Что такое торсионная подвеска
Торсионная подвеска (ТРП) — это вид подвески, в которой в качестве упругих элементов используются не витые пружины или рессоры, а работающие на скручивание только в одном направлении пруты (стержни) из пружинной стали, прошедшей термическую обработку. Торсионы могут иметь круглое, квадратное сечение, а также представлять собой пакет из нескольких стальных пластин. Длина, материал, форма торсиона специально подбираются на основе расчетов, чтобы такой упругий элемент мог максимально эффективно работать на скручивание, выдерживать вес автомобиля и позволять рычагам подвески оптимально перемещаться. Для продления срока службы торсионы покрывают антикоррозийными составами или выполняют обрезиненными. В дополнение к торсионам могут устанавливаться вспомогательные винтовые пружины для повышения надежности и эффективности работы всей подвески. Такое решение применялось, например, на советских моделях ЗАЗ-966 и ЗАЗ-968М.
ТРП используется на грузовиках, внедорожниках, но также применялась на ряде легковых автомобилей. Первой такой моделью, выпускавшейся крупной серией, стал во многом революционный Citroen Traction Avant (1934). В СССР торсионную подвеску сначала применили на передней оси четырехколесной мотоколяски С-3А («моргуновка»), выпуск которой в 1958 году освоил завод в подмосковном Серпухове. Общая схема ТРП «моргуновки» была заимствована у знаменитого VW «Жук». Аналогичная конструкция затем использовалось на легендарном «горбатом» (ЗАЗ-965 «Запорожец»). Заднюю ТРП имели, в частности, модели Packard выпуска середины 1950-х, а также целый ряд «Порше», включая ранние 911-е.
Помимо классической ТРП, о которой речь шла выше, широкое распространение получила разработанная компанией Audi в 1970-х годах задняя полузависимая подвеска с U-образной торсионной балкой и винтовыми пружинами в качестве упругого элемента. В этом случае балка, обладающая большой жесткостью на изгиб и малой жесткостью на кручение, позволяет задним колесам немного смещаться в вертикальной плоскости относительно друг друга при проезде неровностей, что улучшает устойчивость автомобиля. Также U-образная балка может работать как стабилизатор поперечной устойчивости. И сегодня эта простая недорогая конструкция используется на многих бюджетных моделях.
Устройство торсионной подвески
Основными компонентами классической торсионной подвески являются следующие.
- Торсион. Один из концов торсиона с помощью шлицев жестко крепится к рычагу подвески, а другой — к кузову или раме автомобиля. Преднатяг торсионов можно регулировать.
- Рычаги. Передают усилие от колеса на торсион и шток амортизатора, частично гасят колебания за счет сайлент-блоков.
- Амортизаторы. Гасят остающиеся колебания подвески и кузова автомобиля при проезде неровностей.
Типы торсионной подвески
Типы торсионной подвески выделяются на основании ряда критериев.
Расположение торсионов
- Продольное. Характерно для тяжелых грузовиков, но применялось и на легковых автомобилях. В некоторых случаях, как на моделях Packard середины 1950-х, передние и задние колеса одного борта использовали общий торсион.
- Поперечное. Чаще применяется на легковых автомобилях. В задних подвесках могли использоваться одинарные продольные рычаги с одним общим поперечным торсионом или индивидуальными. В последнем случае при установке торсионов со смещением относительно друг друга, как, например, на Renault 16, величина колесной базы по левому и правому борту различалась, что не лучшим образом сказывалось на управляемости. Плюсом такого решения была возможность получить ровный пол грузового отсека.
Конструкция самой подвески
- Независимая. В этом случае торсионы, как правило, устанавливаются на передней оси. Отдельно стоит упомянуть резино-жгутовую подвеску. Такой тип независимой подвески нередко используется в прицепах легковых автомобилей. Конструкция состоит из внешней и внутренней труб с расположенными между их стенками резиновыми жгутами, которые, перекатываясь при проезде неровностей, смягчают удары и гасят колебания прицепа. Резино-жгутовая подвеска позволяет обойтись без пружин (рессор) и амортизаторов, а также помогает уменьшить погрузочную высоту.
- Полузависимая. Конструкция с торсионной U-образной балкой применяется на задней оси недорогих переднеприводных автомобилей.
Принцип работы торсионной подвески
Принцип работы торсиона такой же, как у винтовой пружины, с той лишь разницей, что пружина запасает энергию при сжатии, а торсион — при скручивании.
Фазы работы ТРП:
- Скручивание торсиона при проезде неровностей гасит ударную нагрузку, обеспечивая плавность хода.
- После проезда неровности торсион благодаря своей упругости раскручивается в исходное состояние, что позволяет равномерно распределить нагрузку по всей конструкции подвески и снизить пиковые воздействия на кузов. Одновременно торсион обеспечивает сохранение контакта колеса с дорожным покрытием, поддерживая курсовую устойчивость автомобиля.
Плюсы и минусы торсионной подвески
Как и другие типы подвески, торсионная неидеальна. К числу ее плюсов относятся:
- компактность и легкость;
- устойчивость к высоким нагрузкам;
- возможность регулировки клиренса за счет изменения закрутки торсионов;
- простота замены торсионов.
Среди минусов торсионной подвески:
- ограничения по управляемости;
- сложность технологии изготовления и связанная с этим высокая себестоимость торсионов;
- ограниченный ресурс склонных к коррозии и закисанию игольчатых подшипников в узлах крепления концов торсиона.
