Odpružení torzní tyčí - odpružení vozidla, jehož tlumícími prvky jsou torzní tyče ( torzní elastické ocelové tyče ). Ve srovnání s pružinovým nebo pružinovým odpružením je zvláštností odpružení torzní tyčí to, že torzní tyče jsou vždy vyloučeny z neodpružené hmoty vozidla.
Závěsné torzní tyče se obvykle vyrábí ve formě plné nebo duté kruhové hřídele . Torzní tyče jiné sekce v obrněných vozidlech nebyly distribuovány.
Pro spojení torzní tyče s jinými částmi jsou na jejích koncích zpravidla vyrobeny hlavy se štěrbinami trojúhelníkového, lichoběžníkového a méně často obdélníkového profilu. V tanku Pz. V Pro spojení byly použity hlavy "Panther" s ploškami a klínovitým svorníkem.
Pro zajištění dostatečné pevnosti jsou torzní hlavy vyrobeny o průměru větším než je průměr hlavní tyče, přičemž d / D = 0,6 ... 0,8 (d je průměr pracovní části tyče, D je vnitřní průměr z drážek ). V reálných provedeních se tato hodnota pohybuje od 0,54 do 1,0 – poslední hodnotou byl například italský lehký tank L6 / 40 . Snadnou instalaci zajišťují různé průměry hlavy (vnitřní je menší než vnější), stejně jako závitový otvor pro stahovák na vnějším konci torzní tyče.
.
Pro přesnější nastavení torzní tyče na požadovaný úhel zkroucení při její instalaci a také pro eliminaci torzního sedání v důsledku hromadění zbytkové deformace je počet zubů na hlavách proveden odlišný. V tomto případě lze minimální permutační úhel určit následovně:
φ min \u003d 360 (z 2 - z 1 ) / z 2 z 1 ,kde z 2 az 1 - počet zubů na hlavách torzní tyče.
Například minimální úhel posunu pro torzní tyč tanku Pz.III s počtem zubů na hlavách 45 a 44 bude přibližně 0,18°; pro torzní tyč tanku T-72 s počtem zubů 52 a 48 - přibližně 0,58º. V případě stejného počtu zubů na hlavách je jemné nastavení požadovaného úhlu natočení torzní tyče prakticky nemožné. Takže pro nádrž L6/40 se 40 zuby na každé hlavě je úhel posunu torzní tyče 9º. Montáž torzních tyčí, provedených podle typu tanku Pz.V, obecně vylučuje možnost seřízení odpružení za provozu.
Torzní tyče jsou vyrobeny z chromových nebo křemíkových ocelí s obsahem uhlíku 0,45-0,65%, chromu 1-1,5%, s přídavkem vanadu, niklu, molybdenu a dalších legujících prvků. Legovaná ocel používaná v torzních hřídelích má vysokou únavovou pevnost a pružnost, zpravidla se jedná o ocel typu 45XNMFA.
Tepelné zpracování chromových ocelí obvykle spočívá v kalení při teplotě 800-860 ºС s následným popouštěním při teplotě 400-500 ºС. Pro zvýšení únavové pevnosti torzních tyčí jsou vybrání drážek rýhována válečky. Pracovní plocha hřídele je otryskána brokem nebo válečkovým rýhováním, čímž se vytvoří zpevněná povrchová vrstva ( kalení ) a výrazně se zvýší únavová pevnost torzní tyče.
Pro zlepšení dynamických vlastností, vnímaného zatížení a maximálního úhlu natočení je torzní tyč vystavena zajetí. Tato technologická operace je poslední mezi operacemi mechanického a tepelného zpracování. Operace zajetí spočívá ve zkroucení horké torzní tyče za hranici jejího elastického stavu a jejím udržení v této poloze po určitou dobu. V tomto případě dochází k plastickým deformacím v povrchových vrstvách a k elastickým deformacím v jádře. Po odlehčení zkrutu se jádro snažící o uvolnění pnutí a návrat do původního stavu setkává s odporem plasticky deformované povrchové vrstvy. Zbytková napětí získaná během spojování umožňují zvýšit pracovní zatížení a úhel zkroucení torzní tyče za provozu. V některých případech, jako je tomu u torzních tyčí T-72 , je torzní tyč vystavena dvojí vazbě.
Pracovní kroucení uchycených torzních tyčí se musí shodovat se směrem kroucení, když jsou uchyceny. Tudíž nucené torzní tyče levé a pravé strany nejsou zaměnitelné a jsou příslušně označeny (obvykle na konci torzní tyče písmeny "L" a "P"). Aby se zabránilo zlomení torzních tyčí v důsledku mechanického poškození nebo koroze pracovní plochy hřídele, po konečném mechanickém a tepelném zpracování je hřídel pokryta speciálním lakem, někdy i pogumovanou tkaninou ( M46 ) nebo el . páska T-64 , T-72 ).
V souvislosti s projektem „velké“ modernizace tanku T-34 v SSSR byla již v září 1940 nastolena otázka vývoje zavěšení. Rozhodnutí obranného výboru č. 428 zavázalo 19. listopadu 1940 NKSM a Lidový komisariát obrany SSSR předložit návrhy na přechod na výrobu tanků T-34 s novým podvozkem se závěsem na torzní tyč do 1. ledna 1941 . Projekt odpružení torzní tyčí vyvinutý konstrukční kanceláří závodu č. 183 počítal s použitím stávajících kladek a vyvažovačů. Díky jeho použití se objem bojového prostoru zvýšil o 20%, což umožnilo zvýšit zásobu paliva na 750 litrů a umístit jej do převodového prostoru. Zároveň se hmotnost samotného závěsu snížila o 300–400 kg [1] .
Začátek Velké vlastenecké války však plány na modernizaci tanku na několik let odsunul. První sériový sovětský střední tank s odpružením torzní tyčí byl pouze T-44 , což byla hluboká modernizace T-34 [2] .
V automobilových závěsech mohou být torzní tyče použity jak jako elastické prvky, tak jako pomocné zařízení - stabilizátor, navržený tak, aby vytvořil odpor vůči náklonu automobilu.
Stabilizátor je upevněn na sestavě náboje levého kola, poté přechází ve směru pohybu k uchycení pantu ke karoserii (obvykle ve formě pryžokovového pantu), poté - v příčném směru k na protější straně vozu, kde je namontován v zrcadle podobně jako na první straně. Sekce torzní tyče, procházející ve směru jízdy, fungují jako páky, když odpružení pracuje ve svislém směru.
Jako elastické prvky mohou být torzní tyče použity jako součást zavěšení široké škály kinematických schémat - s vlečenými nebo příčnými pákami, s výkyvnými hřídelemi náprav, jako je "MacPherson" a tak dále. Jejich nejtypičtější použití je však buď v závěsech s dvojitým příčným ramenem nebo dvojitým vlečeným ramenem.
Nejdůsledněji používané torzní tyče ve dvojitém lichoběžníkovém zavěšení byly americké společnosti Chrysler. První varianta (značka TorsionAire ), používaná v letech 1957 až 1989, obsahovala dvě podélné torzní tyče v podobě ocelových tyčí vedených podél podélníků rámu, které sloužily jako nápravy spodních ramen zavěšení. Během dlouhodobého provozu měl vážnou nevýhodu spojenou se zranitelností nízko položených uložení torzních tyčí vůči korozi. Druhá možnost byla použita na vybraných firemních modelech po roce 1976 (platformy Chrysler F a M), používala příčné torzní tyče, z nichž každá by se dala přirovnat k principu činnosti stabilizátoru v tradičním zavěšení - s rozdílem že příčné torzní tyče mají na jedné straně pevné uchycení a stabilizátor je upevněn pouze na ramenech zavěšení, v místech připevnění k rámu nebo karoserii se může volně otáčet, takže při stlačení zavěšení stabilizátor nefunguje nebo odražené současně z obou stran - pouze s protilehlými koly. Věřilo se, že vozy s nejnovější možností odpružení poskytují vyšší úroveň komfortu za cenu horší ovladatelnosti ve srovnání s vozy používajícími podélné torzní tyče, i když to pravděpodobně odkazuje spíše na nastavení odpružení než na základní rysy jeho konstrukce.
Podobné konstrukce byly také použity na vozech Citroen (jedna z prvních aplikací, již v polovině 30. let), Simka ( Simca-Chrysler 1307 ), Renault ( Renault 4 ) a Fiat ( Fiat 1800 ) a řada dalších), výkonné modely ZIL (114, 117, 4104), Morris Marina , Alfa Romeo (Giulietta, GTV, 75) a další. Na vozech Packard modelů z roku 1955 a 1956 byly přední i zadní zavěšení tvořeny torzní příčkou a přední a zadní kola na každé straně používaly společnou torzní příčku. Speciální elektrické pohony změnily úhel zkroucení torzních tyčí, což umožnilo upravit světlou výšku „za pohybu“ - pro ty roky to byl velmi odvážný nápad, i když ve specifické implementaci na Packardech byla úroveň spolehlivosti této jednotky vůbec neodpovídaly míře její novosti.
Mnoho francouzských aut s pohonem předních kol používalo jedno zadní zavěšení vlečného ramene s jednou společnou torzní příčkou nebo dvěma, jednou na každou stranu, jejichž příklady jsou Renault 4 a Renault 16 ; posledně jmenovaný je kuriózní v tom, že kvůli použití dvou torzních tyčí umístěných po jedné měl odlišný rozvor vpravo a vlevo, protože jedna z torzních tyčí byla konstrukčně umístěna za druhou. Navzdory kinematickým nedokonalostem byl tento typ odpružení běžný ve Francii až do 80. a dokonce 90. let 20. století kvůli možnosti umístit zcela rovnou podlahu zavazadlového prostoru nízko mezi páky, což bylo výhodné pro vozy s hatchbacky a „ hatchbacky “ , které tam byly velmi oblíbené. vagon.“ Všechny modely LuAZ měly také zavěšení torzní tyče na vlečených ramenech . U vozidel s pohonem zadních kol bylo takové zavěšení použito pouze v rané fázi vývoje automobilového průmyslu (viz obrázek), protože se ukázalo, že při pohonu na zadní nápravu neposkytuje potřebnou stabilitu a kontrolu. parametry.
Známá variace předního zavěšení s dvojitým vlečeným ramenem torzní tyče byla vyvinuta rakouským inženýrem Ferdinandem Porsche a byla poprvé použita na závodním voze Auto Union Type-A . Všechny ostatní závodní Auto Union, Volkswagen Beetle , Volkswagen typ-82 a poválečné „ Porsche 356 “ byly vybaveny podobným zavěšením. V tomto zavěšení byly torzní tyče ve formě pružných tyčí umístěny příčně nad sebou a byly uzavřeny v ocelových trubkách, které hrály roli příčného nosníku zavěšení, a jejich konce byly spojeny s čepy řízení. Všechny modely Záporoží a motorizovaný kočár S3D měly podobné zavěšení , torzní tyče byly naskládané deskové, čtvercového průřezu. Hlavní výhodou takového závěsu je jeho větší kompaktnost v podélném i vertikálním směru. Kromě toho je příčný nosník zavěšení umístěn daleko před nápravou předního kola, což umožňuje posunout kabinu hodně dopředu a umístit nohy řidiče a spolujezdce mezi podběhy předních kol, což umožnilo výrazně snížit délku vozu s motorem vzadu. Zároveň se však kufr umístěný vpředu ukázal jako objemově velmi skromný - právě kvůli příčnému nosníku zavěšení nesenému daleko dopředu. Z hlediska kinematiky je toto zavěšení nedokonalé: i když je ve srovnání s jednoduchými vlečenými rameny menší, stále dochází k výrazným změnám v rozvoru při odskocích a kompresních zdvihech a také dochází k výrazné změně odklonu při naklánění karoserie. K tomu je třeba dodat, že páky v něm musí vnímat velká ohybová a torzní zatížení jak od svislých, tak i bočních sil, čímž jsou značně masivní.
U Fiatu 130 a Porsche 911 byly v zavěšení MacPherson použity podélné torzní tyče [3] .
Obecně se závěsy s torzními tyčemi vyznačují kompaktností, což například u Simky a Renaultu umožnilo umístit mezi páky pohony předních kol, což by při použití pružin bylo velmi obtížné. Vzhledem k zásadní linearitě torzní tyče jako silového prvku (konstantní tuhost v rozsahu zatížení) však není plynulost jízdy tak vysoká jako u pružinových a pružinových odpružení.
Torzní tyč se používá také v dalším velmi běžném typu zavěšení - polonezávislé s konjugovanými pákami, používané jako zadní u modelů s pohonem předních kol. Současně jsou hlavními elastickými prvky v něm zkroucené pružiny, nikoli torzní tyč; na rovné silnici funguje jako konvenční závislá na protínajících se vlečených ramenech a na nerovném povrchu dostávají kola díky zkroucení nosníků odpružení určitou míru nezávislosti, což zvyšuje plynulost jízdy a zlepšuje příčné schopnost země. Toto odpružení bylo vyvinuto Audi v sedmdesátých letech, poté bylo velmi široce používáno a nadále se používá zpravidla na levných modelech.
| Podvozek tanku | ||
|---|---|---|
| stěhovák housenky |
| |
| Suspenze |
| |