Торсионная подвеска – для чего нужна, как работает и где применяется

1. История появления

Volkswagen Beetle 30-х годов/ Фото: dw.com

Нынешний прототип ходовой на базе торсионной балки появился в результате многолетней работы по усовершенствованию конструкции, изготовленной для Volkswagen Beetle в 30-х гг. прошлого века. Инженер из Чехии Ледвинка внес корректировки в торсион и начал устанавливать его на машины марки Tatra.

Официальные факты серийного использования торсионной подвески появились еще в 1930-х гг. Ее можно было встретить на моделях французского концерна Citroen. Спустя 10 лет торсионы появились на болидах и спорткарах Porsche. Знаменитый инженер из Австрии быстро оценил главное преимущество таких деталей для гоночного транспорта – небольшой вес.

В военное время торсионы эксплуатировались в служебных автомобилях и спецтехнике. Например, на базе такой конструкции производились немецкие «Пантеры» и «КВ» советского производства. После благополучных испытаний в бою системы распространились по всему миру.

Их неоднократно выбирали и другие известные концерны, включая Renault, Chrysler и даже отечественный ЗИЛ. Основными аргументами в пользу описанного типа ходовой стали лучшие параметры плавности и более простое обслуживание из-за примитивного устройства.

2. Как устроен торсион

Схемы торсионной подвески и балки/ Фото: avtomotospec.ru

Торсион изготовлен в виде стержня или вала из металлического сплава, который работает на скручивание в одном положении. В разрезе изделие имеет круглое или квадратное сечение (в редких случаях встречаются пластинчатые изделия, выполненные из определенного количества слоев).

Один конец торсиона удерживается на рычаге с помощью шлицевой фиксации. Вторая часть – идентичным способом на раме или кузове. Ось вращения и закручивания торсиона расположены на одной линии. Торсион имеет грамотно подобранное сопротивление к скручиванию, из-за чего уверенно выдерживает массу машины, гарантируя стабильное упругое соединение кузова и подвески при смещении рычага.

Принцип действия торсиона задействован и в стабилизаторах поперечной устойчивости. Для изготовления конструкции применяют высокопрочные сорта стали, обладающие повышенной стойкостью к нагрузкам без потери начальных свойств. На рабочие параметры и плавность подвески влияют толщина и длина вала. С целью защиты поверхности от ржавчины ее обрабатывают специальным веществом или наносят слой резины.

Схематичное изображение торсиона/ Фото: amastercar.ru

Чтобы торсион имел пружинящие свойства при скручивании, материал его изготовления проходит особую термическую обработку. В результате он становится устойчивым к повышенным крутящимся напряжениям и выдерживает большие углы закручивания без деформации.

На отдельных моделях авто торсионная подвеска позволяет автоматически выравнивать положение машины с внедрением силового агрегата, стягивающего балки для повышения жесткости с учетом специфики движения и состояния покрытия.

Системы с изменяемой высотой удобны при замене колесных покрышек или дисков, поскольку подъем кузова осуществляется с помощью трех колес, а четвертое поднимается самостоятельно без применения домкрата.

3. Основные разновидности торсионных подвесок

Крепление торсионов к раме автомобиля/ Фото: techautoport.ru

В автомобильной индустрии применяется три типа подвесок на базе торсиона:

Передняя независимая на поперечных рычагах. За счет компактного исполнения способствует рациональному расходованию свободного пространства и позволяет устанавливать массивные колесные приводы. Подобный тип встречается в конструкции рамных внедорожников и на передних осях коммерческого транспорта;

Задняя независимая с поперечным расположением. Легендарная модель Renault 16 комплектовалась именно такой подвеской с продольным размещением торсионов спереди и поперечным сзади. Система не получила популярности из-за ухудшения управляемости и стойкости авто на дороге;

Полузависимая. Конструкции с U-образным сечением и упругим стержнем отличаются повышенной прочностью на изгиб. Также они позволяют колесам на одной оси смещаться относительно друг друга при преодолении дорожных неровностей. В результате машина становится более управляемой и устойчивой.

4. Достоинства и слабые стороны торсионной подвески

Торсионная подвеска в машине/ Фото: dvd-auto.ru

Размещение балки под конструкцией кузова бывает поперечным и продольным. Второй вариант распространен на крупногабаритной и увесистой технике. На легких моделях более востребованы компактные торсионы задней подвески. В двух случаях они решают такие задачи:

обеспечивают максимально плавное движение транспортного средства;

поглощают нагрузки и колебания кузовной платформы и колес автомобиля;

отвечают за удерживание положения управляемых колес;

регулируют угол крена при вхождении в повороты.

Подвески с поперечным расположением балки имеют ограничения по длине на фоне ширины колеи автомобиля. Их рабочие концы соединены по бокам с рычагами ходовой части. Из-за этого плавность хода становится ограниченной. В свою очередь, у продольных конструкций нет жестких ограничений по длине, поэтому их мягкость сопоставима с мягкостью пружин и рессор. Также продольные конфигурации имеют улучшенные технологические параметры для крупногабаритных кузовов.

Среди основных достоинств торсионной подвески следует выделить:

более компактные габариты в сравнении с пружинной системой и эргономичность;

упрощенный монтаж и обслуживание;

легкость элементов подвески;

возможность регулировки дорожного просвета без внесения изменений в конфигурацию подвески;

устойчивость к высоким механическим нагрузкам и ремонтопригодность;

легкость регулировки;

лучшая управляемость при появлении крена.

Нижний опорный рычаг подвески, стержень торсиона, крепление к раме/ Фото: dvd-auto.ru

Работы по обслуживанию заключаются в подтягивании крепежных элементов. Это можно сделать с помощью одного гаечного ключа. Но не стоит руководствоваться правилом: чем сильнее, тем надежнее. Чрезмерная затяжка крепежей может привести к повышению жесткости ходовой части.

Что касается недостатков конструкций на торсионных балках, то к ним относят следующие пункты:

Уязвимость машины к избыточной поворачиваемости. При вхождении в повороты автомобиль склонен к разворачиванию, из-за чего водителю нужно соблюдать повышенную внимательность и контролировать процесс управления. Проблема по-особому сильно выражена на моделях компании ЗАЗ с небольшими кузовными габаритами;

Сложности этапов производства и обработки торсионов, необходимых для поддержания упругости и прочности материала. Чтобы металл был устойчивым к поверхностным повреждениям, деталь проходит несколько циклов термической обработки и прочих процедур для упрочнения. Действия выполняются с помощью пластических осадок и прочих технологий, которые серьезно повышают стоимость подвески. Тем не менее, система распространена в автопромышленности, обеспечивая комфортную езду по дорогам с разным покрытием;

Ограниченный эксплуатационный ресурс подшипников в узлах фиксации к концам торсиона. Такие комплектующие уязвимы к износу и выходу из строя на фоне попадания воды, грязи и пыли через микротрещины в прокладках и сальниках. Это случается в результате естественного износа резиновых элементов и на фоне негативного влияния агрессивных факторов.

Ремонт торсионной подвески/ Фото: fastmb.ru

Для предотвращения подобных неприятностей необходимо регулярно смотреть под днище автомобиля и проводить обслуживание. Обычно автовладельцу достаточно менять сальники или подшипники. Если проблема усугубилась, придется ремонтировать или устанавливать новую балку, поскольку поврежденные подшипники вызывают развальцовывание посадочных мест и нарушение развала. Средний ресурс этих компонентов составляет 60-70 тыс. км пробега.

К основным причинам, которые ограничивают сферы эксплуатации торсионных подвесок, относят технологические сложности по производству полностью независимых конструкций с повышенным уровнем комфорта. Тем не менее, торсионная балка позволяет сконструировать свободную подвеску, особенно если на ее концах закреплены вращающиеся рычаги для амортизации.

Это обеспечивает независимость колес и повышенную плавность хода. Система незаменима на крупногабаритных и увесистых авто типа Peugeot 405 и Renault Laguna. Если речь идет о более легких моделях, то установка торсиона не оправдывает себя.

На фоне технологического прогресса и появления на рынке разных типов подвесок, торсионные модели потеряли прежний спрос. Встретить их на пассажирских авто – настоящая редкость, что связано с высокой стоимостью производственного процесса и рядом ограничений по эксплуатации. Основные сферы применения торсионов – грузовой транспорт и внедорожники фирм General Motors, Ford, Dodge, Mitsubishi.



Важной информацией также может быть контроль «мёртвых» зон автомобиля.