Brațul oscilant este de obicei situat între roată și caroserie și este o componentă de siguranță legată de șofer care transmite forța, slăbește transmisia vibrațiilor și controlează direcția.
Brațul oscilant este de obicei situat între roată și caroserie și este o componentă de siguranță legată de șofer care transmite forța, reduce transmisia vibrațiilor și controlează direcția. Acest articol prezintă designul structural comun al brațului oscilant pe piață și compară și analizează influența diferitelor structuri asupra procesului, calității și prețului.
Suspensia șasiului mașinii este împărțită aproximativ în suspensie față și suspensie spate. Atât suspensiile din față, cât și cele din spate au brațe oscilante pentru a conecta roțile și caroseria. Brațele oscilante sunt de obicei situate între roți și corp.
Rolul brațului pivotant de ghidare 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 transmit forțe în sistemul de suspensie, astfel încât roțile se mișcă în raport cu caroseria în funcție de o anumită traiectorie. Părțile structurale transmit sarcina, iar întregul sistem de suspensie suportă performanța de manevrabilitate a mașinii.
Funcții comune și designul structurii brațului oscilant al mașinii
1. Pentru a îndeplini cerințele de transfer de sarcină, proiectare și tehnologie a structurii brațului oscilant
Majoritatea mașinilor moderne folosesc sisteme de suspensie independente. În funcție de diferitele forme structurale, sistemele independente de suspensie pot fi împărțite în tipul brațului de suspensie, tipul brațului de tracțiune, tipul cu mai multe legături, tipul lumânării și tipul McPherson. Brațul transversal și brațul de susținere sunt o structură cu două forțe pentru un singur braț în multi-link, cu două puncte de conectare. Două tije cu două forțe sunt asamblate pe articulația universală la un anumit unghi, iar liniile de legătură ale punctelor de legătură formează o structură triunghiulară. Brațul inferior al suspensiei față MacPherson este un braț oscilant tipic în trei puncte, cu trei puncte de conectare. Linia care leagă cele trei puncte de conectare este o structură triunghiulară stabilă care poate rezista la sarcini în mai multe direcții.
Structura brațului oscilant cu două forțe este simplă, iar designul structural este adesea determinat în funcție de expertiza profesională diferită și comoditatea de prelucrare a fiecărei companii. De exemplu, structura din tablă ștanțată (a se vedea figura 1), structura de proiectare este o singură placă de oțel fără sudură, iar cavitatea structurală este în cea mai mare parte în formă de „I”; structura sudată din tablă (a se vedea figura 2), structura de proiectare este o placă de oțel sudată, iar cavitatea structurală este mai mult Este în formă de "口"; sau plăci de armare locale sunt folosite pentru sudarea și întărirea poziției periculoase; structura de prelucrare a mașinii de forjare a oțelului, cavitatea structurală este solidă, iar forma este în mare parte ajustată în funcție de cerințele de aspect al șasiului; structura de prelucrare a mașinii de forjare a aluminiului (a se vedea figura 3), structura Cavitatea este solidă, iar cerințele de formă sunt similare cu forjarea oțelului; structura țevii de oțel are o structură simplă, iar cavitatea structurală este circulară.
Structura brațului oscilant în trei puncte este complicată, iar designul structural este adesea determinat în funcție de cerințele OEM. În analiza simulării mișcării, brațul oscilant nu poate interfera cu alte părți, iar majoritatea dintre ele au cerințe minime de distanță. De exemplu, structura din tablă ștanțată este utilizată în cea mai mare parte în același timp cu structura sudată din tablă, orificiul cablajului senzorului sau suportul de conectare a bielei barei stabilizatoare etc. vor schimba structura de proiectare a brațului oscilant; cavitatea structurală este încă în formă de „gura”, iar cavitatea brațului oscilant va O structură închisă este mai bună decât o structură neînchisă. Structura de forjare prelucrată, cavitatea structurală este în cea mai mare parte formă „I”, care are caracteristicile tradiționale de rezistență la torsiune și încovoiere; Structura prelucrată prin turnare, forma și cavitatea structurală sunt în mare parte echipate cu nervuri de armare și găuri de reducere a greutății în funcție de caracteristicile turnării; sudarea tablei Structura combinată cu forjarea, datorită cerințelor de spațiu de dispunere ale șasiului vehiculului, articulația sferică este integrată în forjare, iar forjarea este conectată cu tabla; Structura de prelucrare din aluminiu forjat turnat oferă o utilizare mai bună a materialului și o productivitate mai bună decât forjarea și are Este superioară rezistenței materialelor turnate, care este aplicarea noii tehnologii.
2. Reduceți transmiterea vibrațiilor către corp și designul structural al elementului elastic la punctul de conectare al brațului oscilant
Deoarece suprafața drumului pe care se deplasează 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 se conduce cu viteză mare pe o suprafață de drum proastă, această forță de impact determină și șoferul să se simtă inconfortabil. , în sistemul de suspensie sunt instalate elemente elastice, iar legătura rigidă este transformată în legătură elastică. După ce elementul elastic este lovit, 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 vibrației.
Punctele de conectare în proiectarea structurală a brațului oscilant sunt conexiunea elementului elastic și îmbinarea articulației sferice. Elementele elastice asigură amortizarea vibrațiilor și un număr mic de grade de libertate de rotație și oscilare. Bucșe de cauciuc sunt adesea folosite ca componente elastice în mașini și sunt folosite și bucșe hidraulice și balamale transversale.
Figura 2 Braț pivotant pentru sudarea tablei
Structura bucșei de cauciuc este în mare parte o țeavă de oțel cu cauciuc în exterior sau o structură tip sandwich de țeavă de oțel-cauciuc-țeavă de oțel. Țeava interioară de oțel necesită cerințe de rezistență la presiune și diametru, iar crestaturile antiderapante sunt comune la ambele capete. Stratul de cauciuc ajustează formula materialului și structura designului în funcție de diferite cerințe de rigiditate.
Inelul de oțel cel mai exterior are adesea o cerință de unghi de intrare, ceea ce este favorabil montajului prin presare.
Bucsa hidraulica are o structura complexa, si este un produs cu proces complex si valoare adaugata mare in categoria bucse. Există o cavitate în cauciuc și există ulei în cavitate. Proiectarea structurii cavității este realizată în conformitate cu cerințele de performanță ale bucșei. Dacă se scurge ulei, bucșa este deteriorată. Bucșele hidraulice pot oferi o curbă de rigiditate mai bună, afectând manevrabilitatea generală a vehiculului.
Balamaua transversală are o structură complexă și este o parte compozită din balamale din cauciuc și bile. Poate oferi o durabilitate mai bună decât bucșa, unghiul de balansare și unghiul de rotație, curba specială de rigiditate și poate îndeplini cerințele de performanță ale întregului vehicul. Balamalele transversale deteriorate vor genera zgomot în cabină atunci când vehiculul este în mișcare.
3. Odată cu mișcarea roții, designul structural al elementului de balansare la punctul de conectare al brațului oscilant
Suprafața neuniformă a drumului face ca roțile să sară în sus și în jos față de caroserie (cadru) și, în același timp, roțile se mișcă, cum ar fi întoarcerea, mersul drept etc., necesitând ca traiectoria roților să îndeplinească anumite cerințe. Brațul oscilant și articulația universală sunt în mare parte conectate printr-o balama bilă.
Balamaua cu bilă a brațului oscilant poate oferi un unghi de balansare mai mare de ±18° și poate oferi un unghi de rotație de 360°. Îndeplinește pe deplin cerințele de rulare și direcție a roților. Și balamaua cu bilă îndeplinește cerințele de garanție de 2 ani sau 60.000 km și 3 ani sau 80.000 km pentru întregul vehicul.
În conformitate cu diferitele metode de conectare între brațul oscilant și balamaua cu bilă (articulație sferică), aceasta poate fi împărțită în conexiune cu șuruburi sau nituri, balamaua cu bilă are o flanșă; conexiune prin interferență prin presare, balamaua bilă nu are flanșă; integrat, brațul oscilant și balamaua cu bilă All in one. Pentru structurile cu o singură tablă și structurile sudate cu mai multe foi, primele două tipuri de conexiuni sunt mai utilizate pe scară largă; cel din urmă tip de conexiune, cum ar fi forjarea oțelului, forjarea aluminiului și fonta, este utilizat mai pe scară largă.
Balamaua cu bilă trebuie să îndeplinească rezistența la uzură în condiții de sarcină, datorită unghiului de lucru mai mare decât bucșa, cerința de viață mai mare. Prin urmare, balamaua cu bile trebuie să fie proiectată ca o structură combinată, inclusiv o bună lubrifiere a balansoarului și un sistem de lubrifiere rezistent la praf și la apă.
Figura 3 Braț pivotant forjat din aluminiu
Impactul designului brațului oscilant asupra calității și prețului
1. Factorul de calitate: cu cât este mai ușor, cu atât mai bine
Frecvența naturală a caroseriei (cunoscută și sub denumirea de frecvența de vibrație liberă a sistemului de vibrații) determinată de rigiditatea suspensiei și de masa susținută de arcul suspensiei (masa suspendată) este unul dintre indicatorii importanți de performanță ai sistemului de suspensie care afectează confortul de rulare al mașinii. Frecvența de vibrație verticală folosită de corpul uman este frecvența corpului care se mișcă în sus și în jos în timpul mersului, care este de aproximativ 1-1,6 Hz. Frecvența naturală a corpului ar trebui să fie cât mai aproape posibil de acest interval de frecvență. Când rigiditatea sistemului de suspensie este constantă, cu cât masa elastică este mai mică, cu atât deformația verticală a suspensiei este mai mică și frecvența naturală este mai mare.
Când sarcina verticală este constantă, cu cât rigiditatea suspensiei este mai mică, cu atât frecvența naturală a mașinii este mai mică și spațiul necesar pentru roata să sară în sus și în jos este mai mare.
Atunci când condițiile de drum și viteza vehiculului sunt aceleași, cu cât masa nesurată este mai mică, cu atât sarcina de impact asupra sistemului de suspensie este mai mică. Masa neresortată include masa roții, articulația universală și masa brațului de ghidare etc.
În general, brațul oscilant din aluminiu are cea mai ușoară masă, iar brațul oscilant din fontă are cea mai mare masă. Alții sunt la mijloc.
Deoarece masa unui set de brațe oscilante este în mare parte mai mică de 10 kg, în comparație cu un vehicul cu o masă mai mare de 1000 kg, masa brațului oscilant are un efect redus asupra consumului de combustibil.
2. Factorul preț: depinde de planul de proiectare
Cu cât sunt mai multe cerințe, cu atât costul este mai mare. Pornind de la premisa că rezistența structurală și rigiditatea brațului oscilant îndeplinesc cerințele, cerințele de toleranță de fabricație, dificultatea procesului de fabricație, tipul și disponibilitatea materialului și cerințele de coroziune a suprafeței afectează în mod direct prețul. De exemplu, factorii anticorozivi: acoperirea electro-galvanizată, prin pasivarea suprafeței și alte tratamente, poate atinge aproximativ 144h; protecția suprafeței este împărțită în vopsea electroforetică catodică, care poate atinge o rezistență la coroziune de 240 de ore prin ajustarea grosimii stratului de acoperire și a metodelor de tratare; zinc-fier sau acoperire cu zinc-nichel, care poate îndeplini cerințele de testare anti-coroziune de peste 500 de ore. Pe măsură ce cerințele testelor de coroziune cresc, la fel crește și costul piesei.
Costul poate fi redus prin compararea schemelor de proiectare și structură ale brațului oscilant.
După cum știm cu toții, diferite aranjamente hard point oferă performanțe diferite de condus. În special, trebuie subliniat că aceeași aranjare a punctelor dure și design diferite ale punctelor de conectare pot asigura costuri diferite.
Există trei tipuri de conexiune între părțile structurale și articulațiile sferice: conexiune prin piese standard (șuruburi, piulițe sau nituri), conexiune prin fixare prin interferență și integrare. În comparație cu structura de conexiune standard, structura de conectare prin interferență reduce tipurile de piese, cum ar fi șuruburi, piulițe, nituri și alte piese. Structura de conectare integrată dintr-o singură piesă decât structura de conectare prin interferență reduce numărul de părți ale carcasei articulației sferice.
Există două forme de legătură între elementul structural și elementul elastic: elementele elastice din față și din spate sunt paralele axial și perpendiculare axial. Diferite metode determină diferite procese de asamblare. De exemplu, direcția de presare a bucșei este în aceeași direcție și perpendiculară pe corpul brațului oscilant. O presă cu o singură stație și dublu cap poate fi utilizată pentru a monta cu presare bucșele din față și din spate în același timp, economisind forță de muncă, echipament și timp; În cazul în care direcția de instalare este inconsecventă (verticală), se poate folosi o presă dublu cu o singură stație pentru a presa și a instala bucșa succesiv, economisind forță de muncă și echipament; când bucșa este proiectată pentru a fi presată din interior, sunt necesare două stații și două prese, prin presare succesiv bucșa.
