Торсиона: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

Торсионы как упругий элемент подвески автомобилей. Системы регулирования высоты с помощью торсионов

Исполнение концевых участков имеет для цилиндрических торсионов столь же большое значение, как и для винтовых пружин. Для передачи момента на выполненных горячей высадкой головках стержней может быть нанесен мелкошлицевой профиль типа рекомендуемого стандартом ДИН 5481 (рисунок 1). Речь идет о решении, которое хотя с технической точки зрения и не вызывает трудностей, но является экономически нецелесообразным и должно применяться только в тех случаях, когда заделка концов торсиона не предусматривает никакой регулировки. Шлицы могут быть получены накатыванием или резанием, и в результате будет обеспечена достаточно высокая соосность концов торсиона.

Рисунок 1 — Осаженные концы цилиндрических торсионов для передачи крутящего момента могут иметь мелкие шлицы в соответствии со стандартом ДИН 5481. Чтобы исключить создание концентраторов напряжений, должны быть соблюдены следующие условия: диаметр головки d

4 ≤ 1,4 d; длина головки e ≥ 1,75 d²/d₄, где d — диаметр торсиона

Фирма «Volkswagen» использовала такое исполнение торсионов в диагонально-рычажной подвеске на модели «Жук-1200/1300», а также в подвеске моделей 1303 и 1600. Это же решение использовала на модели 911 и фирма «Porsche». Поворот торсиона на один или несколько шлицов позволяет поднять или опустить автомобиль. Однако подобное изменение легче осуществить с помощью систем регулирования высоты, которые имеются на всех современных автомобилях. Хотя в связи с большим числом деталей это решение является более дорогим, но зато оно обеспечивает возможность бесступенчатого регулирования.

Это позволяет в определенном диапазоне установить любую высоту автомобиля. Кроме того, при проседании одной из сторон подвески, результатом чего явится крен кузова, разница в высоте также может быть устранена. На рисунке 2 приведен механизм регулирования подвески передней оси моделей «

Audi-60» и «Audi-75». Благодаря ударным нагрузкам, которые имеющий квадратное сечение конец 1 торсиона передает на рычаг 2, последний занимает очень устойчивое положение, прижимаясь нижней частью к шумоизолирующей пластмассовой пластине, расположенной в углублении поперечины 5. Силы, вызываемые моментом M_F упругости, создают в регулировочном болте 4 напряжения растяжения. Верхний конец этого регулировочного болта ввернут в гайку 3, которая может проворачиваться в верхнем конце рычага. Нижняя головка болта через изолирующую шайбу 6 упирается в поперечину 5 (которая является частью кузова).

Рисунок 2 — Схема возможной регулировки высоты кузова в передней торсионной подвеске моделей Audi-60 и Audi-75, выпускавшихся до 1972 г.

Фирма DAF на модели 55 применила аналогичное конструктивное решение, но при этом ее регулировочный болт подвержен напряжением сжатия. Фирма «Renault» на моделях 4, 6 и 16 регулирует торсионы с помощью эксцентриков, на которые опираются короткие рычаги, закрепленные на концах торсионов.

Дополнительным достоинством систем регулирования высоты является то, что они позволяют использовать стержни, концевым участкам которых методом горячей высадки придано квадратное или шестигранное сечение без последующей механической обработки. Допуски на взаимное расположение граней головок могут быть достаточно большими (рисунок 3). В этом случае при механической обработке потребуется лишь выполнить углубления для фиксации головок торсиона. Переходный участок от головки к стержню для предотвращения концентрации напряжений должен иметь радиус R не менее 90 мм (см. рисунок 1 и рисунок 3). Этот радиус легко может быть обеспечен при горячей высадке головки.

Рисунок 3 — Хорошо подходят для передачи крутящего момента высаженные четырехгранные головки. Радиус перехода от головок к валу должен быть не менее R = 90 мм

При отсутствии места для размещения торсионов достаточной длины, например, при их поперечном расположении, следует применять набор стержней. Стержни в этом случае обычно имеют головки квадратного сечения, а набор состоит из двух или четырех круглых стержней, собранных в один пакет (рисунок 4) или из любого числа полос прямоугольного сечения. Размеры этого сечения выбираются с таким расчетом, чтобы при равной толщине отдельных листов их набор имел квадратное сечение.

Рисунок 4

— Набор цилиндрических торсионов, рекомендуемый, когда длина торсиона конструктивно ограничена

С точки зрения себестоимости один круглый стержень, способный выполнять те же функции, всегда дешевле любого набора. Однако в тех случаях, когда кроме кручения имеют место напряжения изгиба, его применение исключено. Такое сочетание встречается в конструкциях прицепов, подвеска которых выполнена на продольных рычагах (рисунок 5).

Концевая втулка 1 торсиона 2 в точке 3 одновременно является опорой, передающей на поперечину 4 вертикальные нагрузки. При этом между вертикальной силой N’ и реакцией А в подшипнике имеется плечо а. В результате возникает статический изгибающий момент М= N’а.

Рисунок 5 — Подвеска на продольных рычагах, применяемая для одноосных прицепов.

В качестве упругого элемента использован набор пластинчатых торсионов. Торсионы, кроме того, нагружены силой N’ на изгиб в плоскости листов

а — статические силы; б — вид сверху

Замена торсиона, регулировка Great Wall Hover (Haval H5, h4 Ховер)

Торсион является упругим элементом подвески . Передний его конец через шлицы соединен с фланцем, закрепленным на нижнем рычаге подвески, а задний конец через шлицы соединен с рычагом, прикрепленным регулировочным болтом к поперечине рамы автомобиля. Вращая болт можно регулировать высоту дорожного просвета.

Заднее крепление торсиона: 1 — поперечина рамы; 2 — торсион; 3 — регулировочный рычаг торсиона; 4 — регулировочный болт; 5 — гайка болта; 6 — упор болта

Потребуются ключи «на 17″, » на 27″, монтировка.

Примечание:

Перед снятием торсиона с левой стороны необходимо слегка опустить (или снять) топливный бак (см. тут), поскольку он мешает извлечению торсиона из нижнего рычага.

Снятие

1. Поднимите переднюю часть автомобиля с помощью домкрата и подставьте под нее опоры.

2. Нанесите метки на торсион, основание торсиона и фиксирующий рычаг торсиона.

3. Измерьте высоту А выступания болта. Это значение важно при регулировке клиренса автомобиля.

4. Отверните регулировочный болт торсиона.

 

Извлеките болт.

Отверните две гайки крепления торсиона к рычагу.

Отверните заднюю гайку крепления нижнего рычага к торсиону.

Поддев монтировкой отсоедините торсион от рычага…

…и снимите его, совершая движения указанные на фото.

Установка использованного торсиона

При установке торсионов не перепутайте их. На торсионах нанесены маркировки: L — левый, R — правый. Будьте внимательны, чтобы не перепутать их.

Смажьте шлицы торсиона.

Установите торсион в основание, сначало одну сторону…

. ..потом другую

При этом совместите метки .

Затяните регулировочный болт так, чтобы его выступающая часть равнялась величине до снятия торсиона.

Установка нового торсиона

При установке торсионов не перепутайте их. На торсионах нанесены маркировки: L — левый, R — правый. Будьте внимательны, чтобы не перепутать их.

Смажьте шлицы торсиона.

Установите торсион в основание.

Опустите нижний рычаг в нижнее положение.

Установите фиксирующий рычаг на торсионе под углом так, чтобы иметь возможность вкрутить регулировочный болт в верхенюю регулировочную втулку.

Затяните регулировочный болт.

Установите колесо. Покачайте переднюю часть автомобиля.

Вращая регулировочный болт откорректируйте клиренс кузова (высоту дорожного просвета).

О торсионах

Очень интересным упругим элементом можно назвать торсион. Стальной стержень или прокат сложной формы, работающий на кручение — это уже классика автомобилестроения. Торсионы применяются повсеместно: полунезависимая подвеска — отличительная особенность обычно недорогих и/или бюджетных автомобилей. При правильной настройке, кстати, дышащая в затылок многорычажным конструкциям, в качестве основного элемента использует торсионную балку, связывающую задние колеса. Стабилизатор поперечной устойчивости тоже работает на кручение, ну а об использовании торсионов в качестве непосредственно упругих элементов мы поговорим отдельно.

Торсион хорош всем, ну почти, его единственный, но существенный минус — дороговизна, вследствие очень высоких требовании к качеству изготовления. А дальше сплошь плюсы: компактность — можно поставить где угодно, регулируемый преднатяг, позволяющий в определенных пределах регулировать клиренс, легкость замены в случае поломки (хотя поломки крайне редки), и вообще, если в подвеске используются торсионы, ремонт значительно упрощается. Ни продольные, ни поперечные силы на торсион не действуют — чистое кручение. Из-за расположения и конфигурации, а также повышенной прочности торсионы часто применяют в передней подвеске тяжелых рамных внедорожников и пикапов — неубиваемость многократно повышается.

Все мы знаем конструкцию классического пикапа — впереди двухрычажка на торсионах, сзади — неразрезной мост на рессорах. Это вовсе не значит, что торсионы как-то особо заточены под бездорожье, вовсе нет, их характеристики прекрасно подходят для любых типов автомобилей. Например, концерн Honda всегда активно использовал данный тип подвески, особенно в те стародавние времена ярко выраженной спортивной составляющей.

торсион | механика | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Спросить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Как работает торсион

Редакция

http://rennlight.com/howto/torsion/

Основы

Торсион представляет собой гибкую пружину, которую можно перемещать вокруг своей оси путем скручивания. Торсионы рассчитаны и основаны на величине крутящего момента, используемого при скручивании пружины, угле скручивания, габаритных размерах торсиона и материалах, из которых изготовлен торсион. Чаще всего торсион можно найти в подвеске автомобиля или грузовика, в машинах, используемых в производстве, или в других точных устройствах. Гибкость пружины является основной причиной использования торсиона. Если бы использовалась более жесткая конструкция, такая как стальной стержень, слишком большая несущая нагрузка оказывалась бы как на колеса, так и на днище автомобиля.

Как работает торсион

Торсион работает, сопротивляясь приложенному к нему крутящему моменту. Когда один конец торсиона прикреплен к объекту, который нельзя сдвинуть, другой конец стержня скручивается, что приводит к увеличению крутящего момента. Когда это происходит, торсион сопротивляется крутящему моменту и быстро возвращается в исходное положение после снятия крутящего момента. В общем, объект, который нельзя переместить, обычно является рамкой. Если к торсиону не приложено никакой силы, он останется в том же положении, пока не будет приложена сила.

Практический пример

Пример: другой конец стержня будет соприкасаться с рычагом управления. Рычаг управления неподвижно перемещается по раме, и это создает скручивающее движение на руле. Это, в свою очередь, обеспечивает крутящий момент, необходимый для создания пружины.

Регулировка торсиона

Иногда может возникнуть необходимость отрегулировать высоту автомобиля. Это делается с помощью регулировочного болта, расположенного на конце рамы торсиона. Вес, размещенный на рычаге управления торсионом, остается неизменным при выполнении этой регулировки. Как только торсион манипулируется таким образом, поездка в автомобиле может казаться несколько более жесткой. Это связано с новым углом наклона рычага управления. Также возможно, что регулировочные болты закручены слишком сильно. Это приводит к недостатку места между рычагом управления автомобиля и верхней частью торсиона, ближайшей к днищу автомобиля. После изменения высоты торсиона рекомендуется проверить выравнивание вашего автомобиля, чтобы убедиться, что вес кузова автомобиля правильно распределен.

Каталожные номера

• GM Full Size: GM Torsion Bar 401
• Encyclopedia.com: Torsion Bar
• Britannica Online Encyclopedia: Torsion Bar Mechanics

Writer Bio

9012 факт проверяется с помощью многоточечной системы аудита, чтобы наши читатели получали только самую лучшую информацию.