Торсионная подвеска - Torsion bar suspension - Wikipedia

Торсион без нагрузки

Не путать с торсионная балка подвески.

Торсион с приложенной нагрузкой

Фронт VW Beetle сечение подвески

А торсионная подвеска, также известный как торсионная рессорная подвеска, это любой автомобиль приостановка который использует торсион в качестве основной несущей пружины. Один конец длинного металлического стержня прочно прикреплен к шасси автомобиля; противоположный конец оканчивается рычагом, торсионным ключом, установленным перпендикулярно стержню, который прикреплен к рычагу подвески, шпинделю или оси. Вертикальное движение колеса заставляет штангу вращаться вокруг своей оси, и штанга сопротивляется кручение сопротивление. Эффективная жесткость пружины стержня определяется его длиной, поперечным сечением, формой, материалом и производственным процессом.

использование

Торсионные подвески используются на боевых машинах и танках, таких как Т-72, Леопард 1, Леопард 2, M26 Першинг, M18 Hellcat, а M1 Abrams (много танков из Вторая Мировая Война использовал эту подвеску), и на современных грузовиках и Внедорожники из Форд, Chrysler, GM, Mitsubishi, Mazda, Nissan, Isuzu, ЛуАЗ, и Toyota. Производители меняют торсион или шпонку для регулировки дорожного просвета, как правило, для компенсации веса двигателя. В то время как дорожный просвет можно отрегулировать, поворачивая регулировочные болты на торсионном ключе приклада, слишком большой поворот приклада может погнуть регулировочный болт и вывести поршень амортизатора за пределы стандартного хода. Чрезмерное вращение торсионов также может привести к преждевременному срабатыванию отбойника подвеской, что приведет к жесткой поездке. В наборах торсионных ключей из кованого металла для вторичного рынка используются ключи регулятора с повторной блокировкой для предотвращения чрезмерного вращения и амортизаторы для сохранения хода поршня в пределах стандартного диапазона.

Преимущества и недостатки

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 века, в то же время унитарная конструкция был принят. В то время как механика напряжений и усталости металла в монокок рамы кузова были плохо изучены, торсионы были очень привлекательны для конструкторов транспортных средств, поскольку их можно было установить на усиленные части центральной конструкции, обычно переборка. С помощью Стойки МакФерсон получить независимую переднюю подвеску на винтовых пружинах означало создать прочные башни в лобовой части машины.

Недостатком является то, что торсионы, в отличие от цилиндрических пружин, обычно не могут обеспечить прогрессивную жесткость пружины. В большинстве торсионных систем клиренс (и, следовательно, многие функции управления) можно изменить, просто отрегулировав болты, которые соединяют торсионы с поворотные кулаки. 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 автомобиля.

Выравнивание

Некоторые автомобили используют торсионы для обеспечения автоматическое выравнивание, используя двигатель для предварительного напряжения стержней, чтобы обеспечить большее сопротивление нагрузке и, в некоторых случаях (в зависимости от скорости, с которой могут работать двигатели), для реагирования на изменения дорожных условий. Регулируемая по высоте подвеска был использован для реализации режима смены колес, когда транспортное средство поднимается на трех колесах, 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 подает 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

Перед Второй мировой войной (1934 г.) передний привод Ситроен Тракшн Авант имел независимую переднюю торсионную подвеску и гибкий ведущий мертвый мост, также подпружиненный торсионами. Гибкость балки оси обеспечила такие особенности расположения колес, как скрученная балка ось.^[1] Также в 1930-х годах прототипы первых Фольксваген Жук встроенные торсионы - особенно их поперечный способ крепления. Чехословацкий Tatra T600 Tatraplan 1948 года использовал заднюю торсионную подвеску, единственная Tatra, которая сделала это.^[2]

Система впервые использовалась в военных целях в Швеции. Stridsvagn L-60 танк 1934 года. Он широко использовался в европейских автомобилях, таких как Renault, Citroën и Volkswagen, а также Packard в 1950-е гг. В Packard использовались торсионы как спереди, так и сзади, а передняя и задняя системы были соединены между собой для улучшения качества езды. Morris Minor и Oxford с конца 1940-х годов использовали переднюю торсионную систему, очень похожую на Citroen, как и модели Riley RM. Революционер Ягуар E-Type представленный в 1961 году, имел торсионную переднюю подвеску, очень похожую на Citroen и Morris Minor, и независимую заднюю подвеску с винтовой пружиной, использующую четыре амортизатора с концентрическими пружинами.

Раннее применение торсиона в американском автомобиле было сделано Hudson Motor Car Company Детройта, который представил инновационную гибкую подвеску переднего моста в 1934 году. Hudson и Терраплан cars, и в 1935 году понял, что поперечный торсион, связанный с задней осью, необходим в качестве стабилизатора поперечной устойчивости для стабилизации автомобилей. Одиночный торсион крепился через стороны рамы за задней осью, а затем прикреплялся рычагами и звеньями к передней стороне рессоры. U-образный болт тарелки. Axle flex было прекращено в 1936 модельном году.

Послевоенное использование торсионной передней подвески стало отличительной чертой британских Моррис автомобили, начиная с Моррис Минор 1948 г., его больше Моррис Оксфорд, штат Миссури аналог и элитный Моррис Шесть МС, плюс Wolseley -замеченные элитные варианты последних двух моделей. Конструктор этих автомобилей, Алек Иссигонис, был вдохновлен Traction Avant's подвеска, хотя автомобили Морриса были заднеприводными и использовали обычные рессоры для их задних мостов. Минор использовал амортизаторы плеча рычага торсионами, в то время как Oxford и Six использовали инновационные телескопические амортизаторы. Minor оставался в производстве практически без изменений до 1972 года и был заменен на Моррис Марина который также использовал систему демпфирования торсионного рычага для своей передней подвески - один из последних новых автомобилей во всем мире, который был представлен с этой системой и производился до 1984 года. Платформа Oxford / Six разрабатывалась несколькими способами. пересмотренная серия которая использовала торсионную систему Иссигониса до 1959 года, когда новый Фарина Оксфорд была представлена ​​передняя подвеска с винтовой пружиной, нижними поперечными рычагами и амортизаторами рычагов.

Самым известным применением в американских легковых автомобилях была система Chrysler, которая применялась с 1957 модельного года в таких автомобилях, как Императорская корона серия, хотя подвеска Chrysler "Торсион-Пневматика" была только для передней части; та же основная система (продольная установка) сохранялась до 1981 г. K-car. Модернизированная торсионная подвеска, представленная в 1976 г. Додж Аспен, внедрены торсионы поперечной установки (возможно, на базе Фольксваген Тип 3 легковой автомобиль), пока производство не закончилось в 1989 году (с платформой Chrysler M). Некоторые поколения Додж Дакота и Дуранго 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, когда 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 автомобилей с электронной платформой (Oldsmobile Toronado, Кадиллак Эльдорадо ), 4WD Для мальчиков-10 пикапы и Astro фургоны с дополнительным полным приводом, а с 1988 года - полноразмерные грузовики и внедорожники с полным приводом (серии GMT400, GMT800 и GMT900).

Porsche использовал торсионную подвеску на четыре колеса для своих 356 и 911 с 1948 по 1989 год, когда была представлена ​​модель 964. Они также используются в передней подвеске 914 а также задняя подвеска 924, 944, и 968. Honda также использовала передние торсионы на Civic третьего поколения и другие варианты, построенные на той же платформе, включая Баллада и CRX первого поколения.

Вариации

Вторая мировая война в Германии Танк пантера (и некоторые Тигры) имели двойные торсионы.^{[нужна цитата ]} Чтобы получить требуемую жесткость пружины и максимальный угол упругого изгиба из доступных стальных сплавов, конструктор 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 резервуара две штанги были прикреплены друг к другу и вставлены в шарнир.^{[нужна цитата ]} Прогиб рычага подвески приводил к перекручиванию обеих половин двойного торсиона. Недостаток торсионной подвески, используемой в танках Тигр и Пантера (и многих других танках времен Второй мировой войны и др. ББМ ) заключалась в невозможности встроить аварийный люк в днище корпуса, что было характерно для танков времен Второй мировой войны, так как торсионная конструкция блокировала 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 служит подфюзеляжным люкам.

Многие современные основные боевые танки используют торсионную подвеску, в том числе американские M1 Abrams,^[3] Немецкий Леопард 2,^[4] и китайский ОБТ-3000,^{[нужна цитата ]} хотя танки новейшего поколения, такие как российский Т-14 Армата, имеют регулируемую гидравлическую подвеску.^{[нужна цитата ]} Торсионная подвеска из-за своего небольшого размера, огромной грузоподъемности и относительной простоты обслуживания идеально подходит для танков, хотя и не лишена недостатков. Большой ход и высокая эластичность торсионов приводят к «раскачиванию», когда цистерна движется или внезапно останавливается. А стабилизатор пушки должны 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, так как уменьшенная мощность подвески приводит к поломке дополнительных торсионов.

Немного передний привод в автомобилях используется родственный тип подвески с торсионной балкой, обычно называемый задняя подвеска с поворотной балкой, в котором задние колеса вынесены на продольные рычаги соединены торсионной балкой, установленной сбоку, как показано на Mitsubishi Debonair. Фактической пружинящей средой для них обычно являются винтовые пружины. Торсионная балка действует как рычаг установки колеса и как анти-ролл-бар 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, груза и других компонентов. Поскольку торсионная балка действует в боковой плоскости, а не вертикально, ось поворотной балки не может регулировать высоту дорожного просвета, и она в некоторой степени страдает от аналогичных обработка автомобилей ограничения как другие ось балки подвески. Однако эти ограничения могут не проявляться на дороге из-за тенденции к более жесткой и спортивной подвеске с более ограниченным ходом колес. Задняя подвеска с поворотной балкой была впервые применена на Фольксваген Гольф^{[нужна цитата ]} в начале 1970-х годов и остаются обычным явлением для компактных автомобилей и минивэны.

Другое использование

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

Рекомендации

1. Популярная механика - Google Книги. Журналы Hearst. Октябрь 1934 г.. Получено 2015-03-03.
2. «Татра Т600 Татраплан». Tatra T600 Татраплан. Получено 2 апреля 2018.
3. «Основной боевой танк M1 Abrams». www.globalsecurity.org. Получено 2016-01-16.
4. «Основной боевой танк - Леопард-2». www.fprado.com. Получено 2016-01-16.