Торсионный механизм – Торсион — Википедия

Содержание

Торсионный механизм секционных ворот

В чем отличие ворот с пружинами растяжения и торсионными пружинами?

Гаражные ворота | 12.01.2018

Секционные ворота удобные, теплые, красивые. Весить полотно таких ворот может довольно много, но даже маленькая девочка может открыть 100-килограммовые ворота. Как это получается?

Совершим еще одно путешествие «под капот», разберемся зачем воротам пружины: торсионные или растяжения. Забегая вперед, скажем – не важно, стоит ли электродвигатель или взамен двигателя хрупкая девушка, пружины возьмут на себя основную работу. Но теперь по порядку…

Квадратный метр секционных ворот толщиной 45 мм весит 15 кг. Популярный размер для въезда в гараж – 2х3 метра. Вес ворот для такого въезда – 90 кг. Вес промышленных ворот увеличивается пропорционально площади полотна. Откатные ворота опираются на направляющие ролики, распашные — висят на петлях. А подъемные ворота? Их поднимает двигатель или человек?

Ни автоматика, ни ручной привод не поднимают ворота, а управляют ими. Ворота вывешены на пружинах. Благодаря этому остаются в том положении, где вы их оставили. Вы можете открыть до половины проем и отпустить полотно. Правильно настроенные или подобранные пружины должны держать его там, где вы его оставили.

Насколько бы ни были приоткрыты ворота, важно, чтобы 100-килограммовове полотно вдруг не упало. В проеме могут быть посторонние предметы, животные, дети.

Не зависимо от наличия автоматики или ручного управления, для ворот применяют два типа пружин: торсионные и растяжения.

Торсионные пружины

Торсионные пружины рассчитаны на скручивание. Расположенные на валу торсионные пружины испытывают разнонаправленные силы в параллельных плоскостях, перпендикулярных валу.

Торсионные пружины позволяют сбалансировать крупные механизмы. Сфера применения достаточно широка – подвески внедорожников, бронетехники.

Торсионные пружины исторически первыми использовались для секционных ворот. Им мы обязаны богатством возможностей подъемных ворот – мощные, тяжелые, устойчивые и долговечные торсионные пружины позволяли создавать ворота большие и маленькие, с калитками и панорамными панелями, на разном уровне от пола и с разным по высоте монтажом.

Пружина растяжения

Испытывает продольную, осевую нагрузку. Кольца проволоки плотно прилегают друг к другу. Когда ворота закрыты, пружина растянута. Данный тип пружины устанавливается только на частные гаражные ворота, поскольку максимальный вес для такой пружины весьма ограничен 120 кг – ворота 3,5м*2,25м. Пружина растяжения не подойдет для ворот с высокой частотой работы.

Что выбрать? Или пружина растяжения vs торсионная пружина.

Выбор пружины начинается с выбора функционала и размера ворот. Их основные отличия – сфера применения.

Торсионная пружина Пружина растяжения
Сфера применения Гаражные (бытовые), промышленные, панорамные Гаражные (бытовые)
Максимальная ширина 8 м 3,5 м
Максимальная высота 7 м 2,25 м
Наличие калитки да нет
Материалы Сэндвич-панели 40 мм, 45 мм. Сэндвич-панели 40 мм, 45 мм.
Минимальный размер притолоки от 10 см 10 см
Количество циклов закрывания-открывания От 25 тыс до 100 тыс До 25 тыс

Как мы уже говорили, первыми были торсионные пружины — мощные, многофункциональные, дорогие. Монтаж на торсионных пружинах позволяет расположить полотно как угодно высоко над проемом, добавить калитку в полотно. Размер полотна практически не ограничен. Если один вал не справляется – устанавливают два. Для промышленных ворот торсионные пружины – необходимость.

Для бытовых, гаражных ворот торсионные пружины – не необходимость, а удобство и роскошь. Пружина растяжения делает бытовые гаражные ворота дешевле и легче в монтаже и времени установки. Не нужно настраивать торсионную пружину, а, значит, вам быстрее установят такие ворота. Кроме того, механизм с пружиной растяжения занимает куда меньше места. Соответственно и цена в среднем на 5% ниже, чем на торсионные.

Идея секционных ворот с пружиной растяжения проста – ничего лишнего. В монтаже, в стоимости, в весе. 70-80% всех бытовых ворот устанавливаются именно с пружиной растяжения. Для сооружения с низкой частотой открывания-закрывания ресурса пружинного механизма более, чем хватает.

Но нужно учесть, что у ворот с пружиной растяжения невозможно установить калитку и полотно при открывании будет находиться на одном уровне с проемом. Торсионные же пружины позволяют ходить с высоко поднятой головой.

Гаражные ворота | 12.01.2018

Вам также может быть полезно

Ознакомтесь с нашей продукцией

— 27%

Гаражные секционные ворота

Alutech серия Trend. Тип полотна — S-гофр прямой. Цвет панелей — белый. Ширина проема — 1750 мм. Высота проема — 1750 мм. Перемычка — 250 мм. Тип балансировки — торсионные пружины. Тип управления — ручной.

— 35%

Гаражные рулонные ворота из профиля PD55mN. Ширина проема 2200 мм. Высота проема 2200 мм. Для установки в проем. Управление — ПИМ (пружинно-инерционный механизм) + ригельный замок.

xn--80ad0bajn.xn--p1ai

Как работают секционные ворота

Опубликовано: 24.07.2017

В статье мы в подробностях расскажем, как работают секционные ворота. Прочитав до конца, вы узнаете обо всех конструктивных особенностях и нюансах, которыми сопровождается эксплуатация ручных и автоматических моделей. Информация также поможет вам купить ворота, которые оптимальны для использования в конкретных бытовых или промышленных условиях.

Фотография № 1: секционные ворота

Конструктивные особенности секционных ворот. Общие сведения

Секционные ворота — это сложная конструкция, состоящая из множества механизмов. Они служат для открывания, закрывания проема. Соответственно типу ворот их комплектация и конструкция могут существенно отличаться. Однако все модели работают по общему принципу.

В состав любых секционных ворот входят следующие детали.

Какими бывают секционные ворота

По назначению

Предназначение секционных ворот в первую очередь оказывает влияние на устройство и конструктивные особенности механизмов. Производители предлагают бытовые и промышленные модели. Разница между ними — в габаритах.

Тяжелые промышленные секционные ворота состоят из усиленных конструк

vorota-sos.ru

Торсионный механизм, придуманный Жоржем Ранке

В науке «торсионный» понимается, как вращение. Отсюда, торсионный механизм – это получение энергии из физического вакуума с помощью вращения. О таком явлении впервые узнал француз Жорж Ранке в начала прошлого столетия. Во время его опытов по очистке воздуха от пыли в сепараторах, он заметил, что воздух с пылью на большой скорости разделяется на 2 потока: горячий и холодный, занимая разное положение в очистительном цилиндре.

Французский физик не смог разгадать смысла увиденного явления, и его доклады рассматривались Академией очень враждебно, поскольку формулу можно было бы записать следующим образом A = F L Cos(alfa), откуда F – это сила, L – это расстояние, alfa – это угол между двумя векторами силы и самого направления движения. Из-за нулевого косинуса двух векторов – центробежной и центростремительной сил, чей угол равен 90 градусов, работа не должна вовсе выполняться. Однако, разделение воздуха – это уже расход энергии, следовательно, работа все-таки выполняется.

 

Ранке использует свою теорию в новых холодильниках

Этот принцип был использован им в новых холодильниках, хотя большой коммерческой выгоды он не принес. Исследования французского физика заинтересовали немца Хильша, который после 2 мировой провел ряд экспериментов. Он сделал кое-какие расчеты, но все же не придумал сферы использования для открытия.

Мы называем сегодня этот случай эффектом Ринке-Хильша. Лишь в 80-х годах прошлого века в России вернулись к теме этого исследования. Им занялся физик Потапов. Он заменил воздух на воду, и получил потрясающие результаты. Они состояли в следующем: выделяющееся тепло превышало затрату энергии на прокачку самой воды через опытный аппарат. Разница была в 2-4 раза больше. На опытах первая из установок дала 108% КПД, вторая – 320% КПД, третья – 420% КПД.

 

Серийное производство новых вихревых генераторов

Ни один из ученых не смог объяснить причину такого потрясающего явления, но, налаженное в Кишиневе производство генераторов новой серии, дало совершенно другие результаты. Такие установки назвали вихревыми генераторами по замыслу Потапова. Однако, во время выпуска серийных моделей генераторов, видимо, что-то упустили, поэтому КПД снизился до 85%. Сейчас же доподлинно известно, что проблема заключалась в объеме цилиндра, куда заливалась вода – чем меньше, тем больше вырабатываемой энергии.

zaryad.com

торсионный механизм или пружина растяжения?

Какой механизм для секционных ворот лучше — торсионный либо с пружинами растяжения? Секционные ворота этих двух видов гаражных ворот имеют свою специфику в техническом отношении.

Торсионный механизм и пружина растяжения: сравнительная характеристика

  • Конструкция. Механизм с пружинным растяжением, безусловно, способен растягиваться. Пружины расположены справа либо слева относительно проема и имеют вертикальное положение. Во время движения полотна вниз эти элементы растягиваются и сжимаются в ходе передвижения его вверх. Данные пружины являются независимыми относительно друг друга, их передвижение является автономным. В то же время торсионный механизм для секционных ворот расположен на валу, он скручивается при вращении вала, осуществляемом с помощью троса привода. Вал находится сверху от проема и является горизонтальным.
  • Габариты и масса. С помощью пружинного растяжения возможен подъем незначительной массы в сравнении с аналогичными возможностями торсионного механизма. Для торсионной пружины масса вообще не является преградой, такой механизм способен справляться с любой моделью ворот.
  • Рабочий ресурс. Оба механизма могут использоваться в течение 25 тысяч циклов. Однако для торсионного механизма возможно увеличение до 35 и даже 50 тысяч, это касается и промышленных ворот.
  • Критерии проема. Установка пружинного растяжения требует наличия 10 см сверху от проема (при отсутствии привода) и 12,5 см (при наличии привода). Установка торсиона требует наличия 21 см сверху от проема.

Настройка механизма

Ворота торсионного типа устанавливать труднее, им требуется предварительное натяжение на конкретное количество оборотов. Они отличаются более высокой требовательностью относительно проема, к примеру, когда стена, на которой будут установлены ворота, обладает выраженной кривизной, установка вала (состоящего из 2-х частей) соосно окажется сложной задачей. Если не делать это, в будущем возможно слетание с барабанов троса. Однако при правильной настройке они могут проработать весьма долго.

Пружины растяжения значительно различаются между собой относительно требований к проему. Собирание их является простым процессом, они отличаются меньшей чувствительностью к кривизне проема, однако их работа более шумная, что для гаража, впрочем, не очень критично.

Обслуживание торсиона и пружин растяжения

Обоим видам механизма нужен периодический контроль. При отсутствии контроля тросов возможны их заклинивание либо обрыв.

Защита пружин растяжения обеспечивается системой «пружина в пружине», тогда как торсионный механизм защищен храповой муфтой, исключающей обрывание полотна. При обрыве троса особая защита имеется лишь у торсионов, преимущественно на производственных системах.

Причиной внедрения пружин растяжения было именно стремление сделать механизм для секционных ворот и сами секционные ворота дешевле. Данный вариант менее металлоемкий, чем торсионы, его изготовление является более простым, установка данного типа ворот также проще. Поэтому секционные ворота с пружинами растяжения устанавливаются по невысокой цене. Однако если ворота предстоит часто открывать и закрывать, то предпочтение стоит отдать более дорогим воротам с торсионным механизмом, а в случае с промышленными секционными воротами и вовсе торсион — единственно правильный выбор.

Заказать секционные или любые другие ворота для гаража в Минске вы сможете у компаний из каталога TAM.BY.

news.tut.by

Торсионная подвеска. Устройство и принцип работы.

Подробности












Автор: Сергей















Категория: Подвеска











Опубликовано: 01 октября 2015


















Просмотров: 22703






Торсионная подвеска – это тип подвески, основным элементом которой является металлический стержень цилиндрической формы (торсион). Этот элемент обладает большой упругостью и отменно пружинит при скручивающих воздействиях. Обычно торсионы изготавливают из специальный сталей высокой прочности, которые проходят предварительную термическую обработку. Торсион выдерживает феноменальные механические нагрузки, отлично сопротивляется большим крутящим напряжениям и практически не подвержен деформации при больших углах закручивания. Торсионные стержни бывают круглыми или квадратными в сечении, могут быть наборными (из нескольких металлических пластин).

Торсион одной своей стороной жестко крепится к раме автомобиля, а другой стороной через рычаг соединен с колесной ступицей. Перемещения колеса в вертикальной плоскости вызывают скручивание торсиона (торсион пружинит). В итоге получается прочная и упругая конструкция, которая соединяет кузов автомобиля и его подвижную ходовую часть. Для того, чтобы повысить надежность и долговечность торсионных подвесок, основные соединения и узлы оснащают защищающими от ударных нагрузок элементами (газовыми или масляными амортизаторами или дополнительными пружинами спиральной формы).

История появления торсионной подвески.

Впервые такая подвеска использовалась на знаменитом автомобиле Фольксваген Жук (выпуск стартовал в 1930-х годах). Нынешний вариант торсионной схемы, который применяется на современных автомобилях это эволюционное детище множества доработок и усовершенствований конструкции этой подвесочной схемы.

Сразу после появления новой для тех лет конструкции подвески она начала дорабатываться инженерами европейских и американских автомобильных компаний под установку на различные выпускаемые ими автомобили. Чех Ледвинка придумал модернизированный торсион, который использовался на большегрузных автомобилях Tatra. После нескольких лет испытаний именно конструкция Ледвинки стала массово устанавливаться на автомобили, сходящие с конвейера компании Фердинанда Порше.

Сам Фердинанд Порше очень тепло отзывался о торсионной схеме подвески. Она легкая и прочная. Эти два главных преимущества способствовали тому, что практически все хорошие автомобили того времени (спортивные, внедорожные и армейские) имели торсионную подвеску. Сейчас торсионы применяют в нескольких моделях Феррари, в конструкции подвески внедорожника Toyota Landcruiser и в других моделях японского автогиганта, в подвесках большинства тяжелых авто. Порше продолжал работать над оптимизацией торсионов. Он разработал торсионы с двойными рычагами (поперечные стержни в них скрывались внутри стальных труб, которые располагались друг за другом), вместе они составляли первую в истории автомобилестроения торсионную балку.

Французские автомобилестроители тоже работали над собственными торсионными системами подвесок. Андре Лефэвр из компании Citroen придумал как использовать зависимость жесткости подвески от длины торсионной балки. Чем длиннее был торсион, тем комфортнее получалась подвеска. Помимо этого, длинный вал торсиона отлично распределяет нагрузку от дорожного покрытия по всему кузову автомобиля. Это существенно повышается устойчивость машины на трассе и улучшает её управляемость.

Во время Второй мировой войны торсионам нашли применение в конструкции танков и тяжёлых армейских броневиков. Торсионной подвеской оснащались отечественные танки «КВ», знаменитые гитлеровские «Пантеры». Реальные боевые условия еще раз подтвердили – торсионная схема работает успешно и надежно. В послевоенные годы практически весь мировой автопром переключился на выпуск автомобилей с торсионами в подвеске. Долгое время (до 1960 годов) торсионы ставили только на заднюю подвеску, но фирма Jaguar впервые применила передние торсионы на знаменитом E-Type. В США торсионами комплектовали автомобили Chrysler и Cadillac. В СССР с такой подвеской выпускались автомашины ЗИЛ, Запорожец и ЛУАЗ.

Основные достоинства и недостатки торсионной подвески.

Торсионная балка может быть размещена под кузовом автомобиля как в продольном, так и в поперечном направлении. Продольная схема больше подходит для тяжелых и крупных машин. На легковушках ставят легкие и компактные поперечные торсионы задней подвески.

Торсионная подвеска решает следующие задачи:

  • Гарантирует плавный ход.
  • Максимально сглаживает и поглощает механические колебания рамы и колес автомобиля.
  • Способствует стабилизации положения колес.
  • Регулирует угол крена в поворотах.

Торсионы, устанавливаемые поперечно, ограничиваются шириной колеи автомобиля. По бокам кузова рабочие края торсионных стержней соединяются с рычагами подвесок. Следовательно, сделать бесконечно плавную и мягкую подвеску не получается (из-за ограниченных физических размеров торсионов).

Продольные торсионы не имеют серьезных ограничений по длине. По уровню обеспечиваемой мягкости и плавности хода продольные торсионные балки легко могут соперничать с пружинами и рессорами. К тому же, установка продольного торсиона технологически более простой процесс.

Преимущества торсионной подвески:

  • Малый вес и габариты в сравнении с пружинами.
  • Простота ремонта, замены и обслуживания.
  • Возможность изменять величину дорожного просвета без вмешательства в конструкцию других деталей подвески.
  • Высокая надежность.
  • Простота настройки и регулировки.
  • Длительные межсервисные интервалы.

По факту все операции по обслуживанию торсионной подвески сводятся лишь к проверке болтов крепления (момента их затяжки). Для регулировки торсионной схемы мастеру нужен всего один гаечный ключ. Общий совет – строго соблюдать момент затяжки болтов, указанный в техническом описании. Если болты перетянуть, то подвеска станет жесткой и некомфортной.

Недостатки торсионной схемы:

  • Автомобиль приобретает «излишнюю поворачиваемость». От водителя требуется особенная концентрация в поворотах. Да, машина кренится меньше, но и развернуться вместо того, чтобы повернуть – вполне может. Особенно сильно этот недостаток проявляется в небольших автомобилях. — Процесс производства торсионов сложен и дорог. Сталь нужна специальная, предварительно подготовленная. Именно это гарантирует прочность и упругость торсиона. К таким сталям приходится добавлять немало различных присадок, использовать дорогостоящие технологии проверки качества. Тем не менее, нередко именно торсионная схема используется для обеспечения комфортной езды по любым покрытиям (автомобили-вседорожники).
  • Применение игольчатых подшипников в местах крепления торсионов к рычагам ограничивает ресурс торсионной балки. Подшипники портятся от постоянного воздействия соли, влаги, дорожных реагентов. Особенно быстро это происходит тогда, когда в сальниках есть трещины. Торсионная балка может выйти из строя даже быстрее, чем состарятся резиновые элементы подвески. Это зависит именно от условий эксплуатации, а не от агрессивного стиля вождения, как считают многие. Совет при такой беде один – как можно чаще инспектировать подвеску. Если проблему вовремя определить, то ремонт обойдется лишь заменой сальников и подшипников. Если же ситуацию запустить, то неисправные подшипники быстро разобьют посадочные места, и тогда торсионную балку нужно будет ремонтировать целиком. Обычно ресурс подшипников колеблется в диапазоне 60-70 тысяч километров пробега.

Сейчас торсионные подвески применяют не столь массово. Основная проблема – довольно сложно обеспечить полностью независимую колесную подвеску с высоким уровнем комфорта. Однако, с другой стороны, торсионная схема все же позволяет строить достаточно свободные подвески, особенно на тяжелых автомобилях (Renault Laguna и Pegeout 405).

Многорычажные подвески постепенно вытеснили торсионную схему. Её продолжают использовать только на настоящих внедорожника (Dodge, Mitsubishi Pajero, Ford) и на грузовых автомобилях.

pnipokolesu.ru

Принцип работы торсионной подвески

Эволюция автомобиля развивается по двум основным направлениям. Улучшение экономических и эксплуатационных характеристик и повышение комфорта водителя и пассажира. Удачное конструктивное решение удовлетворяет обоим критериям. Например торсионная подвеска. Опробована она была на автомобиле Volkswagen Beetle в далеких 30-х годах прошлого века. Система успешно прижилась в автомобилестроении и дожила до наших дней.

Что такое торсион?

В прямом переводе с французского языка слово «торсион» означает скручивание. Именно этот эффект, вернее способность металлической детали с особыми упругими свойствами возвращаться в первоначальное положение, явился причиной применения его в конструкциях многих машин. Деталь представляет собой стальной сегмент круглой или профильной формы. Иногда применяется скомплектованный их отдельных пластин набор, обладающий специфическими характеристиками. Ниже будут рассмотрены виды, принцип работы и характеристики механизма.

Принцип работы

До появления конструкций независимых подвесок торсион был самым эффективным способом обеспечения упругого контакта колеса с дорожным покрытием. Впрочем, конструктора не прекращают и по сегодняшний день совершенствовать этот механизм. Поэтому встретить его можно на весьма престижных и дорогих моделях. Причиной такого долголетия стал принцип работы:

  • Изменение положение колеса приводит в действие механизм, частью которого является торсион. Под воздействием усилия он скручивается.
  • Напряжение сохраняется во время действия силы поднимающей или опускающей колесо.
  • Нагрузка смягчается и передается на силовую часть кузова, уберегая его от жесткого ударного воздействия.
  • При прекращении внешнего усилия, раскручиваясь в первоначальное положение, торсион возвращает колесо в базовое состояние.

Фактически выполняется функция пружины, но качественная разница существенна.

Динамика возрастания упругости выше и сравнима скорее с рессорой, у которой последовательно включаются в работу более короткие ламели. Но торсион более прост и надежен. Значительно компактнее и эффективнее.

Устройство торсионной подвески

Уникальные пружинные свойства специального сорта необходимо было использовать в реальном изделии. Абсолютно все торсионные подвески работают по единому алгоритму. А вот практическая реализация их может отличаться конструктивно, не нарушая принципиальную схему:

  1. Один конец жестко зафиксирован на корпусе. Автомобили с торсионной подвеской проектируются с учетом мощного воздействия в месте крепления. Силовой каркас рассчитан на эти нагрузки.
  2. Торсион подвижен с обоих концов. Обеспечивают это подшипники и шлицевые соединения, которые компенсируют геометрические изменения в процессе эксплуатации.
  3. Являясь важнейшей частью конструкции автомобиля, устройство торсионной подвески придает необходимые для контакта с покрытием качества. Механизм вертикального свободного хода колеса, таким образом, приобретает оптимальные значения.

Конструктивные решения отдельных элементов подвески могут значительно отличаться друг от друга в разных моделях. Изначальной задачей было смягчение ударных нагрузок, испытываемых колесами, на кузов. Принято разделять конструкции торсионных подвесок относительно движения машины на два вида:

  • Продольные. Торсион расположен параллельно движению автомобиля. Чаще применяется для передних колес.
  • Поперечные. Размер ограничен шириной автомобиля. Более сложная конструкция и чаще используется в задней подвеске совместно с другими элементами стабилизации и контроля над колесами.

Какова бы ни была конструкция торсионной подвески, она успешно справляется с поставленными задачами:

  1. Обеспечивает плавность хода.
  2. При поворотах оптимизирует положение колес и посредством жесткого крепления к корпусу стабилизирует крен;
  3. Эффективно гасит колебания кузова при движении по неровностям:
  4. Устраняет вибрацию колес при быстром изменении их положения.

Современные марки автомобилей оснащены новым поколением торсионных подвесок, автоматическими устройствами, где электроника задает необходимую упругость балке изменением ее базового положения.

Преимущества и недостатки

Опыт использования торсиона перевалил за 80 лет, но отказываться от его применения производители не торопятся. Причиной служат следующие соображения:

  • Компактность. Небольшие размеры позволяют увеличить размеры других функциональных элементов автомобиля, например, багажник.
  • Возможность регулировки подвески. Во многом эксплуатационные характеристики зависят от длины, что позволяет при проектировке машины закладывать необходимые качества.
  • Недорогое обслуживание и ремонт. При производстве этот фактор также делает автомобиль дешевле конкурентов с другими типами подвесок.
  • Малый вес. Благотворно влияет на ресурс машины и ее экономичность в процессе использования.
  • Простота в производстве деталей и их установке.

Преимущества налицо, но не всегда можно реализовать поставленные перед конструкторами задачи, исключительно используя торсионную подвеску. Требования рынка чрезвычайно жестки. Покупатель требует нового качества, добиться которого при помощи торсиона сложно. Итак, что, прежде всего, тормозит применение подобных подвесок:

  1. Тряска. Особенно она чувствуется на заднем сидении. Жесткое соединение с кузовом передает вибрации и даже совершенные по конструкции торсионные подвески не справляются с ними. Более технологичные и эффективные механизмы работают лучше, но стоимость их существенно выше.
  2. Шум. Причина его также кроется в невозможности эффективно изолировать корпус от колебаний, из-за жесткого соединения. Системы шумоизоляции не в состоянии полностью исключить этот недостаток.
  3. Торсион не выдерживает экстремальные нагрузки. Сборная конструкция, где для фиксации отдельных частей используется сварка. Она не дает необходимой в некоторых случаях прочности, хотя современные конструкции устанавливаются и на внедорожниках, и на грузовом транспорте, но они сложны и дороги.
  4. Ремонт. Торсионы могут лопаться подобно пружинам. Если в простых конструкциях замена детали не ляжет непосильным грузом на владельца, то в некоторых современных автомобилях подвеска стоит не дешево и при высокой цене на запчасти можно приплюсовать и немалые расходы на работу.

Многие покупатели не задумываются при приобретении автомобиля о его конструктивных особенностях. Но сделать это необходимо по той причине, что впоследствии за ним придется ухаживать и ремонтировать.

Машина с торсионной подвеской в большинстве случаев будет стоить дешевле, а ее обслуживание также будет более экономичным.

Ремонт торсионной подвески

Обычно торсионная подвеска в эксплуатации неприхотлива. Уход за ней не сложен и главным образом заключается в визуальном осмотре. Однако при появлении посторонних звуков или необычной реакции на нагрузку следует немедленно обратиться к специалисту. Наиболее распространенные причины выхода из строя:

  • Поломка подшипника. Самостоятельно устранить ее могут лишь опытные автовладельцы и то при наличии необходимого инструмента. Использующиеся игольчатые подшипники очень хрупки. Производители рекомендуют делать плановые замены примерно через каждые 60 000 км.
  • Подвеска дает излишнюю вибрацию. Чаще всего это происходит из-за ослабления резьбовых соединений. Исправить проблему можно самостоятельно с помощью соответствующего ключа.
  • Неполадки в работе торсионных подвесок последнего поколения. Тонкая настройки и сложность механизма не оставляют шансов отремонтировать устройство самостоятельно. Обращаться придется в специализированную мастерскую. Стоит это немало в большинстве случаев.

Окончательный выбор автомобиля и его комплектации остается естественно за покупателем, но информация выше наверняка даст ответы на многие вопросы, касающиеся ходовой части автомобиля и поможет верно сориентироваться при выборе машины.

advicelawyer.ru

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.

avtomotoprof.ru

Торсионная подвеска — это… Что такое Торсионная подвеска?

Торсион квадратного сечения

Торсионная подвеска — подвеска, рабочими элементами которой являются торсионы (упругие стержни, работающие на кручение). Используются стержневые торсионы круглого или квадратного сечения, реже пластинчатые — набранные из некоторого числа пластин пружинной стали, совместно работающих на закручивание.

Расчёты

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

,

де r — расстояние от оси кручения.

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

,

де 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.

avec (barre pleine)

ou (tube)

Торсионы в подвеске бронетехники

.

Ходовая часть танка Т-40 являлась новаторской в советском танкостроении — впервые (вместе с тяжёлым танком КВ-1) на серийной машине применили индивидуальную торсионную подвеску.

Торсионы подвески выполняют, как правило, в виде сплошного или полого круглого вала. Торсионы другого сечения распространения не получили.

Для соединения торсиона с другими деталями на его концах выполняются головки, как правило, со шлицами треугольного, трапециевидного и реже прямоугольного профиля. В танке Pz. V «Пантера» для соединения применялись головки с лысками и клиновидный болт.

Для обеспечения достаточной прочности, головки торсиона выполняются диаметром больше диаметра основного стержня, при этом d/D = 0.6…0.8 (d — диаметр рабочей части стержня, D — внутренний диаметр шлицов). В реальных конструкциях это значение колеблется от 0.54 до 1.0, последнее значение имел, например, итальянский лёгкий танк L6/40 Удобство монтажа обеспечивается разным диаметром головок (внутренняя меньше наружной), а также отверстием с резьбой для съёмника на внешнем торце торсиона.

Для более точной установки торсиона на требуемый угол закрутки при его монтаже, а также при устранении осадки торсиона вследствие накопления остаточной деформации, число зубьев на головках выполняют разным. В этом случае минимальный угол перестановки можно определить так:

φmin = 360 (z2 — z1) / z2·z1,

   где z2 и z1 — число зубьев на головках торсиона.

Например, минимальный угол перестановки для торсиона танка Pz.III с числом зубьев на головках 45 и 44 будет составлять примерно 0.18º; для торсиона танка Т-72 с числом зубьев 52 и 48 — примерно 0.58º. В случае же равного числа зубьев на головках, точная регулировка требуемого угла закрутки торсиона практически невозможна. Так для танка L6/40 с числом зубьев 40 на каждой головке угол перестановки торсиона составляет 9º. Крепление торсионов, выполненное по типу танка Pz.V, вообще исключает возможность регулировать подвеску в процессе эксплуатации.

Торсионы выполняют из хромистых или кремниевых сталей с содержанием углерода 0.45-0.65 %, хрома 1-1.5 %, с добавлением ванадия, никеля, молибдена и других легирующих элементов. Легированная сталь, используемая в торсионных валах, обладает высокой усталостной прочностью и упругостью, как правило, это сталь типа 45ХНМФА.

Термическая обработка хромистых сталей состоит обычно из закалки при температуре 800—860ºС с последующим отпуском при температуре 400—500ºСДля повышения усталостной прочности торсионов впадины шлицов обрабатываются накаткой роликами. Рабочая поверхность вала подвергается дробеструйной обработке или накатке роликами, это создаёт упрочнённый поверхностный слой (наклёп) и значительно повышает усталостную прочность торсиона.

Для повышения динамических свойств, воспринимаемой нагрузки и максимального угла закрутки торсион подвергают заневоливанию. Эта технологическая операция является последней среди операций механической и термической обработки. Операция заневоливания заключается в закрутке горячего торсиона за предел его упругого состояния и выдерживании в таком положении некоторое время. При этом в поверхностных слоях возникают пластические деформации, а в сердцевине упругие. После разгрузки торсиона сердцевина, стремясь освободиться от напряжений и вернуться в исходное состояние, встречает сопротивление пластически деформированного поверхностного слоя. Остаточные напряжения, полученные при заневоливании, позволяют повысить рабочую нагрузку и угол закрутки торсиона в эксплуатации. В некоторых случаях, как это делается для торсионов Т-72, торсион подвергается двойному заневоливанию.

Рабочая закрутка заневоленных торсионов должна совпадать с направлением закрутки при заневоливании. Поэтому заневоленные торсионы левого и правого бортов невзаимозаменяемы и соответствующим образом маркируются (как правило на торце торсиона буквами «Л» и «П»). Для предотвращения поломки торсионов в результате механических повреждений или коррозии рабочей поверхности вала его после окончательной механической и термической обработки покрывают специальным лаком, а иногда и прорезиненной тканью (M46) или изолентой (Т-64, Т-72).

В связи с проектом по «большой» модернизации танка Т-34 в СССР вопрос о разработке подвески, был поднят ещё в сентябре 1940 года. 19 ноября 1940 года постановление Комитета обороны № 428 обязало НКСМ и НКО к 1 января 1941 года предоставить предложения о переходе на производство танков Т-34 с новой ходовой частью с торсионной подвеской. Разработанный КБ завода № 183 проект торсионной подвески предусматривал использование существующих катков и балансиров. За счёт её применения объём боевого отделения увеличивался на 20 %, что позволило увеличить запас топлива до 750 литров и разместить его в трансмиссионном отделении. При этом масса самой подвески снижалась на 300—400 кг[1].

Однако начало Великой Отечественной войны отодвинуло планы по модернизации танка на несколько лет. Торсионная подвеска появилась на танке Т-44, явившемся глубокой модернизацией Т-34.[2]

В Великобритании параллельно с пружинами установили телескопические гидравлические амортизаторы, благодаря чему была устранена склонность подвески Кристи к продольным колебаниям корпуса, значительно повысилась плавность хода.

Торсионы в автомобильных подвесках

Стабилизатор поперечной устойчивости по сути представляет собой работающий на кручение торсион, предназначенный для создания сопротивления крену автомобиля. Закрепляется в ступичном узле левого колеса, далее проходит в направлении движения до шарнирного узла крепления к кузову, далее в латеральном направлении к противоположному борту автомобиля, где крепится зеркально аналогично первому борту. Отрезки торсиона, проходящие в направлении движения, работают как рычаги при работе подвески в вертикальном направлении.

В качестве упругих элементов используются продольно расположенные торсионы — работающие на скручивание стержни.

Торсионы могут располагаться как продольно (в этом случае они служат одновременно и осями поперечных рычагов в параллелограммной подвеске, как правило нижних), так и поперечно (во втором случае каждый из них может быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске, с той разницей что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон — только при разноимённом ходе противоположных колёс)

Спортивный автомобиль сороковых годов. торсионная балка располагалась поперечно и была жёстко закреплена на раме

Такая передняя подвеска использовалась на многих автомобилях фирм Packard, Chrysler и Fiat начиная с пятидесятых годов, советских легковых ЗИЛ и некоторых моделях французской фирмы Simca, созданных в годы сотрудничества с «Крайслером» (например Simca 1307).

Характеризуется высокой плавностью хода, компактностью (что например позволило на «Симке» разместить между рычагами приводы передних колёс).

Передняя подвеска VW Beetle в разрезе

Подвеска на продольных торсионах. Citroen, 1935 год.

Торсионы получили достаточно широкое распространение на малолитражных автомобилях 1950-х — 1960-х годов благодаря компактности и относительной простоте изготовления.

Как правило, на них торсионная балка (или балки) располагалась поперечно и была жёстко закреплена на раме, в этом случае подвеска конструктивно подобна описанной выше танковой. К концам торсиона (торсионов) крепились продольные качающиеся рычаги, соединённые с колесом непосредственно или с поворотным кулаком при помощи шкворневого узла или шаровых опор.

На автомобиле «Запорожец» и мотоколяске С-3Д так была выполнена передняя подвеска; использовались две торсионные балки квадратного сечения, заключённые в стальные трубы и расположенные одна над другой, к концам которых крепились продольные рычаги подвески. Этот тип подвески («система Порше») был разработан немецким инженером Фердинандом Порше и впервые был использован на автомобиле «Фольксваген Жук», а также ранних моделях «Порше».

Renault 16 любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго.

На многих французских автомобилях похожую конструкцию, но с одним торсионом (или двумя по одному на борт) имела и задняя подвеска, примеры — Renault 4, Renault 16 и другие; последний любопытен тем, что из-за использования двух расположенных по одному на борт торсионов у него была разная колёсная база справа и слева, так как один из торсионов конструктивно был расположен позади второго — рисунок. Этот вариант подвески был распространён во Франции до 1980-х и даже 1990-х годов благодаря возможности сделать совершенно ровный пол между рычагами, что было выгодно для очень популярных там автомобилей с кузовами «хетчбэк» и «универсал».

Поперечные торсионы использовались и на всех моделях автомобиля ЛуАЗ.

Подвеска с продольно расположенными цилиндрическими торсионами применялась, как правило, на сравнительно больших и тяжёлых легковых автомобилях — таких, как Imperial (США, 1957-75), Packard 1955-56 годов или представительские модели ЗИЛ (−114, −117, 4104), — но также и на сравнительно компактных: Fiat 130, Renault 4, Simca 1307, Morris Marina, Alfa Romeo (Giulietta, GTV, 75).

По конструкции она обычно соответствовала обычной подвеске на двойных поперечных рычагах, но вместо пружин в ней использовались торсионы, в большинстве случаев соединённые с нижними рычагами и одновременно с этим играющие роль их осей. По сравнению с пружинной подвеской, торсионная этого типа позволяла добиться более высокой плавности хода и управляемости.

На автомобилях Packard специальные электроприводы изменяли угол закрутки торсионов, что позволяло задолго до появления гидропневматических и пневматических подвесок (вроде устанавливаемых на лоурайдеры или автомобили «Ситроен») «на ходу» регулировать дорожный просвет — для тех лет это была очень смелая идея (к сожалению, в конкретной реализации на «Пэкардах» уровень надёжности этого узла совершенно не соответствовал уровню его новизны).

При длительной эксплуатации подвесок с продольными торсионами был выявлен серьёзный недостаток такой конструкции, связанный с уязвимостью низко расположенных креплений торсионов для коррозии.

На Fiat 130 и Porsche 911 продольные торсионы использовались в подвеске типа Макферсон. (В редких случаях в качестве упругого элемента в подвеске макферсон может использоваться не пружина, а торсион. Пример такой подвески — передняя на «Порше 911»[3].

Кроме того, на некоторых автомобиля концерна «Крайслер» существовал и тип подвески, в котором в паре с двойными поперечными рычагами использовались поперечные торсионы, что позволяло добиться большей компактности; по своему расположению и действию они были отчасти подобны «половинке» стабилизатора поперечной устойчивости в обычно подвеске, с одним из концов прикреплённым к нижнему рычагу подвески, а вторым — неподвижно закреплённым на раме или подрамнике кузова (схема).

подвеска автомобиля на двойных продольных рычагах

В этой подвеске с каждой стороны имеется по два продольных рычага. Как правило такая подвеска применялась на передней оси сравнительно малоскоростных заднемоторных автомобилей — характерными примерами её использования являются «Фольксваген Жук» и первые поколения «Фольксваген Транспортер», ранние модели спорткаров «Порше», а также мотоколяска С-3Д и «Запорожец».

Все они имели по сути общую конструкцию (так называемая «система Порше», в честь изобретателя) — в качестве упругих элементов применялись расположенные друг над другом поперечные торсионные валы, соединяющие пару рычагов, причём торсионы были заключены в образовывавшие поперечину подвески трубы (у поздних моделей «Запорожца» помимо торсионов в качестве дополнительных упругих элементов применялись также цилиндрические витые пружины, расположенные вокруг амортизаторов).

Фольксваген Жук

Главным преимуществом такой подвески является большая компактность в продольном и вертикальном направлениях. Кроме того, поперечина подвески расположена далеко впереди оси передних колёс, благодаря чему появляется возможность сильно вынести салон вперёд, разместив ноги водителя и переднего пассажира между арками передних колёс, что позволяло существенно сократить длину заднемоторного автомобиля. При этом, однако, расположенный спереди багажник оказывался весьма скромным по объёму, именно из-за вынесенной далеко вперёд поперечины подвески.

С точки зрения кинематики эта подвеска несовершенна: в ней происходят хотя и меньшие по сравнению с одинарными продольными рычагами, но всё же существенные изменения колёсной базы при ходах отбоя и сжатия, и так же присутствует сильное изменение развала колёс при кренах кузова. К этому следует добавить, что рычаги в ней должны воспринимать большие изгибающие и крутильные нагрузки со стороны как вертикальных, так и боковых сил, что заставляет делать их достаточно массивными.

Торсионно-рычажная подвеска автомобиля (с сопряжёнными рычагами)

Очень распространённый в наше время тип полузависимой подвески задних колёс с двумя продольными рычагами, соединёнными работающей на скручивание торсионной балкой. Основными упругими элементами были витые пружины, а не торсион. Была разработана фирмой Audi в семидесятых годах, после чего очень широко использовалась (и используется сейчас, как правило на бюджетных моделях) в качестве задней на переднеприводных автомобилях

Источники

В стандартную комплектацию автомобиля ГАЗ-2330 «Тигр» входят: независимая торсионная подвеска всех колёс с гидравлическими амортизаторами и стабилизаторами поперечной устойчивости.

Примечания

  1. Л. Н. Васильева, И. Желтов, Г. Ф. Чикова. Правда о танке Т-34. — Москва: Атлантида — XXI век, 2005. — С. 119. — 480 с. — 5 000 экз. — ISBN 5-93238-079-9
  2. Огонь, броня, скорость. В.Вишняков. Боевая техника армии и флота: Сб. статей / Сост. С. Н. Поташов. —М.: ДОСААФ, 1981.
  3. Раймпель, Й. Шасси автомобиля /сокр. пер. с нем./ = Fahrwerktechnik. — Москва: Машиностроение, 1983. — Т. I. — С. 195-227. — 356 с.

См. также

dic.academic.ru

Вам может понравится

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о