компактно размещается под кузовом автомобиля.

4. Возможность автоматически влиять на подвеску есть не у всех автомобилей, но производители стараются добавить данную опцию в новые модели. И это понятно, ведь гораздо удобней регулировать жесткость и высоту подвески нажатием кнопки с салона автомобиля.

5. Самым приятным плюсом данной подвески для автомобилиста является ее долговечность. Вся конструкция и торсионы способны отслужить весь период эксплуатации без видимых проблем. А если подвеска потеряла былую жесткость, то ситуацию поможет исправить гаечный ключ.

Есть у такой подвески и ряд недостатков, а именно:

1. Одной из самых больших проблем торсионной подвески, которую до сих пор не могут решить производители – это излишняя поворачиваемость автомобиля. На резком повороте автомобиль начинает разворачивать и от водителя требуется определенные навыки, чтоб удержать его на дороге. Отечественные автомобилисты могли сталкиваться с этой проблемой управляя «Запорожцем».

2. Еще одним минусом являются дополнительные вибрации, которые с помощью подвески перекладываются с колес на кузов. Это способствует низкому комфорту пассажиров задних сидений. Также невозможно сделать качественную шумоизоляцию.

3. Недостатком торсионного вала есть также наличие игольчатых подшипников. Они имеют ограниченный ресурс пробега около 60-70 тис. км. И это обвязывает водителей чаще заглядывать под днище автомобиля. Подшипники защищены резиновыми сальниками и прокладками, но из-за воздействия агрессивной среды и старения резина дает трещины. Через них просачивается вода с пылью и грязью и выводит подшипник из строя. В свою очередь вышедший из строя подшипник развальцовывает посадочные места торсионной балки и это изменяет вал колес.

4. Одной из причин по которой производители отказываются ставить торсионную подвеску на свои автомобили, это высокая себестоимость изготовления подобного вала. Дело в том, что сложной является технология изготовления и обработки торсионов. Чтоб предотвратить появление трещин на их поверхности, необходимо использовать пластических осадок и других технологий. Все это повышает стоимость торсионной подвески, кроме того, максимальная нагрузка на сам вал не очень велика.

4. Эксплуатация торсионной подвески

Хоть торсионная балка и проста в эксплуатации, она все же требует некоторого ремонта. Ремонт подвески связан со следующими моментами: регулировка высоты подвески, замена игольчатых подшипников, замена торсионов задней балки, замена пальцев задней балки, ремонт рычагов задней балки.

Регулировку высоты торсионной подвески нельзя рассматривать как полноценный ремонт. Чаще всего это делают водители, исповедующие спортивный стиль езды. Им необходимо приподнимать заднюю часть автомобиля. Также изменение высоты подвески имеет смысл при увеличении жесткости подвески и меньшей осадки автомобиля при максимальной нагрузке. Но следует помнить, что тогда торсион работает в более агрессивных условиях и это, скорее всего, скажется на его ресурсе.

Если же производится ремонт самой торсионной балки, то наверняка понадобиться демонтаж торсионов. В этом случае необходимо точно наметить положение торсионна на балке, чтобы при монтаже было ясно, куда его вставлять. Чтобы демонтировать торсион, а именно снять его из шлицевого соединения, вам понадобиться специальный инструмент, инерционный съемщик. Может быть, придется почистить резьбу шлицевого соединения, на которую садиться торсион, для этого запаситесь метчиком. Довольно часто эти самые шлицевые соединения как говориться «закисают», и тогда снять торсион становится проблемой и инерционный съемщик не помогает. В таком случае выручит обычная кувалда.

Самым частым моментом в ремонте торсионной балки является замена изношенных игольчатых подшипников. Чтобы произвести их замену необходимо снять торсион и рычаги задней балки. С каждой стороны есть два подшипника. Самым опасным является то, что определить вышел ли подшипник из строя, самостоятельно невозможно. А эксплуатация неисправного подшипника приводит к изнашиванию оси. Замена самой оси возможна, но очень затруднительна в «домашних» условиях. Поэтому производители призывают водителей следить за работой подшипника и производить его замену вовремя, это сбережет ваши деньги и время. Еще более затруднительным является ремонт рычага задней балки. Он выходит из строя по тем же причинам что и палец задней балки, но ремонт его производиться на токарно-расточном станке. И тут проблемой становится поиск необходимого оборудования и мастера.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Принцип торсионной подвески. Устройство и как она работает

Приблизительно уже 80 лет применяется торсионная подвеска при разработке автомобилей. Первый раз ее использовали на автомобилях Ситроен еще в 30-х годах ХХ века. Чуть позже эта конструкция заинтересовала немцев, которые реализовали идею в автомобили Фольксваген Жук. Отечественный автопром отстал в этом отношении и в первый раз этот тип подвески использовался на машине «Запорожец».

Сейчас принцип торсионной подвески используется в большинстве автомобилей. Он завоевал большую популярность потому, что его конструкция очень проста, а стоимость намного ниже других вариантов.

Торсионная подвеска – что это?

Главное действие в подвеске этого типа выполняет торсион. Торсионом называется круглый или квадратный металлический стержень, который выполняет работу на скручивание. Его можно собрать из нескольких пластин или цельного материала, на концах которого должны быть шлицы для соединения с другими частями устройства.

Теперь рассмотрим принцип работы торсионной подвески. Один край стержня неподвижно соединяется с кузовом, а другой – с рычагом. Весь принцип работы основывается на упругости торсиона. Когда колесо машины находится в вертикальном положении, оно закручивает его, из-за чего и появляется упругая связь между кузовом и колесом машины. Когда торсион раскручивается до своего нормального положения, колесо возвращается в исходное положение. Посмотрите принцип торсионной подвески видео.

В некоторых случаях торсионная подвеска может применяться для того, чтобы выравнивать положение колес автоматически с применением двигателя, стягивающего балки для придания повышенной жесткости в зависимости от состояния дороги и скорости движения. Также данный тип подвески может использоваться в случае регулируемой высоты подвески.

Главным и основным преимуществом торсионной подвески является долговечность, компактность и простота при регулировке высоты. Если сравнивать данный тип подвески с McPherson, то старая добрая «торсионка» занимает меньше места и пространства. Также она очень проста в обслуживании и эксплуатации.

Разболтавшаяся торсионная подвеска не является большой проблемой для автолюбителя. Чтобы отрегулировать  ее положение, достаточно взять обычный гаечный ключ и подтянуть болты. Главное, не затянуть их слишком сильно. Это поможет избежать лишней жесткости хода во время движения.

Прототип современной торсионной подвески появился в 1930-х годах. Его потом модернизировал чехословацкий профессор Ледвинк. В 1938 году Фердинанд Порше просто скопировал дизайн торсионной подвески и внедрил ее в массовое производство автомобилей своей марки.

Преимущества и недостатки торсионной подвески

Основными преимуществами торсионной подвески являются:

  • Компактность;
  • Легкость монтажа;
  • Маленький вес;

Ключевым недостатком является возможность использования данного типа подвески только на неведущем мосту.

Ремонт торсионной подвески

Если смотреть на все проблемы торсионных балок, то можно сказать, что нужно вмешиваться в механизм в случае:

  • Демонтажа или замены торсионов;
  • Замена игольчатых подшипников;
  • Замена осей задней балки и пальцев;
  • Регулировка высоты подвески;
  • Ремонт рычагов задней балки;

Посмотрите видео о том, как правильно регулировать и ремонтировать торсионную подвеску.

В статье мы разобрали принцип торсионной подвески и поняли, что она доказала свое качество временем. Интересен тот факт, что подвеска данного типа используется на многих самоходных механизмах – от запорожца до танка.

Что такое и как работает торсионная подвеска. Ее плюсы и минусы

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

Устройство торсионной подвески

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

Как развивалась торсионная подвеска

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

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

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

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

Плюсы и минусы

Расположение торсионной балки под кузовом может быть как продольное, так и поперечное. В большинстве своём продольное расположение применяется на крупных и тяжелых автомашинах. На легковой технике чаще используются компактные поперечные торсионы задней подвески. В обоих случаях подвеска предназначена для решения следующих задач:

Поперечно расположенная подвеска ограничена по длине шириной колеи машины. По бокам кузова рабочие концы поперечных торсионов соединены с рычагами подвесок. Поэтому мягкость таких подвесок также получается ограниченной. В отличие от поперечных продольные балки не имеют жёстких ограничений по длине, поэтому по мягкости такие подвески не уступают рессорам и пружинам. Кроме того, продольная конструкция подвесок создаёт дополнительные технологические удобства при сборке кузова больших автомобилей.

К основным преимуществам торсионной подвески относится следующее:

  • она более компактна по сравнению с пружинной системой и занимает гораздо меньшее пространство;
  • простота установки и обслуживания;
  • небольшой вес;
  • она даёт возможность просто и быстро устанавливать необходимый дорожный просвет, не изменяя деталей конструкции подвески;
  • высокая надёжность и ремонтопригодность;
  • большая периодичность обслуживания и простота регулировки;
  • она обеспечивает лучшую управляемость автомобиля при возникновении крена.

Всё обслуживание торсионной подвески в основном сводится к подтяжке крепёжных болтов, которое можно выполнить, имея с собой только один гаечный ключ. Однако при этом не следует пользоваться принципом «чем сильнее, тем надёжнее», так как излишняя затяжка болтов может стать причиной повышенной жёсткости подвески.

Торсионная подвеска, кроме тяжелых автомобилей, применяется в производстве легковых авто. Пример: Toyota Corolla Fielder, где используется задний торсион.

Основными недостатками подвесок на торсионных балках считаются:

  • Склонность автомобиля с такой подвеской к излишней поворачиваемости. На поворотах такие автомобили начинает разворачивать, что требует повышенного внимания водителя. Наиболее характерна и заметна такая склонность на автомобилях марки ЗАЗ, которые имеют небольшие размеры.
  • Сложная технология производства и обработки торсионов, обеспечивающих необходимую высокую прочность и упругость материала. Чтобы обеспечить устойчивость металла к возникновению поверхностных трещин торсионы проходят специальные процедуры по упрочнению поверхности с использованием пластических осадок и других технологий. Все эти технологические операции повышают стоимость подвески. Несмотря на это, они находят применение в современной автомобильной технике, чтобы обеспечить им высокий уровень комфортабельности при езде по различным типам дорожных покрытий.
  • Наличие игольчатых подшипников в узлах крепления рычагов к концам торсионной балки с ограниченным ресурсом пробега. Подшипники имеют свойство выходить из строя по причине попадания пыли, воды и грязи через трещины в сальниках и прокладках. Причём это происходит более часто из-за старения резинового материала и воздействия агрессивных сред, нежели от стиля вождения и его интенсивности. Основная панацея от этой беды – почаще заглядывать под днище автомобиля. Своевременное обслуживание позволит обойтись заменой сальников или подшипников. В худшем случае предстоит ремонт или замена балки, так как вышедшие из строя подшипники развальцовывают посадочные места, что приводит к изменению развала колёс. Ресурс подшипников составляет от 60 до 70 тыс. км.

Одной из причин, ограничивающих использование торсионов, является сложность получения полностью независимых колёсных подвесок, обеспечивающих высокий уровень комфорта. Однако наличие торсионной балки даёт возможность получить достаточно свободные подвески, если использовать на концах балки, вращающиеся амортизирующие рычаги. Этим достигается большая независимость колёс и большая плавность хода при езде. Особенно эффективна такая подвеска на тяжёлых машинах типа Peugeot 405 и Renault Laguna, у которых она испытывает большую нагрузку, что способствует улучшению комфортабельности езды. На более лёгких машинах Peugeot 106, 206, 306 такая подвеска будет менее эффективна и комфортабельна.

С развитием технологий производства различных подвесок со временем торсионные системы перестали применяться на пассажирском транспорте в связи с дороговизной изготовления торсионных балок и спецификой эксплуатации пассажирских автомобилей. Сейчас они используются в большинстве случаев на грузовиках и внедорожниках таких фирм, как Dodge, General Motors, Mitsubishi Pajero, Ford.

Торсионная подвеска и принцип ее работы

Определимся, что представляет собой автомобильная подвеска. Это устройство, обеспечивающее упругое сцепление автомобильных колес с несущей системой, а еще регулирующее положение кузова при движении, уменьшающее нагрузку на колеса.

На сегодняшний день предлагаются различные типы подвесок: рессорные, пневматические, пружинные, торсионные и т.д. Так, торсионный тип — это торсионные валы из металла, которые работают на кручение, при этом один конец прикрепляется к шасси, другой — к специальному рычагу, стоящему перпендикулярно и связанному с осью.

Изготовление такой детали производится из термически обработанной стали, непосредственно позволяющей выдержать большие нагрузки в момент кручения.

Главным принципом действия подвески считается работа на изгиб.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 801
Источник: http://natapku.ru/ustrojstvo/torsionnaya-podveska.html

История появления

Торсионная подвеска начала применяться еще с середины 1930-х годов на автомобилях французской марки Citroen. В 1940-х торсионы использовались на гоночных автомобилях Porsche.

Легендарный французский автомобиль Renault 16 с торсионной подвеской

Впоследствии их применяли и многие другие автопроизводители. Например, Renault, ЗиЛ и Chrysler. Применение торсионной подвески было обусловлено в первую очередь хорошими показателями плавности хода и простотой конструкции.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 484
Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/torsionnaya-podveska.html

Применение торсионной модели

Расположение торсионной балки возможно продольно и поперечно. Расположение продольное используется на больших, тяжелых грузовых авто. На легковых авто используют поперечное расположение, обычно на заднем приводе.

В этих двух случаях механизм предназначен для обеспечения плавности хода, регулирования крена при повороте, обеспечения оптимальной величины затухания колебаний колес, кузова, уменьшения колебаний управляемых колес.

Для некоторых автомобилей торсионную подвеску применяют для автоматического выравнивания с применением мотора, стягивающим балки для дополнительной жесткости, зависимо от скорости, а также состояния покрытия дороги.

Конструкцию с регулируемой высотой можно использовать при замене колес. Это когда транспортное средство приподымают с помощью трех колес, а 4-е поднимается с помощью домкрата. Основным преимуществом такого вида подвесок считается долговечность, легкость в регулировке высоты, а также компактность по ширине транспорта.

Она занимает намного меньше пространства, чем пружинные подвески. Безусловно, торсионная конфигурация легка в эксплуатации, а еще в техническом обслуживании.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1151
Источник: http://natapku.ru/ustrojstvo/torsionnaya-podveska.html

Что такое торсион?

Устройство торсиона представляет собой металлический вал или стержень, работающий на скручивание в одном направлении. В поперечном сечении торсион может быть круглым или квадратным, реже пластинчатым –  состоящим из нескольких слоев, совместно работающих на кручение.

Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Один из концов торсиона жестко прикреплен к несущему рычагу подвески посредством шлицевого соединения, второй аналогичным образом фиксируется на кузове или раме автомобиля. Ось вращения рычага и ось закручивания торсиона находятся на одной линии. Обладая рассчитанным сопротивлением к скручиванию под нагрузкой, торсион удерживает вес автомобиля и обеспечивает эффективное упругое соединение подвески и кузова при перемещениях рычага. Принцип работы торсиона используется также в стабилизаторе поперечной устойчивости при противоположных ходах подвески одной оси.

Торсионные валы круглого сечения

Сплав стали, из которого изготавливается торсион, обладает высокими характеристиками упругости и выносливости, способен выдерживать длительные нагрузки без ухудшения своих свойств. Длина и толщина вала также влияет на рабочие характеристики и мягкость подвески. Для защиты от ржавчины и разрушения поверхность торсиона покрывают специальным антикоррозийным составом, либо прорезиненным покрытием.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 1329
Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/torsionnaya-podveska.html

Виды подвески

  1. Зависимая. Принцип ее устройства очень прост. Когда колеса расположенные на одной оси, жестко связаны друг с другом, а изменение положения одного колеса вызывает адекватное смещение другого. Например, задний мост грузового автомобиля. Лучше работает на бездорожье. Но хуже удерживает колесо в контакте с дорогой на высоких скоростях. Такое устройство ходовой части чаще встречается у автомобилей повышенной проходимости и грузовиков, когда автомобиль не должен обладать высокой скоростью движения и комфортабельностью.
  2. Независимая. Когда колеса расположенные на одной оси и не связаны между собой: перемещение одного не вызывает изменения положения другого. Для уменьшения поперечного раскачивания автомобиля в движении рычаги колес, принадлежащих одной оси, связывают между собой системой тяг, называемой стабилизатором поперечной устойчивости. Примером такой подвески может служить передняя подвеска большинства легковых автомобилей. На хороших дорогах такая подвеска отлично работает даже при высокой скорости движения. На бездорожье помехой может быть короткий ход рычагов. В этом виде подвески для крепления ступицы к несущему элементу используются, в зависимости от назначения автомобиля, до пяти рычагов. Среди преимуществ многорычажной подвески – более точная управляемость автомобиля, большая надежность системы и длительное время безотказной работы, а также стабильное поддержание пятна контакта протектора с покрытием дороги. Недостатками многорычажной подвески является более короткий, нежели у системы с одним рычагом, ход. Потому езда на автомобиле, оборудованном такой подвеской, менее комфортна и сопровождается большим шумом. Поэтому такой ходовой оснащаются чаще всего спортивные автомобили, передвигающиеся по ровным дорогам и имеющие повышенные требования к управляемости и сниженные к комфортабельности езды.
  3. Полунезависимая. Два продольных рычага связанные между собой поперечной торсионной балкой. Например, задняя подвеска ВАЗ 2108 и следующих за ним моделей. Отличается простотой, надежностью, хорошей управляемостью и большой поперечной жесткостью. Минусы ее немногочисленны — невозможность установки в передней части автомобиля и сварное соединение рычагов с поперечной балкой, которое на практике дает о себе знать крайне редко. Принцип ее действия можно понять, если представить что балка играет роль стабилизатора поперечной устойчивости между двумя продольными рычагами.

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:

  • Так же проста, как и зависимая.
  • Работает немногим хуже независимой подвески, причем не нуждается в стабилизаторе поперечной устойчивости.

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.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3651
Источник: http://AutoLirika.ru/teoriya/torsionnaya-podveska-princip-raboty.html

Процесс работы

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

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

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

Основные достоинства такого механизма:

  • легкость монтажа;
  • малый вес;
  • компактность.

Ключевой недостаток — возможность применения лишь на не ведущем мосту.

Регулировка подвески

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

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

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1326
Источник: http://natapku.ru/ustrojstvo/torsionnaya-podveska.html

2. Устройство и принцип работы торсионной балки

Торсионная балка — это вид подвески, в которой роль рабочего элемента играют торсионы. Торсион – это металлический рабочий элемент, который работает на закручивание. Обычно он состоит из металлических стержней, а реже пластин, круглого или квадратного сечения, которые совместно работают на скручивание. В автомобиле торсионы могут использоваться как упругий элемент, или в качестве вспомогательного устройства – стабилизатора поперечной устойчивости. Закрепляясь на ступичном узле левого колеса стабилизатор поперечной устойчивости, проходит к шарнирному узлу в виде резинометаллического шарнира.

Далее к параллельному борту автомобиля в поперечном направлении, где крепится к другому борту в зеркальном положении. Роль рычагов при работе подвески в вертикальном направлении выполняют отрезки торсионов. В современных автомобилях торсионная балка может применяться поперечно или продольно. При этом на легковых автомобилях применяется поперечная балка. А продольная больше подходит для грузовиков. В обоих случаях она призвана облегчить плавность хода и скорректировать крен при повороте. На современных моделях торсионная балка используется с электродвигателем при выравнивании в автоматическом режиме. Подвеска, которая может регулировать высоту колес может использоваться при замене колеса. В таком случае три колеса приподнимают автомобиль, а четвертое колесо поднимается без помощи домкрата.

Принцип работы данной подвески довольно прост. Концы торсионной балки жестко закреплены на раме или кузове автомобиле. Метал из которого он сделан имеет особый сплав и это позволяет ему работать как пружинный элемент. Во время движения на него действует сила скручивания и вал стремиться вернуть колесо на место. Если вал установлен в автомобиле вместе с дополнительным электромотором, то у водителя есть возможность в ручном режиме изменять жесткость подвески. Можно сказать, что принцип работы данной подвески аналогичен подрессоренной и пружинной.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2016
Источник: https://auto.today/bok/2091-torsionnaya-podveska-princip-raboty.html

Расчёты

Стержень, используемый как упругий элемент, который работает на скручивание, называется торсионом. Касательные напряжения , возникающие в условиях кручения, определяются по формуле:

,

где r — расстояние от оси кручения.

Очевидно, что касательные напряжения достигают наибольшего значения на поверхности вала при и при максимальном крутящем моменте , то есть

,

где Wp — полярный момент сопротивления.

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

.

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.

,

где (для сплошного вала)

или (для полого вала)

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 947
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0

Виды подвески

  1. Зависимая. Принцип ее устройства очень прост. Когда колеса расположенные на одной оси, жестко связаны друг с другом, а изменение положения одного колеса вызывает адекватное смещение другого. Например, задний мост грузового автомобиля. Лучше работает на бездорожье. Но хуже удерживает колесо в контакте с дорогой на высоких скоростях. Такое устройство ходовой части чаще встречается у автомобилей повышенной проходимости и грузовиков, когда автомобиль не должен обладать высокой скоростью движения и комфортабельностью.
  2. Независимая. Когда колеса расположенные на одной оси и не связаны между собой: перемещение одного не вызывает изменения положения другого. Для уменьшения поперечного раскачивания автомобиля в движении рычаги колес, принадлежащих одной оси, связывают между собой системой тяг, называемой стабилизатором поперечной устойчивости. Примером такой подвески может служить передняя подвеска большинства легковых автомобилей. На хороших дорогах такая подвеска отлично работает даже при высокой скорости движения. На бездорожье помехой может быть короткий ход рычагов. В этом виде подвески для крепления ступицы к несущему элементу используются, в зависимости от назначения автомобиля, до пяти рычагов. Среди преимуществ многорычажной подвески – более точная управляемость автомобиля, большая надежность системы и длительное время безотказной работы, а также стабильное поддержание пятна контакта протектора с покрытием дороги. Недостатками многорычажной подвески является более короткий, нежели у системы с одним рычагом, ход. Потому езда на автомобиле, оборудованном такой подвеской, менее комфортна и сопровождается большим шумом. Поэтому такой ходовой оснащаются чаще всего спортивные автомобили, передвигающиеся по ровным дорогам и имеющие повышенные требования к управляемости и сниженные к комфортабельности езды.
  3. Полунезависимая. Два продольных рычага связанные между собой поперечной торсионной балкой. Например, задняя подвеска ВАЗ 2108 и следующих за ним моделей. Отличается простотой, надежностью, хорошей управляемостью и большой поперечной жесткостью. Минусы ее немногочисленны — невозможность установки в передней части автомобиля и сварное соединение рычагов с поперечной балкой, которое на практике дает о себе знать крайне редко. Принцип ее действия можно понять, если представить что балка играет роль стабилизатора поперечной устойчивости между двумя продольными рычагами.

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:

  • Так же проста, как и зависимая.
  • Работает немногим хуже независимой подвески, причем не нуждается в стабилизаторе поперечной устойчивости.

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.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3651
Источник: http://AutoLirika.ru/teoriya/torsionnaya-podveska-princip-raboty.html

Галерея

В данном разделе, находятся фото торсионных подвесок для танка, прицепа и других.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 108
Источник: http://natapku.ru/ustrojstvo/torsionnaya-podveska.html

Преимущества торсионной подвески

  • Высокая плавность хода.
  • Компактность и малый вес.
  • Высокая ремонтопригодность.
  • Простота и надежность конструкции.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 146
Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/torsionnaya-podveska.html

Недостатки торсионной подвески

  • Сложность производства торсионов.
  • Посредственная управляемость автомобиля.

В настоящее время передняя независимая  подвеска, где в качестве упругих элементов устанавливаются торсионы, применяется при производстве грузовиков и внедорожников, не предназначенных для динамичной езды. Кроме этого, торсионная подвеска успешно используется в конструкциях шасси танков и другой специальной гусеничной техники.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 438
Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/torsionnaya-podveska.html

Кол-во блоков: 18 | Общее кол-во символов: 28654
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
  1. https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/podveska/torsionnaya-podveska. html: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 2397 (8%)
  2. http://natapku.ru/ustrojstvo/torsionnaya-podveska.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 3386 (12%)
  3. http://AutoLirika.ru/teoriya/torsionnaya-podveska-princip-raboty.html: использовано 3 блоков из 3, кол-во символов 8647 (30%)
  4. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 6453 (23%)
  5. https://auto.today/bok/2091-torsionnaya-podveska-princip-raboty.html: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 7771 (27%)

Торсионная подвеска передняя и задняя, принцип работы, устройство и регулировка

Все мы знаем, что собой представляет подвеска автомобиля. Это мощная конструкция, которая выполняет три основные функции – обеспечивает качественное сцепление колес с покрытием, контролирует положение кузова и сводит к минимуму нагрузку на колеса.

В свою очередь, авторынок не перестает удивлять автолюбителей многообразием новинок.

К примеру, такие как подогреватель тосола, адаптивный круиз-контроль, новейшие типы торсионных подвесок. Технологии не стоят на месте и постоянно удивляют автолюбителей.

Особенности подвески

В современных автомобилях встречается множество видов подвесок – пружинные, рессорные, пневматические и прочие. Но из них все большую популярность набирает торсионная подвеска.

В чем же е особенности? По сути, основным упругим элементом этого узла является торсион – металлический стержень, который имеет круглое (квадратное) сечение и шлицевые соединения по краям.

Конструктивно торсионы состоят из балки (сечение может различаться), стержней и нескольких пластин.

Отличительная особенность торсиона заключается в том, что одной стороной он фиксируется к кузову автомобиля, а другой – к направляющему узлу (чаще всего эту функцию выполняет рычаг).

Во время поворота колес в одну или другую сторону происходит скручивание торсиона. Именно так формируется жесткая связь кузова транспортного средства с его колесами.

Немного истории

Торсионы берут свое начало еще в 1934 году. Установка похожей подвески была впервые опробована разработчиками компании Ситроен на модели Traction Avant.

Одновременно с ними идею подхватили и немецкие разработчики, которые установили новый вид подвески на всемирно известный автомобиль Фольксваген «Жук».

Со временем торсионы неоднократно подвергались изменениям и доработкам. В частности, большой вклад в усовершенствование конструкции вложил чешский мастер профессор Ледвинк. Именно его версия конструкции дошла до сегодняшних дней и практически не изменилась.

Впервые торсионная подвеска профессора Ледвинк появилась на Татре в середине тридцатых годов. К 1938 году идею подхватил и Фердинанд Порше.

Большую популярность торсионы имели в период второй мировой войны, где они активно применялись на военной технике.

После завершения боевых действий и наступления мира многие известные производители начали установку торсионных подвесок на своих авто. В частности, особую активность проявляли немецкий Фольксваген, а также французские Ситроен и Рено.

Со временем торсионные подвески перестали устанавливаться на легковых авто из-за высокой сложности изготовления.

Однако, к примеру, компании Ford и Dodge до сих пор предпочитают установку таких конструкций на грузовых авто и внедорожниках.

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.

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.
Читайте также:

История подвесок в бронетехнике

Благодаря своим особым свойствам, торсионы активно применялись ранее и используются до сих пор в бронетехнике.

Выполняются они в двух основных видах – полого или сплошного вала. Иная конструкция торсионных подвесок в производстве бронетехники не применяется.

Соединение торсионов с остальными узлами кузова осуществляется с помощью специальных головок, имеющих шлицы различного профиля – треугольника, прямоугольника или трапеции.

К примеру, в хорошо известном танке «Пантера» соединение производилось с помощью уникального клиновидного болта и головок с лысками.

Основное задачей разработчиков бронетехники было желание добиться максимальной прочности. И у них это получилось за счет увеличения диаметра головки торсиона. При этом необычная простота монтажа обусловлена наличием специальной резьбы на торце.

В большинстве случаев торсионы для бронетехники изготавливаются из надежных кремниевых или хромистых сталей.

Кроме этого, в состав сплава обязательно добавляется никель, ванадий, молибден и ряд других элементов.

Для достижения максимальной устойчивости хромистые стали проходят высокотемпературную обработку (предельный уровень температур закалки порой достигает 800-850 градусов Цельсия).

Еще один важный момент – повышение динамических свойств автомобиля. Этого удалось добиться за счет заневоливания – операции закрутки раскаленного торсиона выше предела его максимальной упругости и удержание в этом состоянии какой-то промежуток времени.

В итоге торсионы способны выдерживать огромные рабочие нагрузки. Такая методика активно применяется при производстве танков Т-72, где заневоливание производится дважды.

История торсионной подвески для бронетехники началась еще с 1940 года, когда была дана команда оптимизировать танк Т-34. Уже с 1941 года первые модели танка имели торсионную подвеску.

Благодаря такому нововведению, появилось возможность использовать больший объем топлива (до 750 литров) и увеличить объем боевого отделения. В дальнейшем из-за войны работы по оптимизации пришлось на время отложить.

В свое время отличились мастера Великобритании, которые одновременно с пружинами производили установку специальных гидравлических амортизаторов. Такое новшество позволило свести к минимуму продольные колебания кузова и улучшить плавность хода.

Особенности регулировки

Как мы уже упоминали, одно из основных преимуществ торсионных подвесок – возможность регулировки.

Большой плюс здесь в том, что автолюбителю не нужно тратить деньги на посещение СТО и оплату услуг дорогостоящих мастеров – всю работу можно сделать самостоятельно, с помощью нескольких простых ключей.

Так, любители спортивного стиля езды часто решаются к занижению задней части автомобиля.

И действительно, в некоторых случаях подобные шаги вполне оправданы и позволяют уменьшить общую осадку автомобиля и повысить жесткость подвески.

Но здесь есть одна большая опасность. Чрезмерное занижение подвески однозначно приведет к повышению нагрузки. Как следствие, торсионы меньше служат и быстрее выходят из строя.

Высота торсионной подвески меняется посредством изменения высоты торсиона или, если быть точнее, его «звезды» (шлицевого оконцевателя).

Как правило, торсионы имеют по краям специальные шлицевые разъемы («папы»). При этом один край подвески фиксируется с корпусом балки, а другой коммутируется со шлицевым разъемом («мамой»).

Стандартная позиция шлицов всегда помечена, изменение высоты в большую или меньшую сторону позволяет, соответственно, повысить или уменьшить жесткость подвески.

Где применяются сегодня?

В последние годы торсионные подвески становятся все более популярными. Как мы уже упоминали, в большинстве случаев они устанавливаются на грузовых автомобилях и внедорожниках. Но постепенно вектор смещается в сторону легковых авто.

Так, торсионы устанавливаются на авто брендов SMA, Lifan и Samand. Кроме этого, торсионная подвеска стоит на Peugeot 405, Citroen Xsara, Peugeot 405, Peugeot Partner, Citroen Xsara, Citroen AX, Citroen Berlingo, Peugeot 306, Peugeot 206, Citroen Xsara Picasso и ряде других моделей. При этом с каждым годом к этой группе подключается все новые и новые марки авто.

Вывод

Производители во всем мире усердно работают над усовершенствованием торсионных подвесок и снижением себестоимости их производства.

К процессу создания активно подключается современное оборудование и уникальные компьютерные программы. По заявлению некоторых специалистов в ближайшие годы торсионная подвеска сможет догнать по популярности своих конкурентов.

Но в настоящее время большинство производителей пока не идут на массовое внедрение торсионов. О причинах этого решения мы уже говорили выше.

Но в любом случае остается надежда, что со временем эта тенденция все-таки поменяется, ведь торсионная подвеска – это действительно уникальная разработка, которая требует особого внимания.

Торсионная подвеска | Как это работает

Торсионная подвеска

Торсион представляет собой металлический стержень, прикрепленный одним концом к кузову автомобиля, а другим концом - к нижнему рычагу подвески. Когда колесо проходит через неровность, штанга поворачивается. Он возвращается в исходное положение после прохождения неровности и восстанавливает нормальную высоту проезда автомобиля. Сопротивление штанги скручиванию имеет тот же эффект, что и пружина, используемая в более традиционных системах подвески.К штанге постоянно прикладывается определенная нагрузка, чтобы поддерживать дорожный просвет автомобиля. Торсион может быть установлен в системе как продольно, так и поперечно. Одна из самых полезных особенностей этой системы - регулируемые торсионы. Двумя старыми автомобилями (мы не будем говорить классическими, потому что Marina, конечно, не считается), в которых использовались торсионы, были Morris Marina и Chrysler Valiant, которые устанавливали стержни продольно.

Снятие торсиона

Перед тем, как приступить к удалению неисправных торсионов, важно помнить, что компоненты передаются, то есть они не взаимозаменяемы с одной стороны автомобиля на другую.Если вы снимаете оба торсиона, вам следует хранить два набора компонентов отдельно. Вам также понадобится специальный инструмент - сепаратор карданного шарнира, который вы, вероятно, найдете в Интернете. Сначала снимите опорные колеса и поставьте автомобиль на опоры оси. Отсоедините аккумулятор. Далее откручиваем и снимаем масленку с нижней тяги поворотного пальца. Затем вам нужно будет найти способ поддержать вес подвески. Один из способов - опустить автомобиль на деревянный брус толщиной около 20-21 см (8 дюймов).Этот блок следует размещать как можно ближе к противопылевым щиткам дисковых тормозов под нижним рычагом подвески. Замените опоры оси так, чтобы они обеспечивали дополнительную безопасность на этой высоте.

Следующим шагом является снятие нижней втулки и поднятие рычага амортизатора от шарового пальца. Для этого сначала разблокируйте стопорную гайку на реактивной подушке и используйте самоконтрящийся гаечный ключ, чтобы удерживать корпус верхней втулки, когда вы снимаете гайку. Затем снимите верхнюю втулку корпуса с верхней втулкой. Теперь вы можете отделить рычаг амортизатора от шарового пальца и снять нижнюю втулку.Затем вам нужно будет отделить рулевую рейку и рычаг от механизма подвески. Для этого сначала открутите и снимите гайку на шаровом пальце рулевой рейки. Затем используйте сепаратор шарового шарнира, чтобы высвободить шаровую ось из рулевого рычага.

Перед тем, как приступить к снятию самого торсиона, слегка приподнимите автомобиль, чтобы снять нагрузку на торсион, при этом опираясь нижним рычагом подвески на деревянный блок. Затем освободите реактивный рычаг от шасси, открутив и сняв болт, пружинную шайбу и шайбу реактивного рычага.Переместите реактивный рычаг вперед по торсиону. Затем ослабьте гайку, удерживающую рым-болт через элемент шасси, пока подвеска не опустится на 12 мм (Qins). Наконец, снимите торсион, осторожно потянув за буртик из корпуса шасси. Реакционный рычаг по-прежнему прикреплен к торсиону. Удалите его, сняв стопорное кольцо и сдвинув реакции руку свободной.

Установка нового торсионного стержня

Повторная установка торсиона выполняется в обратном порядке по сравнению с методом снятия, но следует учитывать следующие моменты.Новый торсион можно установить с любой стороны автомобиля, а старый - только с той же стороны. Это связано с тем, что используемые торсионы всегда имеют небольшую «деформацию», из-за чего они остаются слегка скрученными в одном направлении. Любая коррозия или царапины на стержне влияют на его надежность, и его нельзя использовать повторно. Регулировочный винт на реактивном рычаге следует установить наполовину и затянуть контргайку перед повторной установкой реактивного рычага. Убедитесь, что вы установили гайку рым-болта на указанный крутящий момент, который обычно составляет около 6.9-7,4 кг / м (50-541 фунт / фут). Аналогичным образом установите болт, крепящий реактивный рычаг к шасси, на правильный крутящий момент 3,0 кг / м (2,21 фунта / фут), а также гайку шарового пальца поперечной тяги на 3,3 кг / м (2,61 фунт / фут). Убедитесь, что вы заменили поврежденные гайки, болты и втулки при повторной сборке. Все они должны быть в отличном состоянии. Установив новый торсион, отрегулируйте высоту накладки подвески.

Регулировка высоты обивки подвески

Если вы установили новый торсион или просто разобрали его для проверки, вам придется заново отрегулировать высоту дифферента.Регулировка дифферента делится на две стадии: грубая и точная. Для грубой регулировки дифферента необходимо переместить рычаг реакции на шлицах торсиона. Для этого сначала поместите основание поворотной стойки на деревянный брусок и отсоедините рычаг амортизатора (рычаг амортизатора), как описано выше. Затем нанесите или выколотите метки совмещения на реактивном рычаге и кузове и открутите крепежный болт реактивного рычага. Сдвиньте рычаг вперед до конца шлицев, внимательно следя за его положением, когда он выходит из шлица.Переместите рычаг на один шлиц вверх или вниз и верните его на место. Соберите подвеску и проверьте высоту автомобиля. Повторяйте эту процедуру до тех пор, пока триммер не будет правильно отрегулирован. Теперь вы можете выполнить точную настройку. Сначала снимите стопорный болт реактивного рычага, затем ослабьте контргайку регулировочного болта. Затем, оторвав колеса от земли, поверните этот регулировочный болт либо по часовой стрелке, чтобы увеличить высоту дифферента, либо против часовой стрелки, чтобы уменьшить высоту дифферента.

70 лет спортивным автомобилям Porsche

В течение 40 лет система подвески серийных спортивных автомобилей была основана на изобретении Фердинанда Порше: и 356, и 911 пользовались успехом с торсионной подвеской.

10 августа 1931 года Фердинанд Порше подал заявку на патент на изобретение, которое окажет влияние на автомобилестроение во всем мире: торсионная подвеска. До этого времени в обычных конструкциях шасси использовались тяжелые выступающие листовые рессоры, которые все еще использовались в вагоностроении. Они сильно отличались от тонких торсионов, которые можно было устанавливать вдоль или поперек и соединять с осью с помощью рычага рычага подвески. Изобретение не только позволило сэкономить место и вес: колеса с торсионной подвеской также показали лучшее сцепление с дорогой на неровной дороге и уменьшили качение на поворотах.

Французские автопроизводители первыми получили патент на новые серийные модели. Сам Фердинанд Порше использовал торсионную подвеску в гоночных автомобилях и прототипах. Когда он проектировал Volkswagen, или «народный автомобиль», он, естественно, использовал торсионную подвеску. Его сын Ферри Порше использовал шасси Volkswagen и систему подвески для своего первого спортивного автомобиля, который был одобрен для использования на дорогах 8 июня 1948 года. Модель 356 была оснащена независимой подвеской с продольными рычагами спереди - также запатентованной Porsche - с поперечным скручиванием. штанговая подвеска.Задний мост проектировался как качающийся с продольными ведущими рычагами и также имел поперечный торсион в качестве элемента подвески. Porsche разработал эту систему для использования в автоспорте и использовал торсионную подвеску модели 356 в гоночном автомобиле 550. Варианты 718 также по-прежнему имели штанги подвески на передних осях на разных стадиях разработки.

Когда Ферри Порше проектировал 911, он оставался верным принципу торсиона, но разработал его с совершенно новой геометрией.Для управления передним мостом использовались поперечные рычаги. Каждый из продольных торсионов проходил через шарнир звена, соединялся с поперечным звеном спереди и упирался в поперечную трубу рамы сзади. Регулирующий винт можно использовать для установки предварительного натяга и, таким образом, регулировки дорожного просвета. Дополнительная полая резиновая пружина имела сильный прогрессивный эффект на последней трети хода подвески. Это предотвратило падение подвески при высокодинамичном вождении. В отличие от этого, задние колеса поддерживались поперечными торсионами.Здесь также задействованы прогрессивные полые резиновые пружины на последней трети хода колеса. Porsche оставался с этой системой подвески до поколения 964, которое было выпущено в 1988 году.

Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии.

курсов. "

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

"Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации."

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. "

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

"Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе "

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

"Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт."

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П. Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

- лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

"Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал "

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

"Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

"Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения. "

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i. э., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину "

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

"Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие ".

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

"Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов."

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

"Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

"Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь."

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

"Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то непонятной раздел

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика."

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация "

Иван Харлан, П. Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

"Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. "

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

"Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата."

Джозеф Фриссора, P.E.

Нью-Джерси

"Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Документ" Общие ошибки ADA при проектировании объектов "очень полезен.Модель

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии "

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

"Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ."

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роадс, P.E.

Мэриленд

"Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой."

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

"Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути ".

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

"Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. "

Кристен Фаррелл, P. E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теорий. "

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

"Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утром

до метро

на работу."

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

"Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE нужно

CE единиц. "

Марк Хардкасл, П. Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники."

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40%. "

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

"Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. "

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

"Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестация. "

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

"У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил - много

оценено! "

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

"CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

"Курс был по разумной цене, материал был кратким, а

хорошо организовано. "

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока -

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. "

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

"Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку."

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

"У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве - проектирование

Building курс и

очень рекомендую ."

Денис Солано, P.E.

Флорида

"Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. "

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

"Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда."

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

"Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексный. »

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

"Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предлагали курс

поможет по моей линии

работ. "

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

"Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

"Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину "

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

"Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс."

Ира Бродский П.Е.

Нью-Джерси

"Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график "

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

"Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет."

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

"Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой. »

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. "

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

"Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея заплатить за

материал ."

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

"Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение. "

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

"Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. "

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

"Учебные модули CEDengineering - это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много различные технические области за пределами

по своей специализации без

надо ехать."

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

(PDF) Сравнение конструкции винтовых пружин и торсионных стержней

Недостатки связаны с необходимой точностью

при обработке торсионов и сборочных деталей.

Пружина должна быть хорошо собрана, чтобы гарантировать правильную жесткость пружины

.

ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ

Для производства пружин

можно использовать большое количество материалов. Наиболее распространенными в настоящее время являются сплавы SAE

1056, SAE 1085, SAE 1065, SAE 1070, SAE 6150, SAE

30302, SAE 9254 [5].

В данном документе выбран материал SAE 6150

, поскольку он относительно недорог, его легко найти дилеров, а

предлагает широкий диапазон диаметров проволоки [6].

Сплав SAE 6150, классифицируемый как хром-

Ванадиевая сталь, имеет химический состав, указанный в таблице 1

.

Таблица 1 - Химический состав SAE 6150 [9]

Химический состав (% p)

Помимо рассмотрения метода проектирования для обеих систем

, важно учитывать некоторые требования

, такие как механическая прочность, ударная вязкость , растяжение

Предел прочности и предел текучести.

В нормированном состоянии предел прочности на разрыв

939,8 МПа, предел текучести 615,7 МПа, удлинение в

50 мм 21,8%, уменьшение площади 61,0%, твердость составляет 269

HB, а ударная вязкость по Изоду составляет 35,5 Дж.

Для улучшения свойств материалов предлагается закалка в масле при 845 ° C с последующим отпуском при

540 ° C. Так как закалка

считается наиболее важной термической обработкой сталей, особенно тех, которые используются в механических конструкциях

[10]. Однако скорость охлаждения при закалке

намного выше, чем при отжиге или нормализации, что снижает

свойств, связанных с пластичностью [10].

Отпуск материала снижает или устраняет внутренние напряжения

, вызванные закалкой, одновременно улучшая пластичность и прочность на разрыв

.

После термообработки предполагаемый предел прочности на разрыв

составит 1200 МПа, предел текучести будет 1160 МПа, удлинение

на 50 мм будет 14,5%, уменьшение площади будет

48,2 % и твердость 352 HB.

ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Стальные пружины могут быть изготовлены во многих формах, размерах

,

и типах, используемых в различных приложениях. Проволочные пружины

подразделяются на четыре основных типа: пружины сжатия, пружины растяжения

и пружины кручения [11].

Выбранная легированная сталь

перед изготовлением проходит термообработку и может использоваться при ударных нагрузках и умеренно повышенных температурах

. Винтовые пружины

изготавливаются из проволоки или прутковой стали, подвергнутой холодной или горячей намотке

[12].

Наиболее распространенный метод производства пружин

состоит из полос или прядей углеродистой стали или легированной стали в отожженном состоянии

, которые ламинированы и затем отожжены.

Следующим этапом производственного процесса является механическое формование

для получения окончательной формы пружин с последующей

требуемой термообработкой.

Другой процесс изготовления пружин

состоит из полос или стренг уже закаленной стали. В этой технологии

сталь уже находится в закаленном и отпущенном состоянии

, а затем из нее формируются пружины. Заключительный этап

включает термообработку при низкой температуре для снятия остаточных напряжений

.Пружины, изготовленные по этой технологии, имеют достаточно высокий предел прочности

. Таким образом, они становятся подходящими, чтобы

выдерживать нагрузки, прикладываемые в процессе эксплуатации [12].

Чтобы соответствовать спецификациям для стальной пружины,

необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Эти меры предосторожности включают:

наличие неметаллических включений, которые должны быть максимально уменьшены на

, обезуглероживание, внутреннее качество

и качество поверхности, а также присутствие микроэлементов, таких как

серы и фосфора, также следует сократить до

, насколько это возможно [13].

Одним из наиболее важных параметров, которые необходимо контролировать

, является глубина обезуглероживания материала

в процессе ламинирования. Качество изготовленной пружины

напрямую зависит от глубины обезуглероживания.

Из-за потери углерода механическое сопротивление и твердость

снижаются, когда происходит обезуглероживание поверхности образца

. Следовательно, это может привести к дефектам поверхности во время приложения циклических напряжений в пружинах

[14].

Частичное обезуглероживание пружинной проволоки часто называют причиной поломки пружины

, но необходимо учитывать и другие важные причины.

. Это включает закалочные трещины и отметки на пружинах

от инструмента для наматывания, которые в настоящее время являются наиболее частой причиной

[11].

Если пружины имеют одинаковый состав и прочность на растяжение

, различия в характеристиках пружинных материалов

также зависят от качества поверхности, в основном, когда важным фактором является усталостная прочность

.Следует отметить, что возникновение и рост

усталостных трещин сильно зависит от качества поверхности.

Кроме того, некоторые технические требования к материалам пружины

включают в себя некоторые испытания, в том числе: разрушение, скручивание,

наматывание, испытания на уменьшение площади, а также минимальные пределы прочности и размеров на растяжение

[11].

3D МОДЕЛИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

После демонстрации конструктивных аспектов пружин

важно проверить и подтвердить в реальных условиях.Стандартная структура

была разработана для сравнения концепций. Он

был основан на предыдущем проекте Formula SAE Team

от UFSC.

Есть несколько различий между сборкой двух моделей пружин

, как показано на рисунке 5. Слева

расположена торсионная пружина, соединяющаяся с коленчатым рычагом в

справа, которая связывает толкатель и демпфер.

Для сборки цилиндрической пружины используется та же система

, торсионная пружина должна быть отключена, а спиральная пружина

должна быть размещена концентрично с демпфером.Если разработчик

хочет использовать толкатели, вся система должна быть перепроектирована

, независимо от используемой пружины, как в случае

команды FSAE.

Как работает подвеска автомобиля?

Сильно надавите на переднее крыло автомобиля. Автомобиль может немного утонуть, прежде чем снова подняться, но не подпрыгивает. Подвеска работает.

Создание эффективной системы подвески - это не только наука, но и искусство. Необходимо найти множество компромиссов между качеством езды и управляемостью: первое - это то, насколько автомобиль удобен, а второй - насколько хорошо он остается устойчивым и управляемым на скорости.

Что находится в системе подвески автомобиля?

Пружины

В большинстве современных систем подвески автомобилей используются стальные винтовые пружины - по одной на каждое колесо. Однако если вы заглянете под старую машину или пикап, вместо пружин вы увидите узкие полосы металла, уложенные одна на другую. Это листовые рессоры.

Другой тип пружины вообще не похож на пружину. Это называется торсион. Это длинный кусок металла, прикрепленный к автомобилю одним концом и остальной частью подвески на конце колеса.

Когда автомобиль наезжает на неровность, подвеска перемещается, заставляя штангу поворачиваться и поглощать энергию. Он помогает сдерживать все те центробежные силы, которые действуют на кузов автомобиля в углу, заставляя его наклоняться, поэтому его часто называют стабилизатором поперечной устойчивости.

Амортизаторы

Пружина хороша для сжатия и поглощения энергии, но не так хороша для ее высвобождения, когда она имеет тенденцию бесконтрольно отскакивать. В автомобиле это неконтролируемое действие может испортить его ходовые качества и управляемость.

Вот здесь-то и вступает в дело амортизатор или демпфер. Он выглядит как толстый, короткий велосипедный насос. В зависимости от типа подвески он либо располагается рядом со спиральной пружиной, либо внутри нее, когда ее еще называют стойкой.

Независимо от типа демпфера, его работа заключается в контролируемом высвобождении энергии пружины. Большинство из них состоит из двух разделов. Верхняя часть называется внешней трубкой. Он соединен с рамой автомобиля и содержит поршень (выглядит как плунжер).

Нижняя половина, называемая резервной трубкой, прикреплена болтами к оси или к конструкции, несущей систему подвески. Он заполнен гидравлической жидкостью.

Когда автомобиль проезжает неровность, ось поднимается, сжимая пружину и заставляя поршень опускаться в жидкость. Это движение заставляет жидкость подниматься вверх через небольшие отверстия в поршне.

Однако в следующий момент поршень снова поднимается вверх, поскольку пружина отскакивает, и в этот момент жидкость меняет направление и возвращается в резервную трубку.Весь этот поток жидкости создает большое давление в демпфере, замедляя поршень и, в свою очередь, замедляя сжатие и отскок пружины.

Когда демпфер начинает изнашиваться, из него может вытекать жидкость, что снижает его эффективность. Это влияет на плавность хода и управляемость автомобиля, а также ускоряет износ шин.

Подвеска независимая

В автомобиле с независимой подвеской каждое колесо - обычно передняя пара - крепится отдельно к кузову, что позволяет ему двигаться независимо друг от друга.Это важно, учитывая, что на автомобиль действует так много разных сил.

В несамостоятельной системе, обычно применяемой на грузовиках и фургонах, системы подвески соединены друг с другом осью, снабженной листовыми рессорами и амортизаторами на каждом конце. Силы, действующие с одной стороны транспортного средства, также влияют на другую сторону. Это грубое, но рентабельное решение.

Некоторые автомобили, такие как Volkswagen Golf S Mk 7, имеют заднюю подвеску с поворотной балкой.Он допускает большее независимое движение, чем ось, но не настолько, как полностью независимая система. Его главное достоинство - простота и более низкая цена.

Параметры, оптимизирующие конструкцию торсионного стержня с двойной подвеской в ​​электрическом прицеле с помощью метода анализа случайной вибрации. осмотр машины, созданной в авторской лаборатории и эксплуатируемой в авторском университете.Жесткость подвески рассчитывалась с использованием принципа виртуальной работы, векторной алгебры и тензора методов конечного вращения и проверялась в программе ADAMS.

На основе метода анализа случайной вибрации в статье проанализированы динамическая нагрузка на шины (DTL), рабочее пространство подвески (SWS) и параметры комфорта. С целью уменьшения смещения подвески и ограничивая частоту воздействия на стоп-блок, в документе были рассмотрены три параметра и оптимизированы основные параметры торсиона.Результаты показывают, что этот метод дает большой эффект и вносит точный вклад в общий план расположения.

1. Введение

Общие проблемы транспортных средств, в том числе статическая деформация подвески, слабость передней подвески, склонность к частым ударам стопорных блоков и выходящий за допустимые пределы угол расположения передних колес, в основном вызваны конструкцией с чрезмерно низкой смещенной частотой. стоимость и жесткость подвески.

Начиная с 2000 года, некоторые доклады конференций посвящены небольшим, но конкретным исследованиям; Wang et al.[1] исследованы кинематические характеристики подвески с двойными продольными рычагами для легких внедорожников; они обнаружили, что длина двойных продольных рычагов, углы между сдвоенными продольными рычагами, горизонтальная / вертикальная плоскость и жесткость втулки двойных продольных рычагов, соединенных с рамой, являются четырьмя основными параметрами, которые влияют на угол поворота колес и передних колес. Тиан и др. [2] оптимизирован анализ системы независимой подвески на двойных поперечных рычагах колесного бронетранспортера. Го и Сунь [3] смоделировали модель независимой передней подвески на двойных поперечных рычагах с одной степенью свободы.Путем оптимизации и анализа верхней поперечины и нижней поперечины они достигли цели уменьшения бокового смещения и износа шин. Cherian et al. [4] разработали нелинейную модель подвески на двойных поперечных рычагах и исследовали влияние изменения параметра подвески на передачу и распределение сил шин, действующих на шпиндель колеса, на систему рулевого управления и шасси транспортного средства. Берджесс и др. [5] описал разработку инструмента анализа подвески транспортного средства; они выбрали точки и установили допуски для изучения системы модели подвески в среде взаимодействия.Мохамад и Фарханг [6] построили двухмерную модель системы шин подвески и исследовали динамическое взаимодействие между подвеской и шиной автомобильной системы.

Линейные или нелинейные модели четвертей автомобилей с 2 ​​степенями свободы широко использовались для изучения противоречивых динамических характеристик подвески транспортного средства. В последние годы Balike et al. [7] разработали формулировку комплексной кинетико-динамической модели четверти вагона для изучения кинематики и динамических свойств рычажной подвески. Zhao et al.[8] изучил нижний рычаг передней подвески; они оптимизировали исходную структуру и отметили, что прочность и жесткость были значительно увеличены, в то время как масса почти не изменилась. Wang et al. [9] разработали модель и метод расчета для получения совместных усилий и моментов для многозвенной подвески. Tang et al. [10] предложили и разработали метод моделирования и расчета для получения сил, приложенных к шарнирным соединениям и втулкам, и моментов, приложенных к втулкам.Расчет и сравнение показывают, что нелинейная и вращательная жесткость втулки должна быть смоделирована для точного расчета силы и моментов в шаровом шарнире. Лю и Чжао [11] взяли оптимизацию несовместимости движения между подвеской и рулевой тягой и тенденцию к неочищенному качению шин, чтобы уменьшить износ шин и улучшить совместимость движений между подвеской и системой рулевого управления. Sun et al. [12] разработан и усилен анализ подвески FSAE.Канг и др. [13] представили всесторонний анализ различных независимых рычагов передней подвески, которые были реализованы в различных внедорожниках, включая композитный рычаг, свечу, продольный рычаг и подвеску на двойных поперечных рычагах, применяемую в грузовике. Дизайн, изготовление и тестирование подсистемы подвески Дасом и др. [14] имел геометрию двойных поперечных рычагов для передней половины автомобиля и геометрию полуприцепов для задней половины. Wu et al. [15] предложили новую структуру оптимизации конструкции для систем подвески с учетом кинематических характеристик.Результаты показали эффективность предложенного метода проектирования. Канг и др. [16] исследовали относительные кинематические свойства четырех различных независимых передних осевых подвесок.

Во всех упомянутых выше исследованиях дорожная ситуация не учитывалась как случайная вибрация. Однако реальная дорожная ситуация случайна. В этой статье жесткость подвески была рассчитана по принципу виртуальной работы, и результат был подтвержден моделированием результатов в ADAMS. Рассматривая дорожную ситуацию как случайную вибрацию, спектральная функция мощности использовалась для установления корреляционной функции в качестве одного из условий ограничения для оптимизации расчета базового размера торсиона для увеличения жесткости подвески, уменьшения частоты столкновения со стопорным блоком и одновременного ограничения изменения местоположения. угол передних колес.

2. Построение математической модели

На основе электрической обзорной машины (Kin-Xia, № 1, на рис. 1 (а)), которую разработала лаборатория авторов и которая используется в университете авторов. , авторы создали математическую модель кинематики двухрычажного торсионного механизма подвески, как показано на рисунке 1 (б). Направляющий механизм двухрычажной подвески рассматривается как пространственный четырехрычажный механизм. Связи кинематики направляющей подвески устанавливаются с помощью трансцендентного уравнения угла поворота входной оси и выходного угла поворота, рассчитанного с помощью MVA в сочетании с методом тензора конечного вращения. Функция вариации участков повышенной твердости получается геометрической зависимостью. Плечи под подвеской соединены со шпинделем 1, а верхние рычаги соединены со шпинделем 2 с точкой соединения поворотного кулака в точке на рисунке 2. единичные векторы определены как прямое вращение вдоль шпинделя 1 и шпинделя 2 отдельно. Угол - это угол поворота плеч, движущихся вокруг шпинделя 2 с центром вращения. Плечи обозначаются как после вращения.Угол - это угол поворота нижних рук, движущихся вокруг шпинделя 1 с центром вращения острия. Нижние руки обозначены как после вращения. - центр колеса, а точка - это пересечение продолжения осевой линии колеса и виртуального звена поворота.


Далее мы решили проблему жёсткости направляющего механизма в процессе движения подвески. Первым шагом является решение координаты точки внешних шаровых опор плеча. Координата точки решается в соответствии с геометрическими характеристиками, поскольку верхняя внешняя точка вращается вокруг шпинделя 2 только в процессе бобблинга. Функция изменения координат получается в соответствии с векторным методом:

Матрицы преобразования смещения системы координат точки в координату точки всего транспортного средства равны

Матрица преобразования смещения угла поворота получается с использованием в качестве угла поворота системы координат точки. перемещение вокруг оси -оси системы координат точки и как угол поворота вокруг -оси: В качестве угла поворота верхних рычагов вокруг шпинделя 2 получается координата точки внешних шаровых шарниров.

Затем мы решили координату точки внешних шаровых опор нижних рычагов. Координата точки получается таким же образом, поскольку нижняя внешняя точка вращается вокруг шпинделя 1 в процессе бобблинга.

Получено уравнение перемещения центров колес. Поскольку расстояния между центрами колес и точками верхних или нижних рычагов подвесок и центральными точками поворотных кулаков инвариантны в зависимости от размеров конструкции отдельно, координата получается на основе инвариантности векторного модуля. Математическое выражение координаты центральной точки колеса выглядит следующим образом: где - расстояние, а,, и,, - координаты соответствующих точек в полной системе координат транспортного средства; то есть получается координата центральной точки колеса.

Вариация вертикального смещения выражается как где - координаты оси центральной точки колеса.

В этой статье также использовался виртуальный принцип работы для определения жесткости подвесок.Жесткость пружины двухрычажной независимой подвески предполагается с виртуальной жесткостью воздействия на колеса по вертикали, с точкой как пересечение линий разгибания верхней и нижней руки отдельно, как расстояние между пересечением до точки нижней руки, как длина нижней части. рычаг, как горизонтальный диапазон от точки пересечения до точки заземления колеса, как расстояние между колесами и как жесткость торсионов. Они показаны на рисунке 3.


Согласно принципу виртуальной работы, виртуальный угол вращения силы, действующей на точку местности, равен, а виртуальный угол поворота подвешивания нижней руки вокруг точки равен; тогда

- начальный угол торсионного стержня и угол постротации торсионного стержня в вышеуказанных функциях.

Согласно геометрическому соотношению, вертикальная сила, действующая на колесо, решается как

3. Имитационная модель передней подвески и системы рулевого управления, созданная ADAMS

Структура объекта передней подвески автомобиля более сложна. Чтобы установить разумную модель, эта статья упростила и предположила подвеску следующим образом: все компоненты системы являются твердыми телами; все соединения между компонентами в системе упрощены как петли; внутренний зазор незначителен; игнорирование деформации направляющего стержня и амортизатора упрощено до демпфирующей и линейной пружины; сила трения между кинематическими парами в системе не учитывается, а связь между парами движения жесткая; Кузов автомобиля не движется относительно земли, а шина упрощена как твердое тело.При моделировании противоположное направление транспортного средства - это ось -ось, левая сторона автомобиля - это -ось, а вертикальное направление вверх - -ось. Это исследование создает систему торсионной подвески с двойным поперечным рычагом и систему рулевого управления в стандартном режиме ADAMS / Car. Затем на основе модели системы, установленной шаблоном, значения координат модели системы модифицируются в соответствии с координатами жесткой точки, как показано в таблице 1. Показана динамическая модель подвески торсионной балки на двойных поперечных рычагах и системы рулевого управления. на рисунке 4.

1789
9
9
9
9

9

9 Нижний рычаг


9 Точка крепления 9180 9180 9180

Жесткая точка координата координата координата

Торсионный стержень
Передний рычаг
Нижний рычаг
Наружный шарнир
Внутренняя сферическая головка
Точка
Наружная сферическая головка
89 236. 0
Точка крепления
Верхний рычаг 110,0
Передняя точка опоры
Верхний рычаг 6,5 6,5
Верхний рычаг 106,0 110,0
Задний шарнир
Центр колеса 0.0


Рис. 60 мм. Ошибка в основном вызвана изменением жесткости резинового чехла за пределами диапазона ± 20 мм. Этот рисунок показывает, что наша математическая модель возможна в пределах нормального диапазона боблинга.


4.Анализ влияния торсиона на жесткость подвески

Жесткость подвески нелинейна из-за нелинейности движения механизма управления пространством в процессе качения шины. Тенденция к изменению параметров установки передних колес относительно невелика, чтобы обеспечить качание подвески, подтверждающее требования конструкции компоновки. При условии, что координата жесткой точки подвеса неизменна, анализируются как диаметр торсионного стержня, так и его эффективная длина, а также как угол предкрутки.Длина поворотного плеча нижних рычагов не анализируется в этой статье как переменная, потому что изменение поворотных рычагов нижних рычагов равносильно изменению жесткой точки подвески, что включает в себя координацию жестких точек подвески и рулевого управления.

Влияние параметра на жесткость подвески показано на рисунке 6, а диапазоны изменения параметра составляют ± 10%. Принимая жесткость подвески при полной нагрузке в качестве критерия оценки, переменное значение жесткости составляет 15% при диаметрах торсионных стержней 25 мм, 26 мм и 27 мм соответственно, а переменное значение диаметра равно 3.85% по сравнению со средним значением 26 мм.


На рисунке 7 представлена ​​кривая жесткости подвески переменной длины. Эффективная длина торсионного стержня составляет 913,5 мм, 950 мм и 986,5 мм соответственно, при этом значение переменной составляет 3,85% по сравнению со средним значением. Значение переменной жесткости приостановки полной ссуды составляет 2,56%.


На рисунке 8 показана кривая жесткости подвески с переменным углом. Угол предварительного поворота не влияет на жесткость подвески при угле предварительного поворота торсиона, равном 8.41 °, 8,57 ° и 9,09 ° со значением переменной 3,85% по сравнению с медианным значением. Вероятно, это связано с тем, что изменение угла предварительного закручивания фактически изменяет рабочее состояние нижних рычагов подвески и регулирует положение исходного состояния пространства подвески; то есть меняет рабочий интервал вместо кривой жесткости подвески.


Из приведенного выше анализа можно сделать вывод, что параметры, оказывающие большее влияние на жесткость подвески, включают в себя диаметр торсиона и эффективную длину торсиона. Принимая во внимание ограничения общего устройства и изменения нижних рычагов, включая изменение конструкции узлов крепления, в качестве эффективных переменных для оптимизации в этой статье выбраны как диаметр торсионного стержня, так и эффективная длина торсионного стержня.

5. Построение оптимизирующей математической модели

Проблемы во время тестового запуска включают очевидное изменение параметров установки передних колес и большое изменение высоты транспортного средства, вызванное мягкостью пограничной подвески и чрезмерным качанием колес по отдельности.Оптимизирована жесткость подвески, а диаметр и эффективная длина торсиона подобраны надлежащим образом с целью оптимизации вариаций вертикального смещения подвески от нулевой нагрузки до холостого хода и от холостого хода до полной нагрузки в сочетании с динамической нагрузкой на шины и параметрами комфорта при езде. В этой статье.

Сначала авторы установили ограниченную функцию рабочих параметров подвески. Установлена ​​формула оценочного индекса и проанализированы динамические параметры подвески с точки зрения безопасности и комфорта езды.Производительность в рабочем состоянии без нагрузки (включая драйверы), половинной и полной нагрузки анализируется с помощью оценочного индекса спектральной плотности мощности в частотной области и с введением нового метода целевой функции.

Модель автомобиля 1/4 устанавливается, как показано на рисунке 9, с учетом дорожных данных, жесткости подвески и жесткости шин по отдельности, коэффициента демпфирования подвески, массы тела, массы колеса, смещения кузова и смещения колеса.


Установите соответствующее уравнение в пространстве состояний Параметры состояния: Выходные отклонения: Вход дороги - это функция спектральной плотности.где - стандартная круговая частота движения, - масштаб неровности дороги и - масштаб волнистости. Состояние дороги относительно хорошее, учитывая условия вождения, такие как школьные дворы и туристические достопримечательности. Дорожное покрытие сравнительно ровное, а величина рывка сравнительно низкая по сравнению с эталонным входным сигналом шкалы покрытия. Далее, скорость университетского автомобиля сравнительно невысока из-за ограничения скорости. Скорость автомобиля здесь установлена ​​равной 10 м / с.

Мощность движения спектра дороги преобразуется в спектр мощности во временной области как

Стандартное отклонение критериев оценки получается на основе амплитудно-частотной характеристики спектра дороги и параметров вибрации.

Шкалы безопасности вождения автомобилей определяются как среднеквадратическое значение взвешенного ускорения вертикального акселерометра. Где - оценочный показатель.

Так как частотный диапазон случайной вибрации широк, а случайная вибрация приносит больше дискомфорта, чем гармоническая вибрация, по этой причине функция оценки представлена ​​на рисунке 10, где - коэффициент случайной коррекции, как показано в таблице 2.

заднее сиденье

Точка и направление воздействия вибрации Случайный поправочный коэффициент Многокоординатный поправочный коэффициент

направление сиденья 1. 26 1,1
направление стопы 1,26 1,3
направление руки 1,26 0,75
и направление седла 173 1,25 1,09
и направление стопы 1,28 1,28
Движение качания 1.23 1,16
Крен 1,23 0,98


Анализ вибрации в математической модели опоры в данной статье в основном сосредоточен на ориентации опоры. Соответствующие параметры выбираются в соответствии с указанными выше значками.

Индекс оценки динамического хода подвески определяется как среднее квадратичное разницы между смещением колеса и смещением кузова, разность изменения смещения, вызванного неровностью дорожного покрытия, при неизменной нагрузке.

Два параметра, перечисленные ниже, взяты в качестве целевой функции, так как ход подвески слишком велик, а изменение высоты корпуса слишком очевидно в процессе пробного производства: (1) Отклонение вертикального смещения точки нижнего шарового шарнира от нулевой нагрузки до полной нагрузки составляет (2) Изменение вертикального смещения нижней точки шарового шарнира от пустой нагрузки до полной нагрузки составляет

Далее авторы определили ограничение: (1) Продольный набор торсиона определяется пространственным расположением общей расположение.Длина торсиона () в продольном направлении ограничена диапазоном от 800 мм до 1000 мм. (2) С учетом ограничения по высоте расстояния до нижней поверхности рамы диаметры торсиона ограничены диапазоном (3) Диаметры выбираются в пределах целых или нецелых чисел с десятичной частью 0,5. (4) Торсион изготовлен из легированной стали 45CrNiMoVa хорошего качества. (5) Допустимое напряжение торсиона находится в диапазоне От 1000 до 1250 Н / мм 2 . (6) Вероятность удара по прикладу сравнительно мала, поскольку отклонение SWS при изменении динамического хода подвески сравнительно невелико.

Оптимизированный результат получен с помощью инструментария MATLAB для нелинейной многоцелевой оптимизации, который показан в таблице 3. Диаметр торсионного стержня установлен равным 26,5 мм; эффективная длина торсиона составляет 895 мм.

Анализ оптимизированного результата

В таблице 4 оптимизированный результат также получен с помощью инструментария MATLAB для нелинейной многоцелевой оптимизации; мы заметили следующее: (1) Перед оптимизацией отклонение вертикального смещения точек шарнирного соединения шарнира от нулевой нагрузки подвески до пустой нагрузки подвески составляет 77,5 мм, а изменение вертикального смещения от пустой нагрузки до полной нагрузки составляет 88 мм до оптимизации. После оптимизации отклонение вертикального смещения точек шарнирного соединения нижнего шарнира от нулевой нагрузки подвески до пустой нагрузки подвески становится 70 мм, а изменение вертикального смещения от пустой нагрузки до полной нагрузки становится 76.5 мм; величина отклонения вертикального смещения на 9,67% и 13,1% соответственно меньше исходного значения. (2) Вариация динамической нагрузки шины по трем оценочным показателям составляет 1,35%, а вариация параметра комфорта составляет 5,83%. Динамический ход подвески в основном неизменен в зависимости от хорошего состояния дорог университетского городка в качестве проезжей части. (3) Мягкость подвески эффективно снижается при условии, что это практически не влияет на характеристики подвески.


Диаметр торсионного вала 26,5 мм
Эффективная длина торсиона 895 мм

0 драйвер) 94,16 9178 9178

Параметр свойства до и после оптимизации
Оптимизация () SWS (безразмерный)
До 92. 27 0,0019 2,9586
После 92,96 0,0019 3,0870
Половинная нагрузка До 2,7706
Полная нагрузка До 97,95 0,0026 2,4907
После 100.5 0,0026 2,6803

7. Заключение

Жесткость двухрычажной торсионной подвески в электромобиле рассчитана с помощью векторной алгебры в сочетании с принципом виртуальной работы и метод конечного тензора и протестирован с помощью программного обеспечения ADAMS, чтобы доказать осуществимость математического метода расчета в этой статье. Влияние основных параметров торсиона на жесткость подвески анализируется расчетным путем, а параметры, требующие оптимизации, получаются путем анализа чувствительности.

Динамическая нагрузка на шину предлагается в соответствии с фактическим состоянием проезжей части. Устанавливаются новая оценочная функция и индекс с условием ограничения динамического хода подвески и параметры комфорта, а также целевая функция величины рывка подвески и устанавливается оптимизационная модель базового размера торсиона двуплечей торсионной подвески.

Базовый размер торсиона, который оптимизирован с помощью MATLAB multitarget optimizing toolbox, уменьшает перемещение по вертикали на 9.67% от нулевой нагрузки подвески до порожнего груза и вертикального перемещения на 13,1% от холостого хода подвески до полной нагрузки. Оптимизированный размер эффективно увеличивает жесткость подвески и снижает вероятность столкновения блоков подвески, ограничивает изменение угла установки передних колес и, тем временем, эффективно улучшает феномен пограничной мягкости подвески при условии, что это не влияет на характеристики подвески.

Конфликт интересов

Эта рукопись не привела к конфликту интересов в отношении публикации.

Благодарности

Эта работа была поддержана Fujian Nature Foundation, no. 2016J01039; Сямэнь Городской Проект № 3502Z20173037; и Национальный фонд естественных наук Китая под номерами грантов. 51475399 и 51405410.

Что такое торсионный стержень? (с иллюстрациями)

Торсион - это система подвески, которая обычно используется в колесных транспортных средствах, таких как легковые автомобили, фургоны и грузовики. Система подвески - важный и важный элемент конструкции автомобиля.Независимо от конструкции, все системы подвески выполняют одни и те же важные функции. Они удерживают шины в контакте с поверхностью дороги, выдерживают вес транспортного средства и поглощают силы, возникающие при движении и движении транспортного средства.

Торсионы - это металлические стержни, которые действуют как пружина. Одним концом штанга прочно закреплена на шасси или раме транспортного средства. Другой конец стержня может быть прикреплен к оси, рычагу подвески или шпинделю, в зависимости от специфики конструкции транспортного средства. Когда транспортное средство движется по дороге, силы, создаваемые движением транспортного средства, создают крутящий момент на штанге, которая скручивает ее вдоль своей оси.

Противодействие крутящему моменту заключается в том, что торсион, естественно, хочет противостоять эффекту скручивания и вернуться в свое нормальное состояние.При этом подвеска обеспечивает определенный уровень сопротивления силам, возникающим при движении транспортного средства. Это сопротивление является ключевым принципом торсионной подвески.

У этой системы есть несколько ключевых преимуществ.Торсионная подвеска по своей конструкции занимает меньше места, чем другие системы подвески. Это может позволить конструкторам автомобилей создать более просторный салон. Высоту рулей также можно отрегулировать легче, чем у других подвесных систем. Они также чрезвычайно прочные и традиционно имеют долгий срок службы.

У торсионных подвесок также есть несколько недостатков. Во-первых, эти стержни обычно не имеют так называемой прогрессивной жесткости пружины. В подвесках с прогрессивной пружиной витки пружины расположены на разном расстоянии друг от друга. Это позволяет системе подвески обеспечивать надежное рулевое управление, торможение и управляемость, а также обеспечивает плавную и комфортную езду. Транспортные средства с торсионами часто настраиваются либо для обеспечения более уверенного вождения за счет плавности хода, либо для более плавной езды за счет качества управляемости.

Торсионные системы подвески когда-то были относительно распространены в легковых автомобилях, но сегодня они используются в основном в системах подвески грузовиков и внедорожников. Некоторыми известными автомобилями, которые использовали этот тип подвески, были оригинальные модели Volkswagen Beetle, Porsche 356, Porsche 911 с двигателем с воздушным охлаждением и большая часть модельного ряда автомобилей Chrysler с конца 1950-х до конца 1980-х годов.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *