Торсионная подвеска

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Торсионная подвеска»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( март 2015 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Торсион без нагрузки

Торсион с приложенной нагрузкой

Передняя подвеска VW Beetle в разрезе

Торсионная подвеска , также известная как пружинная подвеска кручения , является любой транспортным средством подвески , которая использует торсион в качестве основного веса несущих пружины. Один конец длинной металлической планки прочно прикреплен к шасси автомобиля; противоположный конец заканчивается рычагом, торсионным ключом, установленным перпендикулярно стержню, который прикреплен к рычагу подвески, шпинделю или оси. Вертикальное движение колеса заставляет штангу вращаться вокруг своей оси, и этому сопротивляется сопротивление кручению штанги . Эффективная жесткость пружины стержня определяется его длиной, поперечным сечением, формой, материалом и производственным процессом.

Использование [ править ]

Торсионная подвеска используется на боевых машинах и танках, таких как T-72 , Leopard 1 , Leopard 2 , M26 Pershing , M18 Hellcat и M1 Abrams ( эта подвеска использовалась на многих танках времен Второй мировой войны ), а также на современных грузовиках и внедорожниках. от Ford , Chrysler , GM , Mitsubishi , Mazda , Nissan , Isuzu , LuAZ и Toyota. Производители меняют торсион или шпонку для регулировки дорожного просвета, обычно для компенсации веса двигателя. В то время как дорожный просвет можно отрегулировать, поворачивая регулировочные болты на торсионном ключе приклада, слишком большой поворот приклада может согнуть регулировочный болт и вывести поршень амортизатора за пределы его стандартного хода. Чрезмерное вращение торсионов также может привести к преждевременному удару подвески по отбойнику, что приведет к жесткой поездке. В наборах торсионных ключей из кованого металла вторичного рынка используются повторно заблокированные регулировочные ключи для предотвращения чрезмерного вращения, а также амортизаторы для сохранения хода поршня в пределах стандартного диапазона.

Преимущества и недостатки [ править ]

Основными преимуществами торсионной подвески являются мягкий ход благодаря эластичности руля, долговечность, легкая регулировка дорожного просвета и небольшой профиль по ширине автомобиля. Он занимает меньше внутреннего объема автомобиля, чем винтовые пружины .

Торсионы достигли пика своей популярности на серийных дорожных автомобилях в середине 20-го века, в то же время, когда была принята унитарная конструкция . В то время, когда механика напряжения и усталости металла в несущих рамах кузова была плохо изучена, торсионные стержни были очень привлекательными для конструкторов транспортных средств, поскольку стержни могли быть установлены на усиленных частях центральной конструкции, обычно на переборке . Использование стоек Макферсон для получения независимой передней подвески с винтовыми пружинами означало создание мощных башен в передней части автомобиля.

Недостатком является то, что торсионы, в отличие от цилиндрических пружин, обычно не могут обеспечить прогрессивную жесткость пружины. В большинстве торсионных систем дорожный просвет (и, следовательно, многие особенности управления) можно изменить, просто отрегулировав болты, соединяющие торсионы с поворотными кулаками . В большинстве автомобилей с таким типом подвески замена торсионов на пружины с другой жесткостью обычно является простой задачей. Продольные торсионы проходят под пассажирским салоном, врезаясь во внутреннее пространство за счет подъема пола, в то время как в поперечных системах длина торсионов ограничена шириной транспортного средства.

Прокачка [ править ]

В некоторых транспортных средствах используются торсионы для автоматического выравнивания , с использованием двигателя для предварительного напряжения стержней, чтобы обеспечить большее сопротивление нагрузке и, в некоторых случаях (в зависимости от скорости, с которой могут действовать двигатели), для реагирования на изменения дорожных условий. . Регулируемая по высоте подвеска использовалась для реализации режима смены колес, когда автомобиль поднимается на три колеса, так что оставшееся колесо поднимается от земли без помощи домкрата. Этот пример представляет собой транспортное средство, в котором используется олеопневматическая подвеска, в которой насос высокого давления заполняет резервуар высокого давления, который питает концевые сферы гидравлическим маслом (LHM) для достижения подвески. Высота дорожного просвета поддерживается за счет соединения сфер передней и задней подвески с помощью гидравлических соединительных труб.

История [ править ]

Перед Второй мировой войной (1934 г.) переднеприводный Citroen Traction Avant имел независимую переднюю торсионную подвеску и гибкий ведомый мертвый мост, также подпружиненный торсионами. Гибкость осевой балки обеспечила такие особенности расположения колес, как ось с поворотной балкой . ^[1] Также в 1930-х годах прототипы первого Volkswagen Beetle включали торсионы, особенно их поперечный стиль крепления. Чехословацкий Tatra T600 Tatraplan 1948 года использовал заднюю торсионную подвеску, единственная Tatra, которая сделала это. ^[2]

Впервые эта система использовалась в военных целях в шведском танке Stridsvagn L-60 в 1934 году. Она широко использовалась в европейских автомобилях, таких как Renault , Citroën и Volkswagen, а также в Packard в 1950-х годах. В Packard использовались торсионы как спереди, так и сзади, а передняя и задняя системы были соединены между собой для повышения качества езды. Morris Minor и Oxford с конца 1940-х годов использовали переднюю торсионную систему, очень похожую на Citroen, как и модели Riley RM. Революционный Jaguar E-Type, представленный в 1961 году, имел торсионную переднюю подвеску, очень похожую на Citroen и Morris Minor, и независимую заднюю подвеску с винтовой пружиной, в которой использовались четыре амортизатора с концентрическими пружинами.

Раннее применение торсиона в американском автомобиле было разработано компанией Hudson Motor Car Company из Детройта, которая представила инновационную гибкую подвеску переднего моста в автомобилях Hudson и Terraplane 1934 года и в 1935 году осознала, что необходим поперечный торсион, связанный с задней осью. как стабилизатор поперечной устойчивости для стабилизации автомобиля. Одиночный торсион крепился через боковые стороны рамы за задней осью, а затем прикреплялся рычагами и звеньями к передней стороне пластин U-образных болтов рессоры . Axle flex было прекращено в 1936 модельном году.

В послевоенное время использование торсионной передней подвески было отличительной чертой автомобилей British Morris , начиная с Morris Minor 1948 года, его более крупного аналога Morris Oxford MO и престижного Morris Six MS , а также элитных вариантов последнего под маркой Wolseley. две модели. Дизайнер этих автомобилей, Алек Иссигонис , был вдохновлен подвеской Traction Avant , хотя автомобили Morris были заднеприводными и использовали обычные листовые рессоры для своих задних мостов. В Minor использовались амортизаторы рычагов с торсионами, а в Oxford и Six использовались инновационные телескопические амортизаторы.. Minor оставался в производстве практически без изменений до 1972 года и был заменен на Morris Marina, который также использовал систему демпфирования торсионного рычага для передней подвески - один из последних новых автомобилей во всем мире, которые были представлены с этой системой и оставались в производстве. до 1984 года. Платформа Oxford / Six разрабатывалась через несколько пересмотренных серий, в которых использовалась торсионная система Иссигониса, до 1959 года, когда была представлена новая Farina Oxford с передней подвеской со спиральными пружинами, нижними поперечными рычагами и амортизаторами рычагов.

Самым известным применением в американских легковых автомобилях была система Chrysler, которая использовалась начиная с 1957 модельного года в таких автомобилях, как серия Imperial Crown , хотя подвеска Chrysler "Torsion-Air" была только для передней части; та же базовая система (продольная установка) сохранялась до появления в 1981 году K-car . В модернизированной торсионной подвеске, представленной в Dodge Aspen 1976 года , использовались поперечно расположенные торсионы (возможно, на основе легкового автомобиля Volkswagen Type 3 ) до тех пор, пока производство не закончилось в 1989 году (с платформой Chrysler M). Некоторые поколения Dodge Dakota и Durango использовали торсионы на передней подвеске.

Компания General Motors впервые использовала торсионы на своих легких пикапах в 1960 году, пока в 1963 году они не были сняты с производства, где традиционные винтовые пружины использовались спереди для их грузовиков с приводом на 2 колеса. Его первое использование в легковом автомобиле было в 1966 году, начиная с транспортных средств на платформе E ( Oldsmobile Toronado , Cadillac Eldorado ), пикапов 4WD S-10 и фургонов Astro с дополнительным полным приводом, а с 1988 года - полноразмерных грузовиков и внедорожников с 4WD ( GMT400, GMT800 и GMT900).

Porsche использовала торсионную подвеску для четырех колес для серий 356 и 911 с 1948 по 1989 год, когда была представлена ​​модель 964. Они также используются в передней подвеске 914, а также в задней подвеске 924 , 944 и 968. . Honda также использовала передние торсионы на Civic третьего поколения и других вариантах, построенных на той же платформе, включая Ballade и CRX первого поколения .

Варианты [ править ]

Немецкий танк «Пантера» времен Второй мировой войны (и некоторые «Тигры») имели двойные торсионы. ^[ Требуется ^{цитата ]} Требуя стержней длиннее, чем ширина бака, чтобы получить требуемую жесткость пружины и максимальный угол упругого изгиба из доступных стальных сплавов, дизайнер Эрнст Лер создал подвеску, которая эффективно складывала стержни пополам. Для каждого колеса один стержень был прикреплен к рычагу подвески, а другой крепился к ближайшей точке на раме. На противоположной стороне бака две штанги были прикреплены друг к другу и вставлены в шарнир. ^{[ необходима цитата ]}Прогиб рычага подвески приводил к перекручиванию обеих половин двойного торсиона. Недостатком торсионной подвески, используемой в танках Tiger и Panther (и многих других танках времен Второй мировой войны и других ББМ ), была невозможность встроить аварийный люк в днище корпуса, что характерно для танков времен Второй мировой войны, поскольку торсионное устройство заблокировало бы доступ экипажа к такому люку; однако отсутствие листовых, винтовых или спиральных рессор часто оставляло большую часть борта корпуса свободной, включая боковой аварийный люк, и редко когда танк переворачивался таким образом, чтобы все было сверху. Боковые люки открываться не могли, что и является целью подфюзеляжных люков.

Многие современные основные боевые танки использовать торсионную подвеску, в том числе и американской M1 Abrams, ^[3] Немецкий Леопард 2, ^[4] и китайский МВТ-3000, ^{[ править ]} , хотя новое поколение танков , таких как русский Т-14 Армата использовать регулируемую гидравлическую подвеску. ^{[ необходима цитата ]} Из-за своего небольшого размера, огромной грузоподъемности и относительной простоты обслуживания торсионная подвеска идеально подходит для танков, хотя и не лишена недостатков. Большой ход и высокая эластичность торсионов приводят к «раскачиванию», когда резервуар движется или внезапно останавливается. Пистолет стабилизатордолжны использоваться для компенсации раскачивания. Из-за большого веса основного боевого танка по сравнению с автомобилем существует гораздо больший риск поломки торсиона при резких ударах или маневрах, и если его не заменить в короткие сроки, уменьшенная подвеска может повлиять на маневренность танка. транспортное средство, и в крайних случаях существует риск обездвиживания транспортного средства, поскольку уменьшенная грузоподъемность подвески приводит к поломке дополнительных торсионов.

Некоторые переднеприводные автомобили используют родственный тип подвески с торсионной балкой, обычно называемый задней подвеской с поворотной балкой , в которой задние колеса несут на продольных рычагах, соединенных поперечно установленной торсионной балкой, как на Mitsubishi Debonair . Фактической пружинящей средой для них обычно являются винтовые пружины. Торсионная балка действует как рычаг фиксации колес и как стабилизатор поперечной устойчивости.чтобы противостоять поперечному смещению колес при повороте кузова. Его преимущества заключаются в том, что он недорог в производстве и установке и занимает минимальный внутренний объем, оставляя больше места для перевозки пассажиров, грузов и других компонентов. Поскольку торсионная балка действует в боковой плоскости, а не вертикально, ось с поворотной балкой не может регулировать высоту дорожного просвета, и она страдает, в некоторой степени, теми же ограничениями в управлении автомобилем, что и другие подвески осей балки . Однако эти ограничения могут не проявляться на дороге из-за тенденции к более жесткой и спортивной подвеске с более ограниченным ходом колес. Твист-лучевые задние подвески были впервые на Volkswagen Golf ^{[ править ]}в начале 1970-х и остаются обычным явлением для компактных автомобилей и минивэнов .

Другое использование [ править ]

Торсионы иногда использовались вместо обычных пружин винтовых клапанов на некоторых старых мотоциклах, таких как Honda CB450 , а также на автомобилях Panhard Dyna X и Panhard Dyna Z 1950-х годов. Они также использовались в дверном механизме автомобиля DMC DeLorean .

Ссылки [ править ]