Автомобили

В чем отличие ворот с пружинами растяжения и торсионными пружинами?

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

Содержание:

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.

Если вы заметили ошибку в тексте новости, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

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.

В конструкциях современных независимых подвесок наряду с пружиной или пневмобаллоном в качестве основного упругого элемента может также применяться и торсион (torsion – кручение, в переводе с французского). Торсионная подвеска обеспечивает автомобилю ряд преимуществ, главными из которых являются высокая плавность хода и компактность подвески. Однако ее существенные недостатки в виде худшей управляемости и валкости автомобиля не позволяют применять торсионы в основной массе современных легковых автомобилей.

История появления

Торсионная подвеска начала применяться еще с середины 1930-х годов на автомобилях французской марки Citroen. В 1940-х торсионы использовались на гоночных автомобилях Porsche.

Легендарный французский автомобиль Renault 16 с торсионной подвеской

Впоследствии их применяли и многие другие автопроизводители. Например, Renault, ЗиЛ и Chrysler. Применение торсионной подвески было обусловлено в первую очередь хорошими показателями плавности хода и простотой конструкции.

Что такое торсион?

Устройство торсиона представляет собой металлический вал или стержень, работающий на скручивание в одном направлении. В поперечном сечении торсион может быть круглым или квадратным, реже пластинчатым – состоящим из нескольких слоев, совместно работающих на кручение.

Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Один из концов торсиона жестко прикреплен к несущему рычагу подвески посредством шлицевого соединения, второй аналогичным образом фиксируется на кузове или раме автомобиля. Ось вращения рычага и ось закручивания торсиона находятся на одной линии. Обладая рассчитанным сопротивлением к скручиванию под нагрузкой, торсион удерживает вес автомобиля и обеспечивает эффективное упругое соединение подвески и кузова при перемещениях рычага. Принцип работы торсиона используется также в стабилизаторе поперечной устойчивости при противоположных ходах подвески одной оси.

Торсионные валы круглого сечения

Сплав стали, из которого изготавливается торсион, обладает высокими характеристиками упругости и выносливости, способен выдерживать длительные нагрузки без ухудшения своих свойств. Длина и толщина вала также влияет на рабочие характеристики и мягкость подвески. Для защиты от ржавчины и разрушения поверхность торсиона покрывают специальным антикоррозийным составом, либо прорезиненным покрытием.

Принцип работы торсионной подвески

Торсионная подвеска работает аналогично пружинной, рессорной или пневматической. В качестве пружинного элемента выступает стальной стержень – торсион. При работе подвески на торсион передается усилие от несущего рычага, заставляющее стержень скручиваться до определенного предела. После этого упругий элемент возвращается в исходное состояние, выравнивая и положение рычага.

Виды торсионных подвесок

Передняя независимая торсионная подвеска на поперечных рычагах

Передняя торсионная подвеска на поперечных рычагах (один или два в зависимости от конструкции) состоит из следующих элементов:

  • Продольно расположенный торсион, работающий на скручивание и заменяющий пружину.
  • Воспринимающий основную нагрузку нижний или верхний рычаг, посредством которого происходит передача усилия на торсион.
  • Демпфирующий элемент – амортизатор, выполняющий функцию гашения колебаний.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости, компенсирующий крены кузова при движении.

Независимая передняя торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах Toyota Hilux Surf

Компактность передней торсионной подвески на поперечных рычагах позволяет эффективно использовать свободное пространство. Например, для установки массивных приводов колес. В связи с этим торсионы получили распространение при производстве рамных внедорожников, сочетающих повышенную проходимость с мягкостью подвески. Например, Toyota Land Cruiser 100 (крепление торсиона к нижнему рычагу) и Toyota Hilux Surf (торсион на верхнем рычаге). Также торсионы применяются на передней оси коммерческих автомобилей.

Задняя независимая подвеска с поперечным расположением торсионов

В конструкциях задних подвесок с продольным расположением рычагов торсионы устанавливаются поперечно. Легендарный французский автомобиль Renault 16, выпускавшийся до 1990-х годов, оснащался передней подвеской с продольно расположенными торсионами, а задней – с поперечно.

Задняя подвеска с поперечным расположением торсионов

Особенностью упругих элементов задней подвески было их расположение – один находился позади другого, что конструктивно влекло разность в колесной базе по сторонам автомобиля (одно из колес находилось ближе к переднему на несколько сантиметров). Управляемость и устойчивость автомобиля оставляла желать лучшего, однако именно компактность торсионной подвески позволила значительно увеличить объем багажного отделения, что в значительной степени определило популярность модели. В настоящее время подобная схема подвески автопроизводителями не применяется.

Полузависимая задняя торсионная балка

Полузависимая торсионная балка U-образного сечения, имеющая в составе интегрированный упругий стержень, становится более прочной на изгиб. При этом она позволяет колесам одной оси незначительно перемещаться друг относительно друга при проезде неровностей. Этим достигается улучшение управляемости и устойчивости автомобиля. Данная подвеска применяется на задней оси большинства бюджетных переднеприводных автомобилей.

Преимущества торсионной подвески

  • Высокая плавность хода.
  • Компактность и малый вес.
  • Высокая ремонтопригодность.
  • Простота и надежность конструкции.

Недостатки торсионной подвески

  • Сложность производства торсионов.
  • Посредственная управляемость автомобиля.

В настоящее время передняя независимая подвеска, где в качестве упругих элементов устанавливаются торсионы, применяется при производстве грузовиков и внедорожников, не предназначенных для динамичной езды. Кроме этого, торсионная подвеска успешно используется в конструкциях шасси танков и другой специальной гусеничной техники.

В статье описан принцип работы и устройство торсионной подвески автомобиля. Наведены основные плюсы и минусы, а так же устройство, схема и цены деталей. В конце статьи смотрите видео-обзор ремонта торсионной подвески.

Содержание статьи:

  • Немного истории
  • Виды торсионных подвесок
  • Описание торсиона
  • Принцип работы
  • Плюсы и минусы
  • Схема
  • Цена
  • Видео

Торсионная подвеска – относится к классу независимых подвесок, в основе которой лежит торсион. Он как основной упругий элемент, который применяется на ровне с пневмобаллоном или пружиной. Такой вид подвески обеспечивает машину целый ряд плюсов: плавность хода, компактность, простота конструкции. Но есть и существенные минусы, такая конструкция имеет худшую управляемость и валкость самой машины. Как результат, данный вид не часто можно встретить на современных автомобилях.

История появления торсионной подвески

Первые упоминания о появлении торсионной подвески датируются еще в 1930-ых годах прошлого века. Тогда её устанавливали на французские автомобили компании Citroen. Начиная с 1940-ых годов, механизм перекочевал на гоночные автомобили компании Porsche. В дальнейшем конструкцию стали применять на машинах ЗиЛ, Chrysler и Рено 16.

Тогда основной плюс был в плавности хода, простоте конструкции, и конечно же недорогих деталях в случае ремонта или производства. Прогресс не заставил себя ждать и со временем, из-за плохой управляемости, весь механизм отошел на задний план, уступив место многорычажной или подвеске МакФерсон. Все же у компании Крайслер эта подвеска прожила дольше всех, за счет несложной конструкции, её устанавливали на автомобили с 1957 года по 1989 год включительно. Самое же слово торсион переводится как скручивание, соответственно это и является основой работы детали.

Какие бывают торсионные подвески автомобиля

Несмотря на то, что торсионная подвеска показала себя только на 50% с лучшей стороны, ей нашли немало применений на разных автомобилях. Соответственно и разновидностей доработки механизма несколько. Как правило, выделяют три основные вариации:

  • передняя торсионная на поперечных рычагах;
  • задняя подвеска с поперечным расположением торсионов;
  • полузависимая задняя торсионная подвеска (балка).

Каждый из перечисленных видов отличается не только строением, но и характеристиками и конструкцией. В состав передней торсионной подвески входят:

  • продольный торсион, работающий по принципу скручивания;
  • нижний и верхний рычаг;
  • амортизатор;
  • стабилизатор поперечной устойчивости.

Такой набор деталей делает весь механизм компактным, что позволяет доработать приводы колес, установить шины большего диаметра. Именно эти моменты послужили плюсом для производства рамных внедорожников, в которых должна сочетаться мягкость, плавность и повышенная проходимость. Как пример, такую подвеску можно встретить на внедорожниках Toyota Land Cruiser 100 или Toyota Hilux Surf.

Второй вид это задняя подвеска с поперечными торсионами. В таком механизме основные торсионны располагаются поперечно. Именно так была устроена система в легендарном французском автомобиле Рено 16, выпускаемого в 90-ых годах ХХ-го столетия. Спереди машина получила подвеску с продольным расположением торсионов, а вот сзади – с поперечным расположением. Популярность модели была обусловлена свободным пространством в салоне, в частности багажное отделение. Использование такой конструкции существенно освободила место в багажнике, но были и минусы.

Весьма интересной была особенность конструкции таких автомобилей. В меру того, что один торсион расположен позади другого, соответственно это влекло к разности в колесной базе автомобиля. Одно колесо с одной стороны было ближе к передним на несколько сантиметров, другое колесо наоборот – дальше на несколько сантиметров. Увидеть на глаз было тяжело, так как сбоку практически не сравнить, но управляемость машиной была не самой лучшей, аналогично, как и устойчивость на трассе (особенно на большой скорости). На сегодня такая схема подвески не применяется авто производителями, в меру соображений безопасности.

Последний вариант — задняя полузависимая, торсионная подвеска. Как правило, она правильной U-образной формы, получившая упругий стержень внутри. За счет такой конструкции, колеса одной оси могут незначительно перемещаться друг от друга, что позволяет плавней проезжать неровности. Таким образом, достигается лучшая устойчивость и управляемость автомобилем. Как правило, подвеску применяют на задней оси большей части бюджетных машин с передним приводом. Недорогое производство, относительно дешевые детали и неплохие характеристики.

Что такое торсион и как устроен

Зачастую принцип строения одной из выше наведенных видов подвески разные, соответственно и детали будут отличаться между собой.

Чтоб система работала, одну часть торсионна жестко крепят к подвеске (несущему рычагу), за счет шлицевого соединения. Вторую часть фиксируют на раме автомобиля или кузове, в зависимости от конструкции. Инженеры заранее рассчитывают силу сопротивления торсиона на скручивание, тем самым оптимально спроектировав его на удерживание веса автомобиля и стабильное соединение между рамой и кузовом автомобиля.

Такой же принцип работы обычно инженеры используют при проектировании стабилизаторов поперечной устойчивости. Основные характеристики, которые стоит учитывать – это толщина и длина. Именно они играют роль в мягкости подвески и способны выдержать необходимые перегрузки, в случае нарушения этих данных, может произойти обрыв или изгиб. Чтоб защитить от ржи и других разрушений, с момента производства детали покрывают специальным прорезиненным материалом, а так же антикоррозийным средством.

Принцип работы торсионной подвески

Принцип работы торсионной подвески многим напоминает работу рессорной, пневматической или пружинной подвески. Свыше описанных деталей понятно, что торсион, основная деталь, выступает в качестве пружины. В момент срабатывания, на торсион передается усилие от основного, несущего рычага.

Таким образом, стержень скручивается до необходимого или возможного предела. В момент, когда нагрузка уменьшается, стержень возвращается в исходное положение. Тем самым выравнивается положение несущего рычага.


На видео приведен принцип скручивания торсиона

Плюсы и минусы торсионной подвески

Как и в любом механизме, торсионная подвеска может удивить позитивной и негативной стороной. Для этого рассмотрим их в таблице:

Плюсы и минусы торсионной подвески
Плюсы Минусы
Компактные габариты Плохая управляемость автомобилем
Небольшой вес деталей Сложность в производстве самих торсионов
Плавность хода Практически нельзя добиться хорошей шумоизоляции
Хорошая ремонтопригодность Ездить нужно аккуратно и осторожно
Надежная и простая конструкция подвески Торсион имеет склонность лопать
Недорогое обслуживание
Самостоятельная регулировка жесткости подвески (иногда и клиренса)

В полной мере оценить плюсы и минусы торсионной подвески, можно лишь поездив на автомобилях с разными видами подвески. Но если вы ранее по каким-то причинам не сталкивались или не интересовались устройством механизма, то перед покупкой машины обязательно стоит проехать хоть несколько километров, чтоб вполне ощутить плюсы и минусы.

Схема торсионной подвески автомобиля

Цена деталей торсионной подвески

Найти автомобиль на торсионной подвеске сегодня достаточно легко, чаще всего её устанавливают в качестве задней оси для недорогих переднеприводных автомобилей. Чтоб понять, сколько стоят детали для ремонта, рассмотрим на примере Renault Kangoo.

Цены деталей торсионной подвески Renault Kangoo 2008
Наименование Цена от, руб. ($)
Торсион 6501 ($87)
Держатель торсионов 320 ($5)
Сайлентблок 320 ($5)
Пружина задняя 3810 ($51)

Несмотря на весьма простую конструкцию, детали на торсионную подвеску автомобиля не так уж и дешевы. Соответственно и уход за подвеской не самый дешевый, в особенности, когда лопнет один из торсионов.

Благодаря своим габаритам, механизм занимает мало места, а по типу конструкции некоторые специалисты относят её между зависимой и независимой подвеской. Поэтому в некоторых источниках её так же называют полунезависимой подвеской. С плюсов можно отметить плавность хода и компактность, с минусов плохую управляемость и возможность выхода из строя самого торсиона.

Видео ремонт задней торсионной подвески:

Вам также может понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *