O brazo de balance está normalmente situado entre a roda e o corpo, e é un compoñente de seguridade relacionado co condutor que transmite a forza, debilita a transmisión de vibracións e controla a dirección.
O brazo de balance está normalmente situado entre a roda e o corpo, e é un compoñente de seguridade relacionado co controlador que transmite a forza, reduce a transmisión de vibracións e controla a dirección. Este artigo introduce o deseño estrutural común do brazo de balance no mercado e compara e analiza a influencia de diferentes estruturas no proceso, calidade e prezo.
A suspensión do chasis do coche divídese aproximadamente en suspensión dianteira e suspensión traseira. Tanto as suspensións dianteiras como traseiras teñen brazos de balance para conectar as rodas e o corpo. Os brazos de balance normalmente sitúanse entre as rodas e o corpo.
O papel do brazo de balance da guía é conectar a roda e o cadro, transmitir forza, reducir a transmisión de vibracións e controlar a dirección. É un compoñente de seguridade que implica o condutor. Hai pezas estruturais que transmiten forza no sistema de suspensión, de xeito que as rodas se moven en relación ao corpo segundo unha determinada traxectoria. As pezas estruturais transmiten a carga e todo o sistema de suspensión leva o rendemento de manipulación do coche.
Funcións comúns e deseño de estrutura do brazo de balance do coche
1. Para cumprir os requisitos de transferencia de carga, deseño de estruturas de brazos e tecnoloxía
A maioría dos coches modernos usan sistemas de suspensión independentes. Segundo diferentes formas estruturais, os sistemas de suspensión independentes pódense dividir en tipo Wishbone, tipo de brazo, tipo multi-enlace, tipo de vela e tipo McPherson. O brazo cruzado e o brazo final son unha estrutura de dúas forzas para un só brazo no enlace multi-enlace, con dous puntos de conexión. As dúas barras de dúas forzas montanse na articulación universal nun certo ángulo e as liñas de conexión dos puntos de conexión forman unha estrutura triangular. O brazo inferior da suspensión dianteira de Macpherson é un brazo de balance de tres puntos típico con tres puntos de conexión. A liña que conecta os tres puntos de conexión é unha estrutura triangular estable que pode soportar cargas en varias direccións.
A estrutura do brazo de balance de dúas forza é sinxela, e o deseño estrutural adoita determinarse segundo as diferentes coñecementos profesionais e procesar a comodidade de cada empresa. Por exemplo, a estrutura de chapa estampada (ver figura 1), a estrutura de deseño é unha única placa de aceiro sen soldadura e a cavidade estrutural está principalmente en forma de "i"; A estrutura soldada de chapa (ver figura 2), a estrutura de deseño é unha placa de aceiro soldada e a cavidade estrutural é máis en forma de "口"; ou as placas de reforzo locais úsanse para soldar e fortalecer a posición perigosa; A estrutura de procesamento da máquina de forxa de aceiro, a cavidade estrutural é sólida e a forma axústase principalmente segundo os requisitos de deseño do chasis; A estrutura de procesamento da máquina de forxa de aluminio (ver figura 3), a estrutura a cavidade é sólida e os requisitos de forma son similares á forxa de aceiro; A estrutura do tubo de aceiro é de estrutura sinxela e a cavidade estrutural é circular.
A estrutura do brazo de swing de tres puntos é complicada e o deseño estrutural adoita determinarse segundo os requisitos do OEM. Na análise de simulación de movemento, o brazo de balance non pode interferir con outras partes e a maioría deles teñen requisitos mínimos de distancia. Por exemplo, a estrutura de chapa estampada úsase principalmente ao mesmo tempo que a estrutura soldada de chapa, o burato do arnés do sensor ou a barra de estabilizador que conectan o soporte de conexión de varilla, etc. cambiará a estrutura de deseño do brazo de balance; A cavidade estrutural aínda está en forma de "boca", e a cavidade do brazo de balance unha estrutura pechada é mellor que unha estrutura non pechada. Forxa estrutura mecanizada, a cavidade estrutural é principalmente a forma "I", que ten as características tradicionais da torsión e da resistencia doblando; A estrutura mecanizada, a forma e a cavidade estrutural están equipadas principalmente con costelas de reforzo e buracos que reducen o peso segundo as características do fundido; Soldadura de chapa a estrutura combinada coa forxa, debido aos requirimentos do espazo de deseño do chasis do vehículo, a xunta de bola está integrada na forxa e a forxa está conectada coa chapa; A estrutura de mecanizado de aluminio forxado forxada proporciona unha mellor utilización e produtividade de materiais que a forxa, e é superior á forza material das fundicións, que é a aplicación da nova tecnoloxía.
2. Reducir a transmisión de vibracións ao corpo e o deseño estrutural do elemento elástico no punto de conexión do brazo balance
Dado que a superficie da estrada sobre a que conduce o coche non pode ser absolutamente plana, a forza de reacción vertical da superficie da estrada que actúa sobre as rodas adoita ser impactante, especialmente cando conduce a alta velocidade nunha mala superficie da estrada, esta forza de impacto tamén fai que o condutor se sinta incómodo. , os elementos elásticos están instalados no sistema de suspensión e a conexión ríxida convértese en conexión elástica. Despois de que o elemento elástico sexa afectado, xera vibracións e a vibración continua fai que o condutor se sinta incómodo, polo que o sistema de suspensión necesita elementos de amortiguación para reducir a amplitude de vibración rapidamente.
Os puntos de conexión no deseño estrutural do brazo de balance son a conexión elástica de elásticos e a conexión articular de bola. Os elementos elásticos proporcionan amortiguación de vibracións e un pequeno número de graos de liberdade rotativos e oscilantes. Os casquillos de goma adoitan usarse como compoñentes elásticos nos coches, e tamén se usan os casquillos hidráulicos e as bisagras cruzadas.
Figura 2 Brazo de balance de soldadura de chapa
A estrutura do buque de goma é principalmente un tubo de aceiro con goma fóra ou unha estrutura de bocadillos de tubo de aceiro de aceiro. O tubo de aceiro interior require resistencia á presión e requisitos de diámetro, e as serracións anti-skid son comúns nos dous extremos. A capa de goma axusta a fórmula do material e a estrutura de deseño segundo diferentes requisitos de rixidez.
O anel de aceiro máis externo adoita ter un requirimento de ángulo de chumbo, que é propicio para a adaptación de prensa.
O casquillo hidráulico ten unha estrutura complexa e é un produto con proceso complexo e alto valor engadido na categoría de casquillo. Hai unha cavidade na goma e hai aceite na cavidade. O deseño da estrutura da cavidade realízase segundo os requisitos de rendemento do casquillo. Se o aceite se filtra, o casco está danado. Os casquillos hidráulicos poden proporcionar unha mellor curva de rixidez, afectando a drivabilidade global do vehículo.
A bisagra cruzada ten unha estrutura complexa e é unha parte composta de bisagras de caucho e bola. Pode proporcionar unha mellor durabilidade que o buque, o ángulo de balance e o ángulo de rotación, a curva de rixidez especial e cumprir os requisitos de rendemento de todo o vehículo. As bisagras cruzadas danadas xerarán ruído na cabina cando o vehículo estea en movemento.
3. Co movemento da roda, o deseño estrutural do elemento de balance no punto de conexión do brazo de balance
A superficie desigual da estrada fai que as rodas salten cara arriba e abaixo en relación ao corpo (cadro) e, ao mesmo tempo, as rodas móvense, como xirar, ir rectas, etc., requirindo a traxectoria das rodas para cumprir certos requisitos. O brazo de balance e a articulación universal están conectados maioritariamente por unha bisagra de bola.
A bisagra de bola do brazo de balance pode proporcionar un ángulo de balance superior a ± 18 ° e pode proporcionar un ángulo de rotación de 360 °. Cumpre completamente os requisitos de roda e dirección. E a bisagra de bola cumpre os requisitos de garantía de 2 anos ou 60.000 km e 3 anos ou 80.000 km para todo o vehículo.
Segundo os diferentes métodos de conexión entre o brazo de balance e a bisagra de bóla (articulación de bola), pódese dividir en conexión de parafuso ou remache, a bisagra de bola ten unha brida; Conexión de interferencia de prensa, a bisagra de bola non ten unha brida; Integrado, o brazo de balance e a bola bisagra todo nun. Para a estrutura de chapa única e a estrutura soldada de metal multi-follas, os antigos dous tipos de conexións son máis utilizados; Este último tipo de conexión como a forxa de aceiro, a forxa de aluminio e o ferro fundido son máis utilizados
A bisagra de bola necesita cumprir a resistencia ao desgaste baixo a condición de carga, debido ao ángulo de traballo maior que o casquillo, o requirimento de vida máis elevado. Polo tanto, a bisagra de bola debe ser deseñada como unha estrutura combinada, incluída a boa lubricación do sistema de lubricación a proba de balance e a proba de po e impermeable.
Figura 3 Brazo de balance forxado de aluminio
O impacto do deseño do brazo de balance na calidade e o prezo
1. Factor de calidade: canto máis lixeiro mellor
A frecuencia natural do corpo (tamén coñecida como a frecuencia de vibración libre do sistema de vibración) determinada pola rixidez da suspensión e a masa apoiada polo resorte de suspensión (masa sprung) é un dos importantes indicadores de rendemento do sistema de suspensión que afecta ao confort do coche. A frecuencia de vibración vertical empregada polo corpo humano é a frecuencia do corpo que se move cara arriba e cara abaixo durante a camiñada, que é de aproximadamente 1-1,6Hz. A frecuencia natural do corpo debe ser o máis próxima posible a este rango de frecuencias. Cando a rixidez do sistema de suspensión é constante, canto máis pequena sexa a masa chocada, máis pequena é a deformación vertical da suspensión e maior será a frecuencia natural.
Cando a carga vertical é constante, canto menor sexa a dureza da suspensión, menor é a frecuencia natural do coche e canto maior sexa o espazo necesario para que a roda saltase cara arriba e cara abaixo.
Cando as condicións da estrada e a velocidade do vehículo son as mesmas, canto máis pequena sexa a masa non protexida, canto menor sexa a carga de impacto no sistema de suspensión. A masa non incluída inclúe masa de rodas, articulación universal e misa de brazo guía, etc.
En xeral, o brazo de balance de aluminio ten a masa máis lixeira e o brazo de balance de fundición ten a maior masa. Outros están polo medio.
Dado que a masa dun conxunto de brazos de balance é principalmente inferior a 10kg, en comparación cun vehículo cunha masa de máis de 1000 kg, a masa do brazo de balance ten pouco efecto no consumo de combustible.
2. Factor de prezo: depende do plan de deseño
Canto máis requisitos, maior será o custo. Na premisa de que a resistencia estrutural e a rixidez do brazo de balance cumpren os requisitos, os requisitos de tolerancia á fabricación, a dificultade do proceso de fabricación, o tipo de material e a dispoñibilidade e os requisitos de corrosión superficial afectan directamente o prezo. Por exemplo, os factores anticorrosión: o revestimento electroalvanizado, a través da pasivación superficial e outros tratamentos, poden alcanzar uns 144H; A protección superficial divídese en revestimento de pintura electroforética catódica, que pode conseguir unha resistencia á corrosión de 240H mediante o axuste dos métodos de grosor e tratamento do revestimento; Revestimento de ferro de cinc ou cinc-níquel, que pode cumprir os requisitos de proba anticorrosión de máis de 500 horas. A medida que aumentan os requisitos de proba de corrosión, tamén o fai o custo da parte.
O custo pódese reducir comparando os esquemas de deseño e estrutura do brazo de balance.
Como todos sabemos, diferentes arranxos de puntos duros proporcionan un rendemento de condución diferente. En particular, cómpre salientar que o mesmo arranxo de puntos duros e diferentes deseños de puntos de conexión poden proporcionar custos diferentes.
Hai tres tipos de conexión entre pezas estruturais e xuntas de bola: conexión a través de pezas estándar (parafusos, noces ou remaches), conexión de axuste de interferencias e integración. En comparación coa estrutura de conexión estándar, a estrutura de conexión de axuste de interferencia reduce os tipos de pezas, como parafusos, noces, remaches e outras partes. A única peza integrada que a estrutura de conexión de axuste de interferencia reduce o número de partes da cuncha de articulación da bola.
Hai dúas formas de conexión entre o membro estrutural e o elemento elástico: os elementos elásticos dianteiros e traseiros son axialmente paralelos e axialmente perpendiculares. Diferentes métodos determinan diferentes procesos de montaxe. Por exemplo, a dirección presionante do casquillo está na mesma dirección e perpendicular ao corpo do brazo de balance. Pódese empregar unha prensa de dobre estación para presionar os casquillos dianteiros e traseiros ao mesmo tempo, aforrando man de obra, equipo e tempo; Se a dirección de instalación é inconsistente (vertical), pódese usar unha prensa de dobre posición dunha soa estación para premer e instalar o casquillo sucesivamente, aforrando man de obra e equipos; Cando o buque está deseñado para ser presionado por dentro, son necesarias dúas estacións e dúas prensas, encaixan sucesivamente o casquillo.
