Probleme mit dem Torsionsstrahl. Was ist eine Drehstabfederung und wie funktioniert sie, wie funktioniert sie

Bei den Konstruktionen moderner Einzelradaufhängungen kann neben einer Feder oder einem Pneumatikzylinder auch ein Torsionsstab (Torsion, übersetzt aus dem Französischen) als Hauptfederelement verwendet werden. Die Drehstabfederung bietet dem Auto eine Reihe von Vorteilen, von denen der hohe Fahrkomfort und die Kompaktheit der Federung im Vordergrund stehen. Seine erheblichen Nachteile in Form eines schlechteren Fahrverhaltens und einer schlechteren Rollfähigkeit des Autos erlauben jedoch nicht die Verwendung von Torsionsstäben in der Masse moderner Personenkraftwagen.

Geschichte des Aussehens

Die Drehstabfederung wird seit Mitte der 1930er Jahre bei Fahrzeugen der französischen Marke Citroen eingesetzt. In den 1940er Jahren wurden Torsionsstäbe bei Porsche-Rennwagen eingesetzt.

Legendäres französisches Auto Renault 16 mit Drehstabfederung

Anschließend wurden sie von vielen anderen Autoherstellern verwendet. Zum Beispiel Renault, ZiL und Chrysler. Der Einsatz der Drehstabfederung erfolgte in erster Linie wegen der guten Fahreigenschaften und der schlichten Konstruktion.

Was ist ein Torsionsstab?

Die Torsionsvorrichtung ist eine Metallwelle oder -stange, die sich in eine Richtung verdreht. Im Querschnitt kann der Torsionsstab rund oder quadratisch sein, seltener plattenförmig - bestehend aus mehreren Schichten, die in Torsion zusammenwirken.

Eines der Enden des Torsionsstabes ist mittels einer Keilverbindung starr am Tragarm der Aufhängung befestigt, das zweite ist ebenfalls an der Karosserie oder dem Rahmen des Autos befestigt. Die Drehachse des Hebels und die Verdrehachse des Torsionsstabes liegen auf derselben Linie. Mit einer berechneten Verwindungssteifigkeit unter Last trägt der Torsionsstab das Gewicht des Fahrzeugs und sorgt bei Bewegungen des Arms für eine wirksame elastische Verbindung zwischen Federung und Karosserie. Das Wirkprinzip des Drehstabs wird auch beim Stabilisator mit gegenläufigen Federwegen einer Achse genutzt.

Die Stahllegierung, aus der der Torsionsstab besteht, hat hohe Elastizitäts- und Dauerfestigkeitseigenschaften und kann längeren Belastungen standhalten, ohne ihre Eigenschaften zu verschlechtern. Schaftlänge und -dicke beeinflussen auch die Federungsleistung und -weichheit. Zum Schutz vor Rost und Zerstörung ist die Oberfläche des Torsionsstabes mit einem speziellen Korrosionsschutzmittel oder einer gummierten Beschichtung versehen.

Das Funktionsprinzip der Drehstabfederung

Die Drehstabfederung funktioniert wie eine Feder, Blattfeder oder Luftfederung. Als Federelement wirkt ein Stahlstab - Torsionsstab. Im Betrieb der Federung wird vom Tragarm eine Kraft auf den Torsionsstab übertragen, die den Stab bis zu einem gewissen Grad verwinden lässt. Danach kehrt das elastische Element in seinen ursprünglichen Zustand zurück und richtet die Position des Hebels aus.

Arten von Torsionsaufhängungen

Einzelradaufhängung mit Drehstabfederung vorn an Querlenkern

Die vordere Drehstabfederung an Querlenkern (je nach Ausführung ein oder zwei) besteht aus folgenden Elementen:

• Ein längs positionierter Torsionsstab, der zum Verdrehen dient und die Feder ersetzt.
• Der untere oder obere Arm, der die Hauptlast aufnimmt, über den die Kraft auf den Torsionsstab übertragen wird.
• Dämpfungselement - erfüllt die Funktion der Schwingungsdämpfung.
• , ausgleicht das Wanken der Karosserie während der Fahrt.

Die Kompaktheit der vorderen Querlenker-Drehstabfederung ermöglicht eine effiziente Nutzung des Freiraums. Zum Beispiel für den Einbau von massiven Radantrieben. In dieser Hinsicht haben sich Torsionsstäbe bei der Herstellung von Geländefahrzeugen mit Rahmen durchgesetzt, die erhöhte Geländegängigkeit mit einer weichen Federung kombinieren. Zum Beispiel Toyota Land Cruiser 100 (Drehstabhalterung am Unterarm) und Toyota Hilux Surf (Drehstab am Oberarm). Auch an der Vorderachse von Nutzfahrzeugen kommen Torsionsstäbe zum Einsatz.

Einzelradaufhängung hinten mit quer verlaufenden Torsionsstäben

Bei der Ausführung der Hinterradaufhängungen mit Längsanordnung der Hebel sind die Torsionsstäbe quer eingebaut. Das legendäre französische Auto Renault 16, das bis in die 1990er Jahre produziert wurde, war mit einer Vorderradaufhängung mit längs angeordneten Torsionsstäben und einer Hinterradaufhängung mit quer angeordneten Federn ausgestattet.

Ein Merkmal der elastischen Elemente der Hinterradaufhängung war ihre Position - eines war hinter dem anderen, was konstruktiv einen Unterschied im Radstand an den Seiten des Autos anzog (eines der Räder war einige Zentimeter näher an der Front). Das Handling und die Stabilität des Autos ließen zu wünschen übrig, aber es war die Kompaktheit der Drehstabfederung, die das Volumen des Gepäckraums deutlich vergrößerte, was die Popularität des Modells maßgeblich bestimmte. Derzeit wird ein solches Aufhängungsschema von Autoherstellern nicht verwendet.

Halbunabhängiger hinterer Verbundlenker

Der halbunabhängige U-förmige Torsionsstab, der über einen integrierten elastischen Stab verfügt, wird biegesteifer. Gleichzeitig ermöglicht es, dass sich die Räder einer Achse beim Überfahren von Unebenheiten geringfügig relativ zueinander bewegen. Dies verbessert das Handling und die Stabilität des Fahrzeugs. Diese Federung wird an der Hinterachse der meisten preisgünstigen Fahrzeuge mit Frontantrieb verwendet.

Für eine komfortable Fahrt auf unebenen Straßen ist eine elastische Verbindung zwischen den Rädern und der Karosserie notwendig. Eine Möglichkeit, diese Verbindung bereitzustellen, besteht in der Verwendung einer Torsionsstabaufhängung. Es wird aufgrund seiner Kompaktheit, Einfachheit des Designs und seiner hohen Zuverlässigkeit in der Automobilindustrie aktiv eingesetzt.

Drehstabfederung – was ist das?

Der Torsionsstab ist eine Welle aus wärmebehandeltem Spezialfederstahl. An die Legierung werden sehr strenge Anforderungen gestellt. Es muss Dauerbelastungen standhalten, ohne seine ursprünglichen Eigenschaften zu verlieren. Davon hängt die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der gesamten Federung ab. Um die negativen Auswirkungen der äußeren Umgebung zu reduzieren, ist der Torsionsstab mit einem Korrosionsschutzmittel und einer Farbe bedeckt. Am besten vor Rost geschützt sind die mit einer gummierten Masse überzogenen Schäfte.

Während das Auto Unebenheiten überwindet, arbeiten die Torsionsstäbe für das Verdrehen in eine Richtung. Je nach Konstruktionsmerkmalen sind dies:

• runden;
• Quadrat;
• rechteckig;
• aus mehreren Metallschichten rekrutiert.

Die Enden des Torsionsstabes sind starr befestigt an:

• Tragarm;
• Karosserie oder Rahmen des Autos (je nach Ausführung).

Die Fixierung erfolgt mittels Splines. Die Befestigung an der Karosserie kann mit einem anderen als einem runden Profil realisiert werden. Für den normalen Betrieb der Federung müssen der Drehpunkt des Hebels und die Torsionsachse auf einer Linie liegen.

Der Torsionswiderstand ist so berechnet, dass der Torsionsstab das Gewicht des Fahrzeugs tragen kann und gleichzeitig dem Hebel die Bewegung ermöglicht, wodurch eine elastische Verbindung zwischen den Rädern und der Karosserie entsteht. Die Steifigkeit der Aufhängung wird durch die Form, Elastizität der Legierung, Länge und andere Leistungsmerkmale des Torsionsstabs beeinflusst.

Gerät und Funktionsprinzip

Das Bild unten zeigt eine Drehstabfederung, deren Prinzip darin besteht, die Karosserie durch Dämpfung mit einer Federwelle vor zu hohen Belastungen der Räder zu schützen. Bei der Überwindung der Fahrbahnunebenheiten wird der Torsionsstab verdreht und sorgt so für maximale Laufruhe. Am Ende der Überquerung des Hindernisses kehrt der Torsionsstab in seine Ausgangsposition zurück.

Die Last wird gleichmäßig über den gesamten Mechanismus verteilt. Im Prinzip gleicht es einer Feder – aber der Torsionsstab zeigt den besten Wirkungsgrad.

Die Drehstabfederungseinrichtung nimmt während der Einwirkung der Hub- und Senkkräfte auf das Rad eine konstante Torsionsspannung auf die elastische Welle auf. Daher ist das Fehlen von Verformungsänderungen des Torsionsstabes die Hauptanforderung an das Produkt.

Arten von Aufhängungen

Für die Anordnung der Torsionsstäbe gibt es 2 Möglichkeiten:

• quer;
• längs.

Die Queranordnung der Torsionswelle hat in Leichtfahrzeugen Anwendung gefunden. Typischerweise wird diese Art der Aufhängung in Fahrzeugen mit Hinterradantrieb verwendet. Sein Merkmal ist die Anordnung von Wellen entlang des Maschinenkörpers.

Längstorsionsstäbe werden bei großen, schweren Lastkraftwagen verwendet. Es gab Versuche, sie in leichten Fahrzeugen zu verwenden, aber diese Praxis hat sich nicht weit verbreitet.

Derzeit werden in der Automobilindustrie Aufhängungen von 3 Hauptstrukturen verwendet:

1. Vorne unabhängig durch Querwellen.
2. Hinten unabhängig mit quer verlaufenden Torsionsstäben.
3. Halbunabhängiges Heck.

Frontunabhängig

Die vordere unabhängige Drehstabfederung umfasst die folgenden Elemente:

• Längstorsionsstab. Bietet eine sehr ruhige Fahrt.
• Hebelarm. Überträgt Kraft und bewirkt, dass sich die Torsion verdreht.
• Stoßdämpfer. Dient zur Dämpfung von Schwingungen, die im Fahrwerk des Autos auftreten.
• Stabilisator. Minimiert das Wanken der Karosserie während der Fahrt. Verbessert das Fahrzeughandling.

Bei schweren SUVs kommt die unabhängige Drehstabfederung vorne zum Einsatz. Das schafft Platz für einen kraftvollen Radantrieb.

Hinten unabhängig

Die Quertorsionsstäbe der Hinterradaufhängung sind mit den Längslenkern gepaart. Ein Beispiel für den Aufbau ist im Bild unten gezeigt.

Ein interessantes Beispiel für ein Auto mit quer verlaufenden Torsionswellen und Längslenkern ist der Renault 16. Das Auto hat rechts und links unterschiedliche Radstände. Der Abstand zwischen Vorder- und Hinterrad rechts und links unterscheidet sich um mehrere Zentimeter. Der Grund für diese Engineering-Lösung ist die sequentielle Anordnung der Wellen hintereinander. Dies verschlechterte das Fahrverhalten des Autos geringfügig, ermöglichte jedoch eine Vergrößerung des Gepäckraums.

Halbunabhängiges Heck

Diese Art der Aufhängung basiert auf einem Torsionsstab, der eine U-Form hat. Die Längslenker befinden sich auf jeder Seite. Der Balken verbindet sie miteinander. Die Hebel sind einerseits an der Karosserie und andererseits an der Radnabe befestigt.

Der Balken widersteht dem Biegen gut. Darüber hinaus verhindert seine Form absolut nicht, dass es sich kräuselt. Die Räder können sich in der vertikalen Ebene relativ zueinander geringfügig bewegen. Die Position des Torsionsbalkens ist in der Abbildung unten zu sehen.

Die halbunabhängige Federung wird in preisgünstigen Fahrzeugen mit Frontantrieb verwendet. Dies liegt an der Einfachheit des Designs und dem niedrigen Preis solcher Maschinen.

Vor- und Nachteile der Verwendung von Torsionsstäben

Die Drehstabfederung hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Vorteile einer Drehstabfederung sind:

• Laufruhe des Autos;
• die Möglichkeit, die Höhe einzustellen, wodurch die Bodenfreiheit leicht geändert werden kann;
• Kompaktheit und Einfachheit;
• gute Wartbarkeit;
• Verlässlichkeit.

Die Nachteile einer Drehstabfederung sind wie folgt:

• hohe Abhängigkeit der Federungssteifigkeit von der Qualität der Torsionsstäbe;
• die Komplexität der Herstellung elastischer Wellen;
• das Fahren ist schwierig - Kurven sind zu einfach.

Abschluss

Die Drehstabfederung wird aktiv in schweren Geräten, SUVs sowie in Autos des Budgetsegments eingesetzt. Seine Einfachheit, Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und hervorragende andere Leistungsmerkmale ermöglichten den Einsatz bei Fahrzeugen, die kein gutes Fahrverhalten bei hoher Geschwindigkeit erfordern, da das Fahrwerk für ein sportlich-dynamisches Fahren dieser Art leider überhaupt nicht geeignet ist.

Drehstabfederung

Quadratischer Torsionsstab

Im Zusammenhang mit dem Projekt zur "großen" Modernisierung des T-34-Panzers in der UdSSR wurde bereits im September 1940 die Frage nach der Entwicklung der Federung aufgeworfen. Am 19. November 1940 verpflichtete der Beschluss des Verteidigungsausschusses Nr. 428 die NKSM und die NKO bis zum 1. Januar 1941, Vorschläge für den Übergang zur Produktion von T-34-Panzern mit einem neuen Fahrgestell mit Drehstabfederung vorzulegen. Die vom Konstruktionsbüro des Werkes Nr. 183 entwickelte Konstruktion der Drehstabfederung sah die Verwendung vorhandener Rollen und Balancer vor. Aufgrund seiner Verwendung wurde das Volumen des Kampfraums um 20% erhöht, wodurch der Kraftstoffvorrat auf 750 Liter erhöht und im Getrieberaum platziert werden konnte. Gleichzeitig wurde das Gewicht der Aufhängung selbst um 300-400 kg reduziert.

In Großbritannien wurden parallel zu den Federn teleskopierbare hydraulische Stoßdämpfer eingebaut, wodurch die Neigung der Christie's-Aufhängung zu Karosserielängsschwingungen eliminiert und der Fahrkomfort deutlich erhöht wurde.

Torsionsstäbe in Autoaufhängungen

Der Stabilisator ist im Wesentlichen ein Torsionsstab, der dem Wanken des Fahrzeugs widerstehen soll. Es wird in der Nabeneinheit des linken Rades befestigt, geht dann in Bewegungsrichtung zur Scharnierbefestigung an der Karosserie, dann in seitlicher Richtung zur gegenüberliegenden Fahrzeugseite, wo es spiegelartig montiert ist ähnlich der ersten Seite. Die in Fahrtrichtung verlaufenden Torsionsstäbe wirken als Hebel, wenn die Federung in vertikaler Richtung arbeitet.

Längs angeordnete Torsionsstäbe - Torsionsstäbe werden als elastische Elemente verwendet.

Die Torsionsstäbe können sowohl längs (in diesem Fall dienen sie gleichzeitig als Achsen der Querlenker in der Parallelogrammaufhängung, normalerweise niedriger) als auch quer (im zweiten Fall kann jeder von ihnen mit dem Funktionsprinzip verglichen werden) angeordnet werden des Stabilisators in einer traditionellen Aufhängung, mit dem Unterschied, dass die Querdrehstäbe auf einer Seite fest montiert sind und der Stabilisator nur an den Querlenkern an den Befestigungspunkten am Rahmen oder an der Karosserie befestigt ist, es kann sich frei drehen, daher funktioniert der Stabilisator nicht, wenn die Federung gleichzeitig von beiden Seiten ein- oder ausgefedert wird - nur bei entgegengesetztem Federweg gegenüberliegende Räder)

Sportwagen aus den vierziger Jahren. der Torsionsträger lag quer und war starr am Rahmen befestigt

Diese Vorderradaufhängung wurde seit den fünfziger Jahren bei vielen Packard-, Chrysler- und Fiat-Fahrzeugen, sowjetischen Pkw ZIL und einigen Modellen der französischen Firma Simca, die in der jahrelangen Zusammenarbeit mit Chrysler entstanden sind (z. B. Simca 1307), verwendet.

Es zeichnet sich durch hohe Laufruhe und Kompaktheit aus (die es beispielsweise ermöglichte, Vorderradantriebe zwischen den Hebeln der Simka zu platzieren).

Torsionsstäbe wurden in den 1950er - 1960er Jahren aufgrund ihrer Kompaktheit und relativ einfachen Herstellung häufig bei Kleinwagen verwendet.

Auf ihnen befand sich in der Regel ein Torsionsbalken (oder Balken) quer und war starr am Rahmen befestigt, in diesem Fall ist die Aufhängung strukturell der oben beschriebenen Tankaufhängung ähnlich. An den Enden des Torsionsstabes (Torsion Bars) wurden Längsschwinghebel angebracht, die über ein Drehgelenk oder Kugellager direkt mit dem Rad oder mit der Lenkfaust verbunden waren.

Bei vielen französischen Autos hatte ein ähnliches Design, aber mit einem Torsionsstab (oder zwei, einer pro Seite), eine Hinterradaufhängung, Beispiele sind Renault 4, Renault 16 und andere; Letzteres ist insofern kurios, dass es aufgrund der Verwendung von zwei an Bord befindlichen Torsionsstäben rechts und links einen unterschiedlichen Radstand hatte, da sich einer der Torsionsstäbe strukturell hinter dem zweiten befand - Bild. Diese Aufhängungsoption war in Frankreich bis in die 1980er und sogar in die 1990er Jahre üblich, dank der Möglichkeit, einen völlig ebenen Boden zwischen den Armen zu schaffen, was für die dort sehr beliebten Fließheck- und Kombis von Vorteil war.

Bei allen Modellen des LuAZ-Autos wurden auch Quertorsionsstäbe verwendet.

Federung mit längs liegende zylindrische Torsionsstäbe wurden in der Regel bei relativ großen und schweren Personenkraftwagen verwendet - wie Imperial (USA, 1957-75), Packard 1955-56 oder ZIL-Vertretermodelle (-114, -117, 4104), - aber ebenfalls und relativ kompakt: Fiat 130, Renault 4, Simca 1307, Morris Marina, Alfa Romeo (Giulietta, GTV, 75).

Es entsprach in seiner Konstruktion meist einer herkömmlichen Doppelquerlenker-Aufhängung, verwendete jedoch statt Federn Torsionsstäbe, die meist mit den unteren Querlenkern verbunden waren und gleichzeitig die Rolle deren Achsen spielten. Im Vergleich zur Federaufhängung ermöglichte ein derartiger Torsionsstab eine höhere Laufruhe und Kontrollierbarkeit.

Bei Packard-Autos veränderten spezielle Elektroantriebe den Drehwinkel der Torsionsstäbe, was es ermöglichte, lange vor dem Aufkommen von hydropneumatischen und Luftfederungen (wie sie bei Lowridern oder Citroen-Autos verbaut wurden) die Bodenfreiheit "ein" einzustellen the go" - für diese Jahre eine sehr gewagte Idee (leider entsprach die Zuverlässigkeit dieses Geräts in einer spezifischen Implementierung auf den "Packards" überhaupt nicht dem Niveau seiner Neuheit).

Im Langzeitbetrieb von Aufhängungen mit Längsdrehstab zeigte sich ein gravierender Nachteil dieser Konstruktion, verbunden mit der Korrosionsanfälligkeit tiefliegender Drehstablagerungen.

Darüber hinaus gab es bei einigen Autos des Chrysler-Konzerns auch eine Art Aufhängung, bei der in Verbindung mit Doppelquerlenkern quer Torsionsstäbe, die eine größere Kompaktheit ermöglichten; in ihrer Lage und Wirkung ähnelten sie in gewisser Weise der "Hälfte" des Stabilisators in der üblichen Aufhängung, wobei eines der Enden am unteren Querlenker und das andere fest am Rahmen oder Hilfsrahmen des Körper (Diagramm).

Pkw-Aufhängung an Doppellenkern

Diese Aufhängung hat auf jeder Seite zwei Längslenker. In der Regel wurde eine solche Federung an der Vorderachse relativ langsamlaufender Heckmotorwagen eingesetzt – typische Beispiele für den Einsatz sind der Volkswagen Käfer und die ersten Generationen des Volkswagen Transporters, auch frühe Modelle von Porsche-Sportwagen wie die motorisierten Wagen S-3D und Saporozhets.

Alle hatten im Wesentlichen ein gemeinsames Design (das sogenannte "Porsche-System", zu Ehren des Erfinders) - übereinander liegende Quertorsionswellen wurden als elastische Elemente verwendet, die ein Hebelpaar verbanden, und die Torsionsstäbe waren in den Rohren eingeschlossen, die den Querträger der Aufhängung bildeten (in späteren Modellen "Zaporozhets" wurden neben Torsionsstäben als zusätzliche elastische Elemente auch zylindrische Schraubenfedern um die Stoßdämpfer herum verwendet).

Volkswagen Käfer

Der Hauptvorteil einer solchen Aufhängung ist ihre große Kompaktheit in Längs- und Vertikalrichtung. Zudem befindet sich der Federungsquerträger weit vor der Vorderradachse, was es ermöglicht, den Innenraum stark nach vorn zu verlagern und die Beine von Fahrer und Beifahrer zwischen die vorderen Radhäuser zu legen, wodurch die Länge des Heckmotorwagens. Gleichzeitig fällt der vorn liegende Kofferraum aber gerade wegen des weit nach vorn verlängerten Federungsquerträgers sehr bescheiden aus.

Aus kinematischer Sicht ist diese Federung unvollkommen: Obwohl kleiner im Vergleich zu Einzellenkern, ändert sich der Radstand bei Zug- und Druckstößen dennoch deutlich, und auch der Radsturz ändert sich beim Wanken stark. Hinzu kommt, dass die Hebel darin große Biege- und Torsionsbelastungen sowohl durch vertikale als auch durch seitliche Kräfte aufnehmen müssen, was sie ziemlich massiv macht.

Drehstabfederung des Autos (mit gekoppelten Hebeln)

Eine sehr verbreitete Art der halbunabhängigen Hinterradaufhängung mit zwei Längslenkern, die durch einen Verbundlenker verbunden sind. Die wichtigsten elastischen Elemente waren Schraubenfedern, kein Torsionsstab. Es wurde in den siebziger Jahren von Audi entwickelt und war danach sehr weit verbreitet (und wird heute in der Regel bei Budgetmodellen verwendet) als Heck bei Frontantriebsautos.

Quellen von

Notizen (Bearbeiten)

• Torsion in der Armored Encyclopedia

siehe auch

Der Torsionsstab ist das Hauptfederungselement. Es ist ein zylindrischer Metallstab. Sein Hauptmerkmal ist seine hohe Elastizität. Für seine Herstellung wird nur starker Stahl verwendet, da er sonst beim Verdrehen nicht federt. In diesem Fall durchläuft das Ausgangsmaterial zwangsläufig eine spezielle Wärmebehandlung.

Große Torsionswinkel und hohe Torsionsspannungen mechanischer Art werden ohne bleibende Verformung problemlos toleriert. Der Querschnitt für Torsionsstäbe ist rund oder eckig. Außerdem können sie Metallfedern in sich haben.

Das Funktionsprinzip der Drehstabfederung ist wie folgt: Der Drehstab ist an einem Ende am Fahrzeugrahmen befestigt. Das andere Ende ist über einen speziellen Hebel mit der Radnabe verbunden. Die Federreaktion tritt auf, wenn sich das Rad in einer vertikalen Ebene bewegt, dann verdreht sich der Torsionsstab. Dadurch bilden das bewegliche Chassis des Fahrzeugs und die Karosserie eine starke und sichere Verbindung. Hydraulische Stoßdämpfer und Schraubenfedern machen dieses Teil noch zuverlässiger. Bis vor kurzem verwendeten viele Autos ein solches Federungssystem.

• Doppelquerlenker.
  Der Torsionsstab ist parallel zum Körper. Dadurch kann die Länge dieses Teils in einem weiten Bereich angepasst werden. Ein Ende der Aufhängung ist am Fahrzeugrahmen und das andere am Querlenker befestigt. Im SUV-Bau sind solche Teile oft die Vorderradaufhängung.
• Auf Längslenkern.
  Der Torsionsstab befindet sich in der Querzone des Körpers. Dieses System dient hauptsächlich als Hinterradaufhängung.
• Gebundene Längslenker.
  Die beiden Längslenker werden zu Führungselementen. Der Balken sorgt für ihre zuverlässige Verbindung. Bei Fahrzeugen mit Frontantrieb entsteht so die Hinterradaufhängung.

Solche Strukturen sind oft notwendig, um ein automatisches Fahrzeug auszurichten. Und mit einem Motor, der die Balken zusammenzieht, um die Steifigkeit zu erhöhen.

Vorteile der Drehstabfederung

• Wenn ein Rollen auftritt, erhält das Auto ein besseres Handling.
• Einfache Einstellung, lange Serviceintervalle
• Hohe Wartbarkeit, Zuverlässigkeit
• Jetzt können Sie ganz einfach den gewünschten Wert für die Bodenfreiheit einstellen. Und es müssen keine gravierenden Details im Design geändert werden.
• Das Gewicht bleibt immer leicht
• Wartung und Installation sind so einfach wie möglich
• Im Vergleich zum Federsystem hat dieses eine viel kompaktere Größe. Nimmt weniger freien Speicherplatz ein.

Das Anziehen der Befestigungsschrauben ist die Hauptaufgabe von Drehstabfederungen. Ein einfacher Schraubenschlüssel reicht aus, um dieses Problem zu lösen. Ziehen Sie jedoch nicht alles zu fest an, da sonst die Steifigkeitsindikatoren steigen.

Nachteile von Torsionsstäben

• Übersteuern. Fast alle Autos, bei denen diese Federung verbaut ist, sind dafür anfällig. Der Fahrer sollte bei Kurvenfahrten besonders vorsichtig sein, da das Fahrzeug in diesem Moment möglicherweise einfach in die andere Richtung abbiegt. Bei Fahrzeugen der Marke ZAZ mit niedriger Geschwindigkeit macht sich dieses Problem besonders bemerkbar.
• Die Verarbeitungs- und Fertigungstechnik von Torsionsstäben sind an sich recht komplexe Prozesse. Aber ansonsten können die Hersteller nicht die richtige Materialelastizität und hohe Festigkeit bieten. Auf spezielle Verfahren zum Härten der Oberfläche kann nicht verzichtet werden, da das Metall sonst nicht gegen Risse an der Oberfläche beständig ist. Auch Plastiksedimente werden verwendet. Aber auch das hält diejenigen nicht davon ab, mit Torsionsstäben für mehr Komfort beim Reisen in unterschiedlichsten Terrains zu sorgen.
• Nadellager sind dort vorhanden, wo die Arme an den Enden des Torsionsbalkens befestigt sind. Dieses System hat eine etwas begrenzte Kilometerleistung. Durch Risse in den Dichtungen und Dichtungen dringen Schmutz, Wasser und Staub in die Lager ein, wodurch die Lager selbst schneller versagen. Dabei spielen Fahrintensität und Fahrstil keine besondere Rolle. Viel wichtiger ist der Einfluss korrosiver Umgebungen sowie die Alterung des Gummimaterials.

Aber dank des hohen modernen Serviceniveaus lässt sich das Problem einfach lösen, indem nur die Lager oder die Wellendichtringe gewechselt werden. Manchmal braucht man Reparaturen, Austausch des Torsionsträgers, aber das ist nur im schlimmsten Fall der Fall.

Merkmale des Torsionssystems

Bei Verwendung von Torsionsstäben ist es ziemlich schwierig, ein unabhängiges Federungssystem zu erhalten, das den erforderlichen Komfort vollständig bietet. Dies ist zum Teil der Grund, warum Teile noch nicht weit verbreitet sind. Aber wenn der Torsionsstab noch vorhanden ist, wird das System ziemlich frei. Rotierende Stoßdämpfer am Ende des Balkens ermöglichen bessere Ergebnisse.

Dank dieser Lösung kann der Benutzer eine größere Laufruhe und Radunabhängigkeit erzielen. Diese Aufhängung ist eine besonders effektive Lösung bei großen Autos, wo sie ständig starken Belastungen ausgesetzt sind.

Torsionsstäbe, aus der Geschichte ihrer Entwicklung

Der Volkswagen Käfer ist das erste Auto, das Teile mit ähnlichen Funktionen verwendet, Hauptzweck. Es erschien im 20. Jahrhundert, in den 30er Jahren. Die erste Modernisierung des Torsionsstabes führte der tschechische Wissenschaftler Ledvinka durch. In den gleichen 30er Jahren wurden Torsionsstäbe an Tatra-Autos geliefert. Bis zum Ende des Jahrzehnts wurde das System überall und auf Geräten von Ferdinand Porsche und seiner Firma eingesetzt.

Das geringe Gewicht des Fahrwerks war damals ein großer Vorteil für den österreichischen Ingenieur. Es war vor allem bei Autos für Sportwettkämpfe der Armee gefragt. Auch bei SUVs war dieses Detail nicht überflüssig. Dieser Vorteil von Torsionsstäben bleibt auch in der modernen Welt relevant. Auch die Doppelhebel-Torsionsstäbe waren eine Erfindung von Ferdinand Porsche. Querstäbe wurden in Stahlrohre dieser Konstruktionen eingebracht. Dieses Detail war der sogenannte Torsionsbalken.

Die Abhängigkeit der Federungssteifigkeit von der Länge des Verbundlenkers ist ein Konstruktionsvorteil, den der französische Ingenieur André Lefebvre nutzt. Dann schuf er das Citroen TA-Auto. Die Federung wurde weicher, je länger der Torsionsstab war. Die auf der Fahrbahn auftretende Last wird über den gesamten Rahmen verteilt. Dies wird durch eine lange Welle erreicht, die sich entlang der Längsachse der gesamten Maschine befindet.

In Kraftfahrzeugen und gepanzerten Fahrzeugen wurden Torsionsstäbe auch aktiv verwendet, insbesondere in Kriegszeiten. Und dann verbreiteten sie sich weiter, nachdem sie den Test der Zeit bestanden hatten. In den Ländern Europas, Amerikas wurde dieses System von fast allen Autoherstellern verwendet. Auch in der Sowjetunion setzte sich das Detail schnell durch. Wenn die Drehstabfederung etwas locker ist, besteht kein Grund zur Sorge. Es reicht aus, einen normalen Schraubenschlüssel zu verwenden, um die Position einzustellen. Es ist viel schwieriger, mit Federstrukturen zu arbeiten, aber hier ist alles einfach und übersichtlich.

Die Entwicklung des Autos entwickelt sich in zwei Hauptrichtungen. Verbesserung der wirtschaftlichen und betrieblichen Leistung und Erhöhung des Fahrer- und Passagierkomforts. Eine gelungene Designlösung erfüllt beide Kriterien. Zum Beispiel eine Drehstabfederung. Es wurde in den fernen 30er Jahren des letzten Jahrhunderts an einem Volkswagen Käfer getestet. Das System hat sich erfolgreich in der Automobilindustrie etabliert und bis heute überlebt.

Was ist ein Torsionsstab?

In direkter Übersetzung aus dem Französischen bedeutet das Wort "Torsion" verdrehen... Dieser Effekt bzw. die Fähigkeit eines Metallteils mit besonderen elastischen Eigenschaften, in seine ursprüngliche Lage zurückzukehren, war der Grund für den Einsatz in der Konstruktion vieler Maschinen. Das Teil ist ein rundes oder profiliertes Stahlsegment. Manchmal wird ein Set mit separaten Platten verwendet, das spezifische Eigenschaften hat. Im Folgenden werden die Typen, das Funktionsprinzip und die Eigenschaften des Mechanismus betrachtet.

Arbeitsprinzip

Vor dem Aufkommen von Einzelradaufhängungen war der Torsionsstab der effektivste Weg, um den elastischen Kontakt zwischen Rad und Fahrbahn sicherzustellen. Der Konstrukteur hört jedoch nicht auf, diesen Mechanismus bis heute zu verbessern. Daher finden Sie es bei sehr prestigeträchtigen und teuren Modellen. Der Grund für diese Langlebigkeit war das Arbeitsprinzip:

• Das Ändern der Position des Rades aktiviert den Mechanismus, zu dem der Torsionsstab gehört. Unter Krafteinwirkung verdreht es sich.
• Die Spannung wird während der Einwirkung einer Kraft aufrechterhalten, die das Rad anhebt oder absenkt.
• Die Last wird gemildert und auf den Kraftteil des Körpers übertragen, um ihn vor harten Stößen zu schützen.
• Wenn die äußere Kraft aufhört und sich in seine ursprüngliche Position dreht, bringt der Torsionsstab das Rad in seinen Grundzustand zurück.

Tatsächlich wird die Funktion der Feder erfüllt, aber der qualitative Unterschied ist signifikant.

Die Dynamik der Elastizitätszunahme ist höher und eher vergleichbar mit einer Feder, bei der kürzere Lamellen sequentiell in die Arbeit einbezogen werden. Aber der Torsionsstab ist einfacher und zuverlässiger. Viel kompakter und effizienter.

Drehstabfederung

Die einzigartigen Federeigenschaften der Spezialsorte mussten in einem realen Produkt genutzt werden. Absolut alle Drehstabfederungen arbeiten nach einem einzigen Algorithmus. Ihre praktische Umsetzung kann sich jedoch konstruktiv unterscheiden, ohne das Grundschema zu verletzen:

1. Ein Ende ist starr am Körper befestigt. Fahrzeuge mit Drehstabfederung sind auf starke Stöße am Befestigungspunkt ausgelegt. Der Tragrahmen ist für diese Belastungen ausgelegt.
2. Der Torsionsstab ist an beiden Enden beweglich. Dafür sorgen Lager und Keilwellenverbindungen, die geometrische Veränderungen im Betrieb ausgleichen.
3. Als wichtigster Teil des Fahrzeugdesigns bietet die Drehstabfederung die notwendigen Eigenschaften für den Kontakt mit der Oberfläche. Damit erreicht der vertikale Freilauf optimale Werte.

Konstruktive Lösungen einzelner Federelemente können sich bei verschiedenen Modellen deutlich voneinander unterscheiden. Die ursprüngliche Aufgabe war Abschwächung von Stoßbelastungen von den Rädern an der Karosserie getestet. Es ist üblich, die Konstruktion von Torsionsaufhängungen in Bezug auf die Bewegung der Maschine in zwei Arten zu unterteilen:

• Längs. Der Torsionsstab ist parallel zur Bewegung des Fahrzeugs. Am häufigsten für Vorderräder verwendet.
• Quer. Die Größe ist durch die Breite des Fahrzeugs begrenzt. Eine komplexere Konstruktion und wird häufiger in der Hinterradaufhängung in Verbindung mit anderen Stabilisierungs- und Radführungselementen verwendet.

Wie auch immer die Drehstabfederung ausgestaltet ist, sie meistert erfolgreich die Aufgaben:

1. Bietet eine reibungslose Fahrt.
2. Bei Kurvenfahrten optimiert es die Position der Räder und stabilisiert das Wanken durch eine starre Befestigung an der Karosserie;
3. Dämpft effektiv Karosserievibrationen beim Überfahren von Unebenheiten:
4. Beseitigt Vibrationen der Räder bei schnellen Positionsänderungen.

Moderne Automarken sind mit einer neuen Generation von Torsionsfederungen ausgestattet, automatischen Vorrichtungen, bei denen die Elektronik dem Träger die notwendige Elastizität durch Ändern seiner Grundposition einstellt.

Vorteile und Nachteile

Die Erfahrung mit der Verwendung eines Torsionsstabs hat mehr als 80 Jahre, aber die Hersteller haben es nicht eilig, seine Verwendung aufzugeben. Dies ist auf folgende Überlegungen zurückzuführen:

• Kompaktheit. Durch die geringe Größe können Sie andere Funktionselemente des Autos, beispielsweise den Kofferraum, vergrößern.
• Einstellung der Federung. Die Leistungsmerkmale hängen in vielerlei Hinsicht von der Länge ab, was es ermöglicht, die notwendigen Qualitäten in die Konstruktion der Maschine zu legen.
• Kostengünstige Wartung und Reparatur. In der Produktion macht dieser Faktor das Auto auch billiger als Konkurrenten mit anderen Federungsarten.
• Leicht. Es wirkt sich günstig auf die Lebensdauer der Maschine und ihre Effizienz im Einsatz aus.
• Einfach herzustellende und zu installierende Teile.

Die Vorteile liegen auf der Hand, aber nicht immer lassen sich die gestellten Aufgaben der Konstrukteure ausschließlich mit der Drehstabfederung realisieren. Die Marktanforderungen sind extrem hart. Der Käufer verlangt eine neue Qualität, die mit Hilfe eines Torsionsstabes nur schwer zu erreichen ist. Was also verlangsamt vor allem die Verwendung solcher Suspensionen:

1. Schütteln. Es ist besonders auf der Rückbank zu spüren. Die starre Verbindung mit der Karosserie überträgt Schwingungen und selbst die perfekt konstruierten Drehstabfederungen sind ihnen nicht gewachsen. Technologisch fortschrittlichere und effizientere Mechanismen funktionieren besser, ihre Kosten sind jedoch erheblich höher.
2. Lärm. Der Grund dafür liegt auch in der Unfähigkeit, den Körper aufgrund der starren Verbindung effektiv von Schwingungen zu isolieren. Schallschutzsysteme können diesen Nachteil nicht vollständig eliminieren.
3. Extremen Belastungen hält der Torsionsstab nicht stand. Eine vorgefertigte Konstruktion, bei der die einzelnen Teile durch Schweißen befestigt werden. Es bietet in einigen Fällen nicht die erforderliche Festigkeit, obwohl moderne Strukturen sowohl bei SUVs als auch bei Lastwagen installiert sind, aber sie sind komplex und teuer.
4. Reparatur. Torsionsstäbe können wie Federn platzen. Wenn in einfachen Strukturen der Austausch eines Teils für den Besitzer keine unerträgliche Belastung darstellt, ist die Federung in einigen modernen Autos nicht billig und zu einem hohen Ersatzteilpreis, können Sie erhebliche Arbeitskosten hinzufügen.

Beim Kauf eines Autos denken viele Käufer nicht an seine Designmerkmale. Dies muss jedoch aus dem Grund erfolgen, dass es anschließend gepflegt und repariert werden muss.

Ein Auto mit Drehstabfederung kostet in den meisten Fällen weniger und ist auch sparsamer im Unterhalt.

Reparatur der Drehstabfederung

Normalerweise Drehstabfederung unprätentiös im Betrieb. Die Pflege ist nicht schwierig und besteht hauptsächlich aus Sichtprüfung. Bei Fremdgeräuschen oder ungewöhnlichen Reaktionen auf die Last sollten Sie sich jedoch sofort an einen Spezialisten wenden. Die häufigsten Fehlerursachen sind:

• Lagerbruch. Nur erfahrene Autobesitzer können es selbst und dann mit den erforderlichen Werkzeugen beseitigen. Die verwendeten Nadellager sind sehr zerbrechlich. Die Hersteller empfehlen einen planmäßigen Austausch etwa alle 60.000 km.
• Die Aufhängung verursacht übermäßige Vibrationen. Dies ist meistens auf die Schwächung von Gewindeverbindungen zurückzuführen. Sie können das Problem mit dem entsprechenden Schlüssel selbst beheben.
• Funktionsstörungen der Torsionsfederung der neuesten Generation. Die Feinabstimmung und die Komplexität der Mechanik lassen keine Chance, das Gerät selbst zu reparieren. Sie müssen sich an eine Fachwerkstatt wenden. Es kostet in den meisten Fällen viel.

Die endgültige Wahl des Autos und seiner Konfiguration bleibt natürlich beim Käufer, aber die obigen Informationen werden sicherlich viele Fragen zum Chassis des Autos beantworten und helfen, bei der Auswahl eines Autos richtig zu navigieren.