Торсионная балка: Торсионная балка

Содержание

Торсионная балка

Торсионная балка — деталь подвески автомобиля, заменяющая собой продольные и поперечные рычаги правого и левого колес одновременно.

Ходовая часть

Торсионная балка – вид подвески, в которой роль упругого элемента играет торсион. Торсион – это металлический упругий элемент, который работает на скручивание. Этот элемент, как правило, состоит из набора стержней, пластин или балки определенного сечения. Торсион одним концом крепится к направляющему элементу – рычагу, а другим – к раме или кузову автомобиля. Благодаря торсиону достигается упругая связь между кузовом и колесом. Торсионы применяются в различных видах подвесок: на продольных рычагах, подвеске на двойных поперечных рычагах и так далее. Схожий принцип нашел применение и в конструкции торсионной балки (подвеске со связанными между собой рычагами правого и левого колеса). Ввиду наличия прочной связи между колесами наибольшее распространение конструкция нашла в задней подвеске переднеприводных автомобилей. На сегодняшний день можно смело сказать, что подвеска задних колес на основе торсионной балки — наиболее распространенная конструкция.

Торсионная балка — полая стальная деталь сложной конфигурации, жесткая на изгиб, но податливая на кручение. Это дает возможность колесам перемещаться вниз и вверх независимо друг от друга. Торсионная балка крепится к кузову, как правило, через эластичные втулки. Жесткость самой балки в поперечном направлении должна обеспечивать постоянное расстояние между колесами. Дополнительными упругими элементами в подвесках с торсионной балкой чаще всего являются пружины.

История создания и развития торсионной конструкции

Прототипом нынешней балки является торсион — устройство, которое впервые было использовано в Фольксваген Битл в 30-х годах ХХ столетия. В дальнейшем усовершенствованием торсионной подвески занимались — чешский профессор Ледвинка и немецкий изобретатель Фердинанд Порше, впервые адаптировавший ее для массового производства.

Довольно широкое применение на малолитражных автомобилях торсионы получили в 50-60-х годах прошлого века. Причина интереса к устройству относительной простоте изготовления и компактности этих элементов. К концам торсиона прикреплялись продольные качающиеся рычаги, которые были соединены с поворотным кулаком при помощи шаровых опор или шкворневого узла.

На автомобиле “Запорожец” в качестве передней подвески использовались два торсиона с квадратным сечением, которые заключались в стальные трубы расположенные друг над другом, к концам труб прикреплялись продольные рычаги подвески. Автором этой конструкции был все тот же немецкий инженер Ф.Порше.

Устройство и принцип работы торсионной балки

Направляющим устройством подвески с торсионной балкой являются два продольных рычага, которые жестко соединены между собой балкой. С одной стороны продольные рычаги крепятся к ступицам колес, а с другой – к кузову. Торсионная балка имеет U-образное сечение, благодаря чему обладает малой жесткость на кручение и большой на изгиб. Это свойство дает возможность колесам независимо друг от друга двигаться вверх-вниз.

На современных автомобилях торсионная балка может располагаться поперечно либо продольно. Поперечное расположение применяется на легковых автомобилях. А продольная схема расположения свойственна, преимущественно, большим и тяжелым грузовикам. В обоих вариантах торсионная подвеска обеспечивает оптимальные значения затухания колес и кузова, обеспечивает плавность хода и регулирует крен при повороте.

На некоторых автомобилях торсионная подвеска может использоваться совместно с электродвигателем при выравнивании в автоматическом режиме. В зависимости от состояния дорожного покрытия и скорости движения этот электромотор стягивает балки для получения необходимой жесткости.

Плюсы и минусы торсионной балки

Главные преимущества торсионных подвесок в целом – это компактность по ширине автомобиля, легкость в регулировании высоты дорожного просвета, небольшая общая масса и, конечно же, долговечность. Подвески с торсионом очень просты в техническом обслуживании и эксплуатации. Такие подвески намного легче регулировать, нежели пружинные. С точки зрения производителей: торсионная балка дешева в изготовлении и легко устанавливается на машину на сборочных линиях.

Один из самых весомых недостатков: дополнительные вибрации, передаваемые от колес на кузов, способствующие низкому комфорту пассажиров задних сидений. И как следствие, невозможность сделать качественную шумоизоляцию, что негативно сказывается при поездках на дальние расстояния.

Вопросы эксплуатации

Если торсионная подвеска на автомобиле разболталась, то осуществить регулировку ее положения можно при помощи простого гаечного ключа. Для этого необходимо забраться под автомобиль и подтянуть разболтавшиеся болты. Главное при этом не переусердствовать, потому что перетянутые болты при движении автомобиля станут причиной излишней жесткости хода.

Балка или многорычажка — что лучше для автомобиля: рекомендации

Выбрать тип подвески порой можно даже на одной модели автомобиля, но стоит ли переплачивать за более сложную конструкцию? Авто24 готов вступить в дискуссию, давно ставшую хрестоматийной.

Задняя подвеска массового переднеприводного автомобиля может быть попроще – с балкой скручивания (полузависимая) и посложнее – многорычажной (независимая). Каждая имеет свои плюсы и минусы, но мы попытались дать конкретный ответ: так ли уж нужна сложная и дорогая многорычажка среднестатистическому владельцу?

При одном и том же назначении независимая многорычажка имеет деталей примерно вдвое больше, чем полузависимая балка. Но надежность часто одинакова.

Читайте также: Как проверить ходовую часть при покупке машины

Технические моменты

Подвеска служит для того, чтобы обеспечить ход каждого колеса вверх-вниз относительно кузова по заданной траектории. Это нужно, чтобы обеспечить непрерывный контакт колес с дорогой на неровностях и в поворотах при кренах кузова. При этом именно характер перемещения колес определяет комфорт и управляемость автомобиля. Потому и существует несколько типов задних подвесок для переднеприводных авто, из которых самые распространенные как раз и есть – полузависимая торсионная балка и независимая многорычажная.

Полузависимая подвеска или так называемая балка – это фактически два подпружиненных продольных рычага (по одному на каждое колесо), соединенных поперечной балкой. Балка нужна, чтобы ограничить перемещения колес в поперечном направлении (влево-вправо). А чтобы рычаги с колесами при этом не были ограничены во взаимных вертикальных перемещениях, балку делают эластичной, скручивающейся.

Для переднеприводных авто полузависимая подвеска с торсионной (скручивающейся) балкой – рациональный вариант. Но не лишенный недостатков.

То есть, закручиваясь вокруг своей продольной оси, балка почти не мешает колесам оставаться независимыми, потому такая подвеска и называется полузависимой. Благодаря своей простоте этот тип самый недорогой – по сути два рычага и соединяющая их балка.

Читайте также: Для комфорта в авто: чтобы мелочи всегда были под рукою

Многорычажная независимая подвеска устроена сложнее, поскольку каждое колесо удерживается несколькими рычагами. Это, во-первых, обеспечивает каждому колесу полную независимость, а во-вторых, три-четыре рычага дают конструкторам возможность выстроить такую траекторию перемещения колеса, которая наиболее выгодна с точки зрения комфорта и управляемости.

Все ухищрения с тремя-четырьмя рычагами на колесо ради того, чтобы при работе подвески заставить колесо двигаться по траектории, выгодной для управляемости авто.

Дополнительный плюс в том, что вибрации от работы колес по дороге передаются на кузов не через пару сайлент-блоков, как у полузависимой схемы, а через шесть-восемь сайлент-блоков. А это делает движение автомобиля более комфортным.

Предназначения

Таким образом, конструкторы самых распространенных сегодня переднеприводных легковушек имеют в своем арсенале два типа подвески – один якобы подешевле, а второй – с более точной управляемостью. И соответственно, еще не так давно многорычажка подавалась как большое преимущество и применялась на моделях, заявленных как более драйверские.

Однако, инженеры начали совершенствовать конструкцию, работая с сайлент-блоками и меняя сечение и форму соединителя – металлического профиля, соединяющего левый и правый рычаги (собственно, той самой пресловутой балки). И в конце концов старательность конструкторов и отработанные технологии сыграли злую шутку, и даже полузависимая подвеска со временем стала обеспечивать семейным машинкам отличную управляемость. Тем более, общемировые тенденции к упрощению ради снижения себестоимости все набирают и набирают силу.

На современных моделях конструкторы все чаще отказываются от многорычажки в пользу полузависимой балки – они научились и с такой схемой наделять машину хорошей управляемостью.

Недаром многие уважаемые автопроизводители на своих самых популярных моделях вернулись от многорычажки к старой доброй балке – например, как Honda Civic в 2006 г. или нынешняя Mazda 3. А один из европейских хитов – Opel Astra – так никогда полностью независимой подвески и не имел. В некоторых подобных случаях многорычажная подвеска осталась все же доступной, но только в самых мощных и богатых комплектациях моделей – скажем, как у Skoda Octavia третьей генерации, VW Golf в шестом поколении и у современных Ford Focus и Mercedes A-klasse.

Правда ли, что машины с торсионной подвеской уступают?

Если вы водите эконобокс, скорее всего, он использует торсионную балку (или поворотную балку). Если у вас есть автомобиль «премиум» или «производительный», он, скорее всего, использует многорычажную подвеску. Итак, торсионные балки явно хуже подвески, верно?

Как следует из названия, торсионная балка скручивается, чтобы приспособиться к вертикальным силам.

В таких автомобилях, как Renault Megane RS и FK2 Honda Civic Type R, используется подвеска с торсионной балкой. Даже Mazda 3 перешла на торсионную балку с многорычажной, так что может они не так уж и уступают.

Как и любая другая технология, торсионная балка имеет свои плюсы и минусы.

Con — менее удобный

В отличие от многорычажных систем, левое и правое колесо не являются независимыми друг от друга.

Самый очевидный недостаток торсионной балки — зависимость левого и правого колес друг от друга. Это связано с тем, что торсионная балка приварена к продольным рычагам как с левой, так и с правой стороны.

Неразрезную ось с листовыми рессорами можно найти в грузовиках, таких как Toyota.

По сравнению со сплошной осью (например, в Toyota Hilux) торсионная балка способна изгибаться и уменьшать передаваемую силу справа налево (или наоборот). Следовательно, торсионные балки представляют собой своеобразную «полузависимую» подвеску.

Однако полностью независимая подвеска (многорычажная) намного лучше справляется с неровностями дороги.

Силы по-прежнему передаются, что снижает уровень комфорта задних пассажиров.

Основным преимуществом независимой подвески является изоляция неровностей.

Удобство езды на торсионных балках можно улучшить за счет конструкции самой балки (толщина, точки сварки, форма, точки поворота). Все больше и больше современных автомобилей используют конструкцию с торсионной балкой с минимальными потерями в комфорте езды, но всегда будет предел для конструкции с торсионной балкой.

Con — ограниченный потенциал конструкции и модификации

Схождение и развал в значительной степени закреплены на торсионной балке, если только вы не используете специальные шайбы для регулировки углов колес (утомительно).

Торсионно-балочная подвеска имеет ограничения и по модификации. Конечно, это касается только тех, кто любит возиться со своими машинами. С конструкцией торсионной балки вы застряли с одной кривой развала. Его жесткая природа также ограничивает регулировку угла носка.

Кривая развала показывает, как развал изменяется при вертикальном движении колеса. С торсионной балкой вы не можете изменить кривую развала.

Однако, если с самого начала проектироваться с учетом управляемости, торсионная балка не должна быть проблемой для тех, кто предпочитает энергичное вождение.

Горячие хэтчбеки, такие как Renault Megane RS и FK2 Honda Civic Type R, доказали, что подвески с торсионной балкой также достойны характеристик «спортивного автомобиля».

Pro – Стоимость

Для производителей торсионная балка экономит средства, поскольку она состоит из меньшего количества деталей и ее легче собрать. На самом деле это может стоить больше в исследованиях и разработках, поскольку управляемость, комфорт и надежность (усталостная прочность) должны быть оптимизированы для одной детали торсионной балки.

Как владелец автомобиля, торсионная балка дешевле в обслуживании, поскольку есть только две втулки, которые крепят продольный рычаг к шасси.

Pro-Космос

Установка торсионной балки обеспечивает большое пространство в багажнике Proton Persona

. Как правило, подвеска с торсионной балкой обеспечивает больше места в салоне и багажнике. Им не нужны подрамники и стабилизаторы поперечной устойчивости. Вот почему они так популярны в компактных седанах и хэтчбеках.

Некоторые автомобили снова переходят на торсионную балку

Помимо обычных эконобоксов, некоторые известные автомобили, использующие торсионную балку, включают Mazda 3 и готовящуюся к выпуску Toyota Corolla Cross.

Случай с Mazda 3 представляет собой интересный случай, поскольку в нем даже используется установка торсионной балки на полноприводной Mazda 3. Из-за различной толщины торсионной балки левая и правая стороны кажутся почти независимыми друг от друга. Комфорт сравним с многорычажной установкой.

Еще один интересный случай — установка торсионной балки на Toyota Corolla Cross. Несмотря на то, что они используют ту же платформу TNGA-C, что и Toyota Corolla и Toyota CH-R, Corolla Cross использует торсионную балку вместо установки на двойных поперечных рычагах.

Похоже, технология торсионной балки с годами улучшилась. Прошли те времена, когда на Honda CR-V первого поколения устанавливались полноценные двойные поперечные рычаги на всех четырех колесах.

Все ли многорычажные подвески превосходны по своей сути?

Тот факт, что в автомобиле используется многорычажная система, не делает его превосходным с точки зрения управляемости и комфорта. Мы пробовали несколько автомобилей с многорычажной подвеской и двойными поперечными рычагами, и некоторые из них не оправдали ожиданий с точки зрения комфорта.

А когда дело доходит до производительности, хот-хэтчи, такие как Megan RS и FK2 Type R, показывают, что установка торсионной балки очень эффективна, если все сделано правильно.

Помимо дизайна большую роль играет настройка подвески.

Сводка

Очевидными преимуществами торсионной балки являются низкая стоимость и компактная конструкция.

Его очевидным недостатком является ограниченная изоляция дорожных неровностей. Нравится вам это или нет, физический мост между левой и правой сторонами все еще существует.

Существуют также ограничения в плане управляемости, но современный покупатель автомобилей ставит во главу угла стоимость и эффективность использования топлива. Как и многие другие автомобильные технологии, технология торсионной балки также улучшилась и достаточна для обычного ежедневного водителя.

Какие существуют типы задней подвески и какая из них лучше? — Car Advice

Когда дело доходит до того, что находится под вашей машиной, довольно легко не обращать особого внимания, если только это не дорожный конус, вомбат или небо.

Но, как и в случае с чисткой зубной нитью, приостановка вызывает энтузиазм и гораздо важнее, чем принято считать.

Даже на ровной как стекло дороге подвеска автомобиля не работает. При прохождении простого поворота ходовая часть подвергается серьезным нагрузкам и деформациям.

Существует множество методов, которые использовались для того, чтобы держать ваши колеса под контролем, с очень запутанными терминами, такими как привод Гочкиса, звено Ватта, качающаяся ось, полуприцепной рычаг и трубка Де Диона (что звучит как группа для серфинга 60-х годов). , но это не так).

Какими бы неразборчивыми они ни казались, каждый из них представляет собой способ заставить задние колеса делать то, что вы хотите, и предотвратить их реакцию на повороты и дорожное покрытие непредсказуемым и потенциально опасным для жизни образом.

Большинство этих загадочных приспособлений устарели в наши дни благодаря двум основным методам, широко применяемым для контроля задней части автомобиля: полузависимым торсионным стержням и полностью независимым системам подвески.

Но как они работают, как они соотносятся и следует ли отдавать предпочтение одному из них при выборе автомобиля?

В первую очередь; что мы подразумеваем под независимой задней подвеской? Ну, есть три основных способа разобраться с задним мостом.

Зависимая

Зависимая подвеска — также известная как «живая» ось — это когда колеса каким-то образом связаны друг с другом. По сути, это означает, что движение одного колеса заставляет другое вращаться и, как правило, плохо себя вести. Это самый простой, старый и дешевый способ ведения дел, который можно найти на грузовиках, сельскохозяйственном оборудовании и 19-м веке.94 Форд Фалкон ГЛи.

В Falcon 1994 года это вызывало уморительную избыточную поворачиваемость при малейшей провокации и требовало большого количества инженерных работ в последующих моделях, чтобы исправить недостатки активной задней оси.

Подробнее: Все обзоры Falcon, новости, цены и спецификации

Независимая

Чтобы колеса не зависели друг от друга, но при этом оставались соединенными, требуются более сложные инженерные решения

Таким образом, идея независимой подвески кажется явно лучшей идеей. Движение каждого колеса изолировано — независимо, если хотите — от другого, свободно двигаться и реагировать, не вызывая симпатических движений с другой стороны автомобиля.

Для того, чтобы колеса оставались независимыми друг от друга, но при этом были соединены с кузовом, тормозами и приводными валами, требуется более чем сложная инженерная работа.

Инженеры решали эту проблему с разной степенью сложности, но наиболее известными из них являются стойки MacPherson, двойные поперечные рычаги и многорычажные системы.

Стойка MacPherson

Как один из более простых и, следовательно, более дешевых вариантов независимой подвески, стойка MacPherson получила широкое распространение с момента ее изобретения в 1940-х годах.

По сравнению с торсионной системой стойки Макферсона большие и дорогие. Помимо двухрычажной и многорычажной систем, MacPherson мало что предлагает в плане контроля, изоляции или регулировки.

Вообще говоря, стойки MacPherson были отнесены к более дешевым и более массовым моделям, особенно тем, которые предназначены для ненагруженного шоссе и городского использования. Производители также склонны устанавливать стойки МакФерсон только на переднюю ось, поэтому мы поговорим о них подробнее в другой раз.

Подробнее: Какие существуют типы передней подвески?

Многорычажная система и двойной поперечный рычаг

Многорычажная система и система двойного поперечного рычага — это святой Грааль конструкции подвески, позволяющий инженерам добиваться маневренности без ущерба для качества езды.

Независимые многорычажные и двухрычажные системы являются самыми дорогими и сложными

Как многорычажные, так и двухрычажные установки обеспечивают подлинную независимость и непревзойденный контроль, причем многорычажная система опережает двухрычажную. выбор, предлагая большую регулируемость.

Конечно, бесплатно ничего не бывает. Многорычажные и двухрычажные независимые установки являются самыми дорогими и сложными, а также занимают больше места, чем более простая и легкая торсионная балка.

Обнаружение двухрычажной или многорычажной подвески в вашем предполагаемом новом автомобиле обычно означает переход к более премиальному сегменту рынка хэтчбеков, универсалов и седанов. Это также означает, что нужно быть довольно избирательным в сегментах внедорожников и легких коммерческих автомобилей.

Однако использование двухрычажной или многорычажной системы не является окончательным решением. Думайте о них как о лучшем методе, как о прекрасном рецепте вкусной еды. Хестон Блюменталь не делает всех со сковородкой, если вы понимаете, о чем мы. Haval, например, рекламировала многорычажную заднюю часть при запуске своего H8, что похвально, но вы все равно не спутаете эту китайскую машину с Ferrari.

Полунезависимая

Как вы могли догадаться, полунезависимая подвеска — это когда колеса все еще связаны, но благодаря присущей гибкости соединений могут работать с видимостью автономности.

Одной из таких систем является труба De Dion, которая почти не используется в наши дни, хотя любители подвески укажут, что если вы хотите получить редкий взгляд на одну из них, вам следует заглянуть под микроавтомобиль Smart ForTwo (если вы все еще можете найдите его в Австралии, возможно, лучше отправиться в Европу, если вы действительно заинтересованы).

Торсионная балка

Итак, это подводит нас, наконец, к торсионной балке, также известной как скручивающаяся балка, торсионная балка или любая другая вариация на эту тему. И это действительно так же просто и гениально, как это; стержень, соединяющий оба колеса, который слегка поворачивается под давлением, чтобы придать некоторую независимость движениям каждого колеса.

Установки с торсионной балкой относительно дешевы и просты в изготовлении

Однако под действием боковой (боковой) силы торсионная балка остается жесткой, чтобы сопротивляться крену кузова, что позволяет уверенно проходить повороты. Простой, солидный, отсортированный.

Торсионы занимают меньше места по вертикали, чем стойки MacPherson, и меньше места по горизонтали, чем двухрычажные и многорычажные системы, что обеспечивает больше места для людей в салоне и их вещей в багажнике.

Установки с торсионной балкой относительно дешевы и просты в изготовлении, установке и обслуживании, но они не дают инженеру такой свободы выбора баланса между комфортом, маневренностью и стабильностью, как независимые системы.