Brațul leagăn este de obicei situat între roată și corp și este o componentă de siguranță legată de șofer care transmite forța, slăbește transmisia vibrațiilor și controlează direcția.
Brațul leagăn este de obicei situat între roată și corp și este o componentă de siguranță legată de șofer care transmite forța, reduce transmisia vibrațiilor și controlează direcția. Acest articol introduce proiectarea structurală comună a brațului de balansare pe piață și compară și analizează influența diferitelor structuri asupra procesului, a calității și a prețului.
Suspensia de șasiu auto este împărțită aproximativ în suspensia din față și suspensia din spate. Atât suspensiile din față cât și din spate au brațe de balansare pentru a conecta roțile și corpul. Brațele de balansare sunt de obicei situate între roți și corp.
Rolul brațului de balansare a ghidului este de a conecta roata și cadrul, de a transmite forța, de a reduce transmisia vibrațiilor și de a controla direcția. Este o componentă de siguranță care implică șoferul. Există părți structurale care transmite forțe în sistemul de suspensie, astfel încât roțile să se deplaseze în raport cu corpul în funcție de o anumită traiectorie. Piesele structurale transmit sarcina, iar întregul sistem de suspensie poartă performanța de manipulare a mașinii.
Funcții comune și proiectarea structurii brațului de balansare a mașinii
1. Pentru a îndeplini cerințele transferului de încărcare, proiectarea și tehnologia structurii brațului swing
Majoritatea mașinilor moderne folosesc sisteme de suspensie independente. Conform diferitelor forme structurale, sistemele de suspensie independente pot fi împărțite în tipul Wishbone, tipul brațului, tip multi-legătură, tip de lumânare și tip McPherson. Brațul încrucișat și brațul de finală sunt o structură cu două forțe pentru un singur braț în multi-legătură, cu două puncte de conectare. Două tije cu două forțe sunt asamblate pe articulația universală într-un anumit unghi, iar liniile de conectare ale punctelor de conectare formează o structură triunghiulară. Brațul inferior al suspensiei frontale MacPherson este un braț tipic de leagăn în trei puncte, cu trei puncte de conectare. Linia care conectează cele trei puncte de conectare este o structură triunghiulară stabilă care poate rezista la sarcini în mai multe direcții.
Structura brațului cu două forțe este simplă, iar proiectarea structurală este adesea determinată în funcție de diferitele expertize profesionale și de procesare a fiecărei companii. De exemplu, structura din tablă ștampilată (a se vedea figura 1), structura de proiectare este o singură placă de oțel fără sudare, iar cavitatea structurală este în mare parte în formă de „I”; Structura sudată din tablă (a se vedea figura 2), structura de proiectare este o placă de oțel sudat, iar cavitatea structurală este mai mult, este în formă de „口”; sau plăcile locale de întărire sunt utilizate pentru a suda și consolida poziția periculoasă; Structura de procesare a mașinilor de forjare din oțel, cavitatea structurală este solidă, iar forma este ajustată în cea mai mare parte în conformitate cu cerințele de dispunere a șasiului; Structura de procesare a mașinilor de forjare a aluminiului (a se vedea figura 3), structura cavității este solidă, iar cerințele de formă sunt similare cu forjarea oțelului; Structura conductelor de oțel este simplă în structură, iar cavitatea structurală este circulară.
Structura brațului de leagăn în trei puncte este complicată, iar proiectarea structurală este adesea determinată în funcție de cerințele OEM. În analiza simulării mișcării, brațul leagăn nu poate interfera cu alte părți, iar majoritatea au cerințe minime de distanță. De exemplu, structura de tablă ștampilată este utilizată în cea mai mare parte în același timp cu structura sudată din tablă, gaura hamului senzorului sau suportul de conectare a tijei de conectare a barelor de stabilizare, etc. Cavitatea structurală este încă în formă de „gură”, iar cavitatea brațului leagăn va fi o structură închisă este mai bună decât o structură neclintită. Forjarea structurii prelucrate, cavitatea structurală este în mare parte forma „i”, care are caracteristicile tradiționale ale rezistenței la torsiune și îndoire; Structura prelucrată, forma și cavitatea structurală sunt echipate în mare parte cu coaste de armare și găuri de reducere a greutății în funcție de caracteristicile turnării; Sudarea cu tablă structura combinată cu forjarea, datorită cerințelor de spațiu de aspect ale șasiului vehiculului, articulația cu bilă este integrată în forjare, iar forjarea este conectată cu tablă; Structura de prelucrare a aluminiului forțat cu turnuri oferă o mai bună utilizare și productivitate a materialelor decât forjarea și este superioară rezistenței materiale a pieselor de turnare, care este aplicarea noii tehnologii.
2. Reduceți transmiterea vibrațiilor către corp și proiectarea structurală a elementului elastic în punctul de conectare al brațului de leagăn
Deoarece suprafața drumului pe care conduce mașina nu poate fi absolut plană, forța de reacție verticală a suprafeței drumului care acționează asupra roților este adesea de impact, mai ales atunci când conduceți cu viteză mare pe o suprafață de drum necorespunzătoare, această forță de impact face ca șoferul să se simtă inconfortabil. , elemente elastice sunt instalate în sistemul de suspensie, iar conexiunea rigidă este transformată în conexiune elastică. După ce elementul elastic este afectat, acesta generează vibrații, iar vibrația continuă face ca șoferul să se simtă inconfortabil, astfel încât sistemul de suspensie are nevoie de elemente de amortizare pentru a reduce rapid amplitudinea vibrațiilor.
Punctele de conectare în proiectarea structurală a brațului leagăn sunt conexiunea elementelor elastice și conexiunea articulației cu bilă. Elementele elastice asigură amortizarea vibrațiilor și un număr mic de grade de libertate rotativă și oscilantă. Bucurile de cauciuc sunt adesea utilizate ca componente elastice în mașini, precum și bucșe hidraulice și balamale încrucișate.
Figura 2 braț de balansare de sudură din tablă
Structura bucșei de cauciuc este în mare parte o conductă de oțel cu cauciuc în exterior sau o structură sandwich a conductei din oțel din oțel. Țeava de oțel interior necesită rezistență la presiune și cerințe de diametru, iar serurile anti-skid sunt frecvente la ambele capete. Stratul de cauciuc ajustează formula materialului și structura de proiectare în funcție de cerințe de rigiditate diferite.
Inelul din oțel exterior are adesea o cerință de unghi de plumb, care este favorabilă potrivirii presei.
Bucsa hidraulică are o structură complexă și este un produs cu proces complex și o valoare adăugată ridicată în categoria de bucșă. Există o cavitate în cauciuc și există ulei în cavitate. Proiectarea structurii cavității este realizată în funcție de cerințele de performanță ale bucșei. Dacă se scurge uleiul, bucșa este deteriorată. Bucurile hidraulice pot oferi o curbă de rigiditate mai bună, afectând conducerea generală a vehiculului.
Balama încrucișată are o structură complexă și este o parte compozită a balamalelor de cauciuc și bilă. Poate oferi o durabilitate mai bună decât bucșa, unghiul de leagăn și unghiul de rotație, curba de rigiditate specială și îndeplinește cerințele de performanță ale întregului vehicul. Balamalele încrucișate deteriorate vor genera zgomot în cabină atunci când vehiculul este în mișcare.
3. Cu mișcarea roții, designul structural al elementului de leagăn în punctul de conectare al brațului leagăn
Suprafața rutieră neuniformă face ca roțile să sară în sus și în jos în raport cu corpul (cadru) și, în același timp, roțile se mișcă, cum ar fi întoarcerea, mergerea dreaptă etc., necesitând că traiectoria roților pentru a îndeplini anumite cerințe. Brațul leagăn și articulația universală sunt conectate în mare parte de o balamală cu bilă.
Blicală cu bilă de braț de leagăn poate oferi un unghi de balansare mai mare de ± 18 ° și poate oferi un unghi de rotație de 360 °. Îndeplinește complet cerințele de rulare și direcție a roților. Iar balamalele cu bilă îndeplinește cerințele de garanție de 2 ani sau 60.000 km și 3 ani sau 80.000 km pentru întregul vehicul.
Conform diferitelor metode de conectare între brațul leagăn și balama cu bilă (articulația cu bilă), acesta poate fi împărțit în conexiune cu șurub sau nit, balama cu bilă are o flanșă; Conexiune de interferență pentru presă, balama cu bilă nu are o flanșă; Integrat, brațul leagăn și mingea se balansează toate într -una. Pentru structura de tablă unică și structura sudată din metal cu mai multe foi, primele două tipuri de conexiuni sunt mai utilizate pe scară largă; Ultimul tip de conexiune, cum ar fi forjarea oțelului, forjarea aluminiului și fontă este mai utilizat
Balama de bilă trebuie să îndeplinească rezistența la uzură în condiții de încărcare, din cauza unghiului de lucru mai mare decât bucșa, cu atât este mai mare cerința de viață. Prin urmare, balama cu bilă trebuie să fie proiectată ca o structură combinată, incluzând o bună lubrifiere a balansoarului și a sistemului de lubrifiere rezistent la praf și rezistent la apă.
Figura 3 braț de balansare forjat din aluminiu
Impactul designului brațului swing asupra calității și prețului
1. Factorul de calitate: cu cât este mai ușor cu atât mai bine
Frecvența naturală a corpului (cunoscută și sub denumirea de frecvență de vibrație liberă a sistemului de vibrații) determinată de rigiditatea suspensiei și de masa susținută de arcul de suspensie (masa izbucnită) este unul dintre indicatorii de performanță importanți ai sistemului de suspensie care afectează confortul de călătorie al mașinii. Frecvența de vibrație verticală folosită de corpul uman este frecvența corpului care se deplasează în sus și în jos în timpul mersului, care este de aproximativ 1-1.6Hz. Frecvența naturală a corpului ar trebui să fie cât mai aproape de acest interval de frecvență. Când rigiditatea sistemului de suspensie este constantă, cu cât este mai mică masa aruncată, cu atât este mai mică deformarea verticală a suspensiei și cu atât frecvența naturală este mai mare.
Când sarcina verticală este constantă, cu cât rigiditatea suspensiei este mai mică, cu atât este mai mică frecvența naturală a mașinii și cu cât spațiul este mai mare necesar pentru ca roata să sară în sus și în jos.
Când condițiile rutiere și viteza vehiculului sunt aceleași, cu cât este mai mică masa nevăzută, cu atât este mai mică sarcina de impact asupra sistemului de suspensie. Masa nevăzută include masa roților, articulația universală și masa de braț de ghidare, etc.
În general, brațul de balansare din aluminiu are cea mai ușoară masă, iar brațul de balansare din fontă are cea mai mare masă. Alții sunt între ei.
Deoarece masa unui set de brațe de balansare este în mare parte mai mică de 10 kg, în comparație cu un vehicul cu o masă de peste 1000 kg, masa brațului leagăn are un efect redus asupra consumului de combustibil.
2. Factorul de preț: depinde de planul de proiectare
Cu cât sunt mai multe cerințe, cu atât costul este mai mare. Cu premisa că rezistența structurală și rigiditatea brațului de balansare îndeplinesc cerințele, cerințele de toleranță la fabricație, dificultatea procesului de fabricație, tipul de material și disponibilitatea și cerințele de coroziune a suprafeței afectează în mod direct prețul. De exemplu, factori anti-coroziune: acoperirea electro-galvanizată, prin pasivarea suprafeței și alte tratamente, poate obține aproximativ 144 ore; Protecția suprafeței este împărțită în acoperire de vopsea electroforetică catodică, care poate obține o rezistență la coroziune de 240H prin reglarea grosimii acoperirii și a metodelor de tratament; Acoperire cu zinc-fier sau zinc-nichel, care poate satisface cerințele de testare anti-coroziune de peste 500 de ore. Pe măsură ce cerințele de testare a coroziunii cresc, la fel și costul piesei.
Costul poate fi redus prin compararea schemelor de proiectare și structură ale brațului de balansare.
După cum știm cu toții, diferite aranjamente cu puncte dure oferă performanțe de conducere diferite. În special, trebuie subliniat faptul că același aranjament de puncte dure și proiecte diferite de puncte de conectare pot oferi costuri diferite.
Există trei tipuri de conexiune între piesele structurale și articulațiile cu bilă: conexiunea prin piese standard (șuruburi, piulițe sau nituri), conexiune de potrivire a interferenței și integrare. În comparație cu structura standard de conexiune, structura de conectare la interferență reduce tipurile de piese, cum ar fi șuruburile, piulițele, niturile și alte părți. O bucată integrată decât structura de conectare la interferență de interferență reduce numărul de părți ale cochiliei articulațiilor cu bilă.
Există două forme de conectare între membrul structural și elementul elastic: elementele elastice din față și spate sunt axial paralele și axial perpendiculare. Diferite metode determină diferite procese de asamblare. De exemplu, direcția de presare a bucșei este în aceeași direcție și perpendiculară pe corpul brațului leagăn. O presă cu o singură stație cu cap dublu poate fi utilizată pentru a se potrivi cu bucșele din față și din spate în același timp, economisind forță de muncă, echipament și timp; Dacă direcția de instalare este inconsistentă (verticală), o presă cu cap dublu cu o singură stație poate fi utilizată pentru a apăsa și instala bucșa succesiv, economisind forță de muncă și echipamente; Când bucșa este proiectată pentru a fi apăsată din interior, sunt necesare două stații și două prese, apăsând succesiv la bucșă.
