Các thiết bị và tính năng của hệ thống treo thanh xoắn của ô tô

Đôi khi, vì lý do bố trí, trong hệ thống treo ô tô không nên sử dụng các phần tử đàn hồi lò xo đã biết hoặc lò xo cuộn cuộn. Một loại thiết bị khác là thanh xoắn. Đây là những thanh thép lò xo hoặc tập hợp các tấm phẳng làm việc ở dạng xoắn. Một đầu của thanh xoắn được cố định vào khung hoặc thân, đầu kia được kẹp vào tay treo. Khi bánh xe chuyển động, xảy ra hiện tượng xoắn góc của thanh xoắn.

Bắt đầu áp dụng trên ô tô và tiếp tục ở thời điểm hiện tại

Không có sự khác biệt cơ bản nào về hoạt động của hệ thống treo lò xo hoặc lực xoắn được tính toán chính xác. Chủ đề về thanh xoắn liên quan đến việc đảm bảo vận hành trơn tru đã được biết đến từ lâu, chúng được sử dụng rộng rãi trong nửa đầu thế kỷ trước trên các xe bọc thép của quân đội và hiện vẫn đang được sử dụng. Ở đó, việc cân nhắc bố trí là rất quan trọng, khi một số lượng lớn bánh lăn của xe bánh xích phải được trang bị hệ thống treo riêng. Đơn giản là không có nơi nào để đặt các lò xo và lò xo cổ điển, và các thanh ngang có thể nằm gọn trong phần dưới của thân xe tăng hoặc xe bọc thép mà không chiếm không gian bên trong hạn chế của phương tiện chiến đấu. Và điều đó có nghĩa là không đặt ra gánh nặng chi phí khối lượng bổ sung cho việc đặt chỗ bị chiếm dụng bởi việc đình chỉ.

Cũng trong khoảng thời gian đó, các nhà sản xuất ô tô của Pháp từ công ty Citroen đã sử dụng thanh xoắn trên ô tô của họ. Chúng tôi cũng đánh giá cao kinh nghiệm tích cực của các công ty khác, hệ thống treo bằng thanh xoắn đã có vị trí vững chắc trong khung gầm ô tô. Việc sử dụng chúng trên nhiều mô hình trong gần một trăm năm cho thấy sự vắng mặt của các thiếu sót cơ bản và sự hiện diện của các ưu điểm.

Thiết kế lắp ráp xoắn

Hệ thống treo dựa trên một thanh xoắn - một thanh hoặc gói được làm bằng thép đặc biệt, hình tròn hoặc hình chữ nhật, được xử lý nhiệt rất phức tạp. Điều này là do kích thước chiều dài của nó vẫn bị giới hạn bởi các thông số của xe, và sự xoắn của các bộ phận kim loại lớn xảy ra theo các quy luật vật lý phức tạp. Có thể đủ để hình dung các phần của thanh nằm bên trong và bên ngoài hoạt động như thế nào trong trường hợp này. Và trong những điều kiện như vậy, kim loại phải chịu được tải trọng xoay chiều liên tục, không tích lũy mỏi, bao gồm sự xuất hiện của các vết nứt nhỏ và biến dạng không thể phục hồi, và duy trì sự phụ thuộc của lực đàn hồi vào góc xoắn một cách ổn định trong nhiều năm hoạt động.

Các thuộc tính như vậy được cung cấp, bao gồm cả giới hạn sơ bộ của thanh xoắn. Nó bao gồm thực tế là thanh nóng được xoắn sơ bộ theo hướng mong muốn ngoài sức bền chảy của vật liệu, sau đó nó được làm nguội. Do đó, thanh xoắn treo bên phải và bên trái có cùng kích thước thường không thể hoán đổi cho nhau do hướng của các góc giam giữ khác nhau.

Để cố định trên đòn bẩy và khung, các thanh xoắn được trang bị các đầu có rãnh hoặc hình dạng khác. Các chất làm đặc được lựa chọn sao cho không tạo ra các điểm yếu ở gần các đầu của thanh. Khi được tác động từ phía bên của bánh xe, tay đòn của hệ thống treo sẽ biến chuyển động thẳng thành mômen xoắn trên thanh truyền. Thanh xoắn xoắn, tạo ra một lực phản.

Đôi khi thanh truyền được chế tạo chung cho một cặp bánh xe của cùng một trục. Trong trường hợp này, nó được cố định trên cơ thể ở phần giữa của nó, hệ thống treo thậm chí còn trở nên nhỏ gọn hơn. Một trong những nhược điểm được loại bỏ khi các thanh xoắn dài trên toàn bộ chiều rộng của xe được đặt cạnh nhau, và các tay đòn ở bên trái và bên phải có chiều dài khác nhau.

Các thiết kế khác nhau của hệ thống treo thanh xoắn

Thanh xoắn có thể được sử dụng trong tất cả các loại hệ thống treo đã biết, ngay cả thanh chống MacPherson dạng ống lồng, được định hướng tối đa về phía lò xo cuộn.

Thanh xoắn trong hệ thống treo độc lập

Có thể có nhiều tùy chọn bố cục khác nhau:

• hệ thống treo trước hoặc sau trên đòn ngang kép, thanh xoắn được nối trên trục quay của tay đòn trên hoặc dưới, có phương dọc so với trục xe;
• hệ thống treo sau dạng tay đòn dọc hoặc xiên, cặp thanh xoắn nằm ngang thân xe;

• hệ thống treo sau với thanh xoắn bán độc lập, thanh xoắn nằm dọc theo nó, tạo độ đàn hồi cần thiết và giảm yêu cầu về vật liệu của bản thân dầm;
• hệ thống treo trước với tay đòn kép, nhờ các thanh xoắn ngang, càng nhỏ gọn càng tốt, thuận tiện cho việc sử dụng trên xe siêu nhỏ;
• Hệ thống treo sau dạng thanh xoắn với đòn bẩy ngang xoay và sự bố trí dọc của các phần tử đàn hồi.

Tất cả các loại đều khá nhỏ gọn, cho phép điều chỉnh độ cao của thân đơn giản, thậm chí đôi khi tự động sử dụng servo xoắn trước các thanh. Giống như tất cả các loại hệ thống treo cơ khí khác, thanh xoắn được trang bị bộ giảm xóc ống lồng độc lập để giảm chấn động và một cánh dẫn hướng. Bản thân các thanh, không giống như, chẳng hạn, lò xo, không thể kết hợp các chức năng.

Thanh chống lật cũng hoạt động theo nguyên lý xoắn, và thực tế không có giải pháp thay thế nào ở đây.

Thuận lợi và bất lợi

Ưu điểm chính là dễ dàng bố trí. Thực tế, thanh đàn hồi không chiếm không gian dưới đáy, không giống như một cặp lò xo cuộn. Đồng thời, nó cung cấp một chuyến đi êm ái tương tự. Trong hoạt động, có thể làm tăng sự can thiệp vào quá trình lão hóa và biến dạng của các bộ phận.

Điểm bất lợi nằm ở công nghệ phức tạp để sản xuất các bộ phận đáng tin cậy, và do đó giá thành cao. Thanh xoắn đắt hơn khoảng ba lần so với lò xo tốt cho một chiếc xe tương tự. Và việc mua một chiếc đã qua sử dụng không phải lúc nào cũng hợp lý do sự mệt mỏi của kim loại tích tụ.

Mặc dù sự nhỏ gọn của hệ thống treo như vậy, không phải lúc nào việc đặt các thanh dài dưới gầm xe cũng thuận tiện. Điều này đủ dễ thực hiện trong trường hợp của một chiếc SUV, nhưng sàn của thân xe càng nằm gần mặt đường càng tốt, và đối với hệ thống treo chỉ có một vị trí trong vòm bánh xe, nơi lò xo cuộn là thích hợp hơn. .