O brazo basculante adoita estar situado entre a roda e a carrocería, e é un compoñente de seguridade relacionado co condutor que transmite forza, debilita a transmisión de vibracións e controla a dirección.
O brazo oscilante adoita estar situado entre a roda e a carrocería, e é un compoñente de seguridade relacionado co condutor que transmite forza, reduce a transmisión de vibracións e controla a dirección. Este artigo presenta o deseño estrutural común do brazo basculante 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 a suspensión dianteira como a traseira teñen brazos basculantes para conectar as rodas e a carrocería. Os brazos oscilantes adoitan situarse entre as rodas e o corpo.
O papel do brazo basculante 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. No sistema de suspensión hai pezas estruturais que transmiten forzas, polo 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 soporta o rendemento de manexo do coche.
Funcións comúns e deseño da estrutura do brazo basculante do coche
1. Para cumprir os requisitos de transferencia de carga, deseño e tecnoloxía da estrutura do brazo basculante
A maioría dos coches modernos usan sistemas de suspensión independentes. Segundo as diferentes formas estruturais, os sistemas de suspensión independentes pódense dividir en tipo de brazo oscilante, tipo de brazo de arrastre, tipo de enlace múltiple, tipo de vela e tipo McPherson. O brazo transversal e o brazo de arrastre son unha estrutura de dúas forzas para un só brazo no multi-enlace, con dous puntos de conexión. Dúas varillas de dúas forzas están montadas na unión universal nun certo ángulo e as liñas de conexión dos puntos de conexión forman unha estrutura triangular. O brazo inferior da suspensión dianteira MacPherson é un típico brazo oscilante de tres puntos 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 oscilante de dúas forzas é sinxela e o deseño estrutural adoita determinarse segundo a experiencia profesional e a conveniencia de procesamento de cada empresa. Por exemplo, a estrutura de chapa estampada (ver figura 1), a estrutura do deseño é unha única placa de aceiro sen soldar e a cavidade estrutural ten forma principalmente de "I"; a estrutura de chapa soldada (ver figura 2), a estrutura do deseño é unha placa de aceiro soldada e a cavidade estrutural é máis Ten forma de "口"; ou utilízanse placas de reforzo locais para soldar e reforzar 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 disposición 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 aos de forxa de aceiro; a estrutura do tubo de aceiro é de estrutura sinxela e a cavidade estrutural é circular.
A estrutura do brazo basculante de tres puntos é complicada e o deseño estrutural adoita determínase segundo os requisitos do OEM. Na análise de simulación de movemento, o brazo oscilante non pode interferir con outras partes e a maioría delas teñen requisitos de distancia mínima. Por exemplo, a estrutura de chapa estampada úsase principalmente ao mesmo tempo que a estrutura de chapa soldada, o orificio do arnés do sensor ou o soporte de conexión da barra estabilizadora, etc., cambiarán a estrutura do deseño do brazo basculante; a cavidade estrutural aínda ten forma de "boca", e a cavidade do brazo basculante será unha estrutura pechada é mellor que unha estrutura sen pechar. Forxa estrutura mecanizada, a cavidade estrutural é principalmente en forma de "I", que ten as características tradicionais de resistencia á torsión e á flexión; A estrutura, a forma e a cavidade estrutural mecanizadas de fundición están equipadas principalmente con costelas de reforzo e buratos de redución de peso segundo as características da fundición; Soldadura de chapa A estrutura combinada coa forxa, debido aos requisitos de espazo de deseño do chasis do vehículo, a rótula está integrada na forxa e a forxa está conectada coa chapa; a estrutura de mecanizado de aluminio forxado en fundición proporciona unha mellor utilización do material e produtividade que a forxa, e ten É superior á resistencia do material das fundicións, que é a aplicación da nova tecnoloxía.
2. Reducir a transmisión da vibración ao corpo e o deseño estrutural do elemento elástico no punto de conexión do brazo oscilante
Dado que a superficie da estrada na que circula 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 se conduce a alta velocidade por unha superficie defectuosa, esta forza de impacto tamén provoca que o condutor sentirse incómodo. , os elementos elásticos instálanse no sistema de suspensión e a conexión ríxida convértese en conexión elástica. Despois de impactar o elemento elástico, xera vibración 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 da vibración rapidamente.
Os puntos de conexión no deseño estrutural do brazo oscilante son a conexión de elementos elásticos e a conexión de rótula. Os elementos elásticos proporcionan amortiguación de vibracións e un pequeno número de graos de liberdade de rotación e oscilación. Os casquiños de goma úsanse a miúdo como compoñentes elásticos nos automóbiles, e tamén se usan cascos hidráulicos e bisagras cruzadas.
Figura 2 Brazo basculante para soldar chapa
A estrutura do buxo de goma é principalmente un tubo de aceiro con goma exterior ou unha estrutura sándwich de tubo de aceiro-goma-tubo de aceiro. O tubo de aceiro interior require resistencia á presión e requisitos de diámetro, e os dentados antideslizantes son comúns en ambos os extremos. A capa de goma axusta a fórmula do material e a estrutura do deseño segundo os diferentes requisitos de rixidez.
O anel de aceiro máis externo adoita ter un requisito de ángulo de entrada, o que é propicio para o encaixe a presión.
O casquillo hidráulico ten unha estrutura complexa, e é un produto con proceso complexo e alto valor engadido na categoría de casquillos. Hai unha cavidade na goma, e hai aceite na cavidade. O deseño da estrutura da cavidade realízase de acordo cos requisitos de rendemento da buxa. Se hai fugas de aceite, o casquillo está danado. Os casquillos hidráulicos poden proporcionar unha mellor curva de rixidez, afectando a condución global do vehículo.
A bisagra cruzada ten unha estrutura complexa e é unha parte composta de goma e bisagras de bola. Pode proporcionar unha mellor durabilidade que o casco, ángulo de balance e ángulo de rotación, 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 oscilante
A superficie irregular da estrada fai que as rodas salten cara arriba e abaixo en relación á carrocería (cadro), e ao mesmo tempo as rodas se moven, como virar, ir en liña recta, etc., o que require que a traxectoria das rodas cumpra certos requisitos. O brazo basculante e a articulación universal están conectados na súa maioría por unha bisagra esférica.
A bisagra de bola do brazo oscilante pode proporcionar un ángulo de balance superior a ± 18 ° e pode proporcionar un ángulo de rotación de 360 °. Cumpre plenamente os requisitos de desviación e dirección das rodas. E a bisagra de bola cumpre cos requisitos de garantía de 2 anos ou 60.000 km e de 3 anos ou 80.000 km para todo o vehículo.
Segundo os diferentes métodos de conexión entre o brazo basculante e a bisagra esférica (articulación esférica), pódese dividir en conexión de parafuso ou remache, a bisagra de bola ten unha brida; conexión de interferencia a presión, a bisagra da bola non ten unha brida; integrado, o brazo oscilante e a bisagra de bola Todo nun. Para a estrutura de chapa única e a estrutura soldada de varias chapas, os dous primeiros tipos de conexións úsanse máis; este último tipo de conexión, como forxa de aceiro, forxa de aluminio e ferro fundido é máis amplamente utilizado
A bisagra de bola ten que cumprir a resistencia ao desgaste baixo a condición de carga, debido ao maior ángulo de traballo que o casco, o requisito de vida máis alto. Polo tanto, a bisagra da bola debe deseñarse como unha estrutura combinada, incluíndo unha boa lubricación do balance e un sistema de lubricación a proba de po e impermeable.
Figura 3 Brazo oscilante forxado de aluminio
O impacto do deseño do brazo basculante na calidade e no 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 soportada polo resorte da suspensión (masa suspendida) é un dos indicadores de rendemento importantes do sistema de suspensión que afecta ao a comodidade do coche. A frecuencia de vibración vertical que usa o corpo humano é a frecuencia da que o corpo se move cara arriba e abaixo durante a camiñada, que é de aproximadamente 1-1,6 Hz. A frecuencia natural do corpo debe estar o máis próxima posible a este rango de frecuencias. Cando a rixidez do sistema de suspensión é constante, canto menor sexa a masa suspendida, menor será a deformación vertical da suspensión e maior será a frecuencia natural.
Cando a carga vertical é constante, canto menor sexa a rixidez da suspensión, menor será a frecuencia natural do coche e maior será o espazo necesario para que a roda salte cara arriba e abaixo.
Cando as condicións da estrada e a velocidade do vehículo son iguais, canto menor sexa a masa non suspendida, menor será a carga de impacto sobre o sistema de suspensión. A masa non suspendida inclúe a masa da roda, a xunta universal e a masa do brazo guía, etc.
En xeral, o brazo basculante de aluminio ten a masa máis lixeira e o brazo basculante de fundición a maior masa. Outros están no medio.
Dado que a masa dun conxunto de brazos basculantes é maioritariamente inferior a 10 kg, en comparación cun vehículo cunha masa de máis de 1000 kg, a masa do brazo basculante ten pouco efecto no consumo de combustible.
2. Factor prezo: depende do plan de deseño
Cantos máis requisitos, maior será o custo. Partindo da premisa de que a resistencia estrutural e a rixidez do brazo oscilante cumpren os requisitos, os requisitos de tolerancia de fabricación, a dificultade do proceso de fabricación, o tipo de material e dispoñibilidade e os requisitos de corrosión superficial afectan directamente ao prezo. Por exemplo, os factores anticorrosivos: o revestimento electro-galvanizado, mediante a pasivación superficial e outros tratamentos, pode acadar unhas 144h; A protección da superficie divídese en revestimento de pintura electroforética catódica, que pode acadar unha resistencia á corrosión de 240 horas mediante o axuste do espesor do revestimento e os métodos de tratamento; zinc-ferro Ou revestimento de zinc-níquel, que pode cumprir os requisitos de proba anticorrosión de máis de 500 h. A medida que aumentan os requisitos das probas de corrosión, tamén aumenta o custo da peza.
O custo pódese reducir comparando os esquemas de deseño e estrutura do brazo basculante.
Como todos sabemos, diferentes arranxos de puntos duros proporcionan un rendemento de condución diferente. En particular, hai que sinalar que a mesma disposición de puntos duros e diferentes deseños de puntos de conexión poden proporcionar custos diferentes.
Existen tres tipos de conexión entre pezas estruturais e rótulas: conexión a través de pezas estándar (parafusos, porcas ou remaches), conexión de axuste por interferencia e integración. En comparación coa estrutura de conexión estándar, a estrutura de conexión de axuste por interferencia reduce os tipos de pezas, como parafusos, porcas, remaches e outras pezas. A estrutura de conexión integrada dunha soa peza que a interferencia reduce o número de pezas da carcasa da articulación esférica.
Existen dúas formas de conexión entre o elemento estrutural e o elemento elástico: os elementos elásticos dianteiro e traseiro son axialmente paralelos e axialmente perpendiculares. Distintos métodos determinan diferentes procesos de montaxe. Por exemplo, a dirección de presión do casco é na mesma dirección e perpendicular ao corpo do brazo basculante. Pódese usar unha prensa de dobre cabezal dunha soa estación para encaixar os casquiños dianteiro e traseiro ao mesmo tempo, aforrando man de obra, equipos e tempo; Se a dirección de instalación é inconsistente (vertical), pódese usar unha prensa de dobre cabezal dunha estación única para presionar e instalar o buje sucesivamente, aforrando man de obra e equipos; cando o casquillo está deseñado para ser presionado desde o interior, son necesarias dúas estacións e dúas prensas, encaixándoa sucesivamente a presión.
