Lengan ayun biasanya terletak di antara roda dan badan kenderaan, dan ia merupakan komponen keselamatan yang berkaitan dengan pemandu yang menghantar daya, melemahkan penghantaran getaran, dan mengawal arah.
Lengan ayun biasanya terletak di antara roda dan badan, dan ia merupakan komponen keselamatan yang berkaitan dengan pemandu yang menghantar daya, mengurangkan penghantaran getaran, dan mengawal arah. Artikel ini memperkenalkan reka bentuk struktur lengan ayun yang biasa di pasaran, dan membandingkan serta menganalisis pengaruh struktur yang berbeza terhadap proses, kualiti dan harga.
Suspensi casis kereta secara kasarnya dibahagikan kepada suspensi hadapan dan suspensi belakang. Kedua-dua suspensi hadapan dan belakang mempunyai lengan ayun untuk menghubungkan roda dan badan. Lengan ayun biasanya terletak di antara roda dan badan.
Peranan lengan ayun panduan adalah untuk menyambungkan roda dan bingkai, menghantar daya, mengurangkan penghantaran getaran, dan mengawal arah. Ia merupakan komponen keselamatan yang melibatkan pemandu. Terdapat bahagian struktur pemancar daya dalam sistem gantungan, supaya roda bergerak relatif terhadap badan mengikut trajektori tertentu. Bahagian struktur menghantar beban, dan keseluruhan sistem gantungan menanggung prestasi pengendalian kereta.
Fungsi umum dan reka bentuk struktur lengan ayun kereta
1. Untuk memenuhi keperluan pemindahan beban, reka bentuk dan teknologi struktur lengan ayun
Kebanyakan kereta moden menggunakan sistem suspensi bebas. Mengikut bentuk struktur yang berbeza, sistem suspensi bebas boleh dibahagikan kepada jenis wishbone, jenis lengan belakang, jenis berbilang pautan, jenis lilin dan jenis McPherson. Lengan silang dan lengan belakang adalah struktur dua daya untuk lengan tunggal dalam berbilang pautan, dengan dua titik sambungan. Dua rod dua daya dipasang pada sambungan universal pada sudut tertentu, dan garisan penghubung titik penyambung membentuk struktur segi tiga. Lengan bawah suspensi hadapan MacPherson adalah lengan ayun tiga titik tipikal dengan tiga titik sambungan. Garisan yang menghubungkan tiga titik sambungan adalah struktur segi tiga yang stabil yang boleh menahan beban dalam pelbagai arah.
Struktur lengan ayun dua daya adalah mudah, dan reka bentuk struktur sering ditentukan mengikut kepakaran profesional yang berbeza dan kemudahan pemprosesan setiap syarikat. Contohnya, struktur logam lembaran yang dicop (lihat Rajah 1), struktur reka bentuknya adalah plat keluli tunggal tanpa kimpalan, dan rongga strukturnya kebanyakannya dalam bentuk "I"; struktur kimpalan logam lembaran (lihat Rajah 2), struktur reka bentuknya adalah plat keluli yang dikimpal, dan rongga strukturnya lebih berbentuk "口"; atau plat tetulang tempatan digunakan untuk mengimpal dan mengukuhkan kedudukan berbahaya; struktur pemprosesan mesin tempa keluli, rongga strukturnya pepejal, dan bentuknya kebanyakannya diselaraskan mengikut keperluan susun atur casis; struktur pemprosesan mesin tempa aluminium (lihat Rajah 3), strukturnya adalah pepejal, dan keperluan bentuknya serupa dengan tempa keluli; struktur paip keluli adalah mudah dalam struktur, dan rongga strukturnya bulat.
Struktur lengan ayun tiga titik adalah rumit, dan reka bentuk struktur sering ditentukan mengikut keperluan OEM. Dalam analisis simulasi gerakan, lengan ayun tidak boleh mengganggu bahagian lain, dan kebanyakannya mempunyai keperluan jarak minimum. Contohnya, struktur logam lembaran yang dicop kebanyakannya digunakan pada masa yang sama dengan struktur kimpalan logam lembaran, lubang abah-abah sensor atau pendakap sambungan rod penyambung bar penstabil, dan sebagainya akan mengubah struktur reka bentuk lengan ayun; rongga struktur masih dalam bentuk "mulut", dan rongga lengan ayun akan Struktur tertutup adalah lebih baik daripada struktur yang tidak tertutup. Struktur mesin tempa, rongga struktur kebanyakannya berbentuk "I", yang mempunyai ciri-ciri tradisional rintangan kilasan dan lenturan; struktur mesin tuangan, bentuk dan rongga struktur kebanyakannya dilengkapi dengan rusuk pengukuhan dan lubang pengurangan berat mengikut ciri-ciri tuangan; kimpalan logam lembaran Struktur gabungan dengan penempaan, disebabkan oleh keperluan ruang susun atur casis kenderaan, sendi bola disepadukan dalam penempaan, dan penempaan disambungkan dengan logam lembaran; Struktur pemesinan aluminium tempa tuang menyediakan penggunaan dan produktiviti bahan yang lebih baik daripada penempaan, dan mempunyai kekuatan bahan yang lebih baik daripada tuangan, yang merupakan penerapan teknologi baharu.
2. Kurangkan penghantaran getaran ke badan, dan reka bentuk struktur elemen elastik pada titik sambungan lengan ayun
Oleh kerana permukaan jalan yang dipandu kereta tidak boleh rata sepenuhnya, daya tindak balas menegak permukaan jalan yang bertindak pada roda selalunya memberi impak, terutamanya apabila memandu pada kelajuan tinggi di permukaan jalan yang teruk, daya impak ini juga menyebabkan pemandu berasa tidak selesa. , elemen elastik dipasang dalam sistem gantungan, dan sambungan tegar ditukar menjadi sambungan elastik. Selepas elemen elastik terkena impak, ia menghasilkan getaran, dan getaran berterusan membuatkan pemandu berasa tidak selesa, jadi sistem gantungan memerlukan elemen redaman untuk mengurangkan amplitud getaran dengan cepat.
Titik sambungan dalam reka bentuk struktur lengan ayun ialah sambungan elemen elastik dan sambungan sendi bebola. Elemen elastik memberikan redaman getaran dan sebilangan kecil darjah kebebasan putaran dan berayun. Sesendal getah sering digunakan sebagai komponen elastik dalam kereta, dan sesendal hidraulik dan engsel silang juga digunakan.
Rajah 2 Lengan ayun kimpalan logam kepingan
Struktur sesendal getah kebanyakannya paip keluli dengan getah di luar, atau struktur sandwic paip keluli-getah-paip keluli. Paip keluli dalam memerlukan rintangan tekanan dan keperluan diameter, dan gerigi anti-gelincir adalah perkara biasa di kedua-dua hujungnya. Lapisan getah melaraskan formula bahan dan struktur reka bentuk mengikut keperluan ketegaran yang berbeza.
Cincin keluli paling luar selalunya mempunyai keperluan sudut plumbum-masuk, yang kondusif untuk pemasangan tekan.
Sesendal hidraulik mempunyai struktur yang kompleks, dan ia merupakan produk dengan proses yang kompleks dan nilai tambah yang tinggi dalam kategori sesendal. Terdapat rongga dalam getah, dan terdapat minyak dalam rongga tersebut. Reka bentuk struktur rongga dijalankan mengikut keperluan prestasi sesendal. Jika minyak bocor, sesendal akan rosak. Sesendal hidraulik boleh memberikan lengkung kekakuan yang lebih baik, yang menjejaskan pemanduan kenderaan secara keseluruhan.
Engsel silang mempunyai struktur yang kompleks dan merupakan bahagian komposit engsel getah dan bebola. Ia boleh memberikan ketahanan yang lebih baik daripada sesendal, sudut ayunan dan sudut putaran, lengkung kekakuan khas, dan memenuhi keperluan prestasi keseluruhan kenderaan. Engsel silang yang rosak akan menghasilkan bunyi bising ke dalam kabin apabila kenderaan bergerak.
3. Dengan pergerakan roda, reka bentuk struktur elemen ayun pada titik sambungan lengan ayun
Permukaan jalan yang tidak rata menyebabkan roda melompat ke atas dan ke bawah relatif terhadap badan (rangka), dan pada masa yang sama roda bergerak, seperti membelok, bergerak lurus, dan sebagainya, yang memerlukan trajektori roda memenuhi keperluan tertentu. Lengan ayun dan sendi universal kebanyakannya dihubungkan oleh engsel bola.
Engsel bebola lengan ayun boleh memberikan sudut ayun lebih besar daripada ±18°, dan boleh memberikan sudut putaran 360°. Memenuhi sepenuhnya keperluan larian roda dan stereng. Dan engsel bebola memenuhi keperluan jaminan 2 tahun atau 60,000 km dan 3 tahun atau 80,000 km untuk keseluruhan kenderaan.
Mengikut kaedah sambungan yang berbeza antara lengan ayun dan engsel bola (sambungan bola), ia boleh dibahagikan kepada sambungan bolt atau rivet, engsel bola mempunyai bebibir; sambungan gangguan tekan-pasang, engsel bola tidak mempunyai bebibir; bersepadu, lengan ayun dan engsel bola Semua dalam satu. Untuk struktur logam kepingan tunggal dan struktur kimpalan logam berbilang kepingan, dua jenis sambungan yang terdahulu lebih banyak digunakan; jenis sambungan yang kedua seperti penempaan keluli, penempaan aluminium dan besi tuang lebih banyak digunakan.
Engsel bola perlu memenuhi rintangan haus di bawah keadaan beban, disebabkan oleh sudut kerja yang lebih besar daripada sesendal, keperluan hayat yang lebih tinggi. Oleh itu, engsel bola perlu direka bentuk sebagai struktur gabungan, termasuk pelinciran yang baik pada ayunan dan sistem pelinciran kalis habuk dan kalis air.
Rajah 3 Lengan ayun tempa aluminium
Kesan reka bentuk lengan ayun terhadap kualiti dan harga
1. Faktor kualiti: lebih ringan lebih baik
Frekuensi semula jadi badan (juga dikenali sebagai frekuensi getaran bebas sistem getaran) yang ditentukan oleh kekakuan suspensi dan jisim yang disokong oleh spring suspensi (jisim spring) merupakan salah satu petunjuk prestasi penting sistem suspensi yang mempengaruhi keselesaan perjalanan kereta. Frekuensi getaran menegak yang digunakan oleh badan manusia ialah frekuensi badan yang bergerak ke atas dan ke bawah semasa berjalan, iaitu kira-kira 1-1.6Hz. Frekuensi semula jadi badan hendaklah sedekat mungkin dengan julat frekuensi ini. Apabila kekakuan sistem suspensi adalah malar, semakin kecil jisim spring, semakin kecil ubah bentuk menegak suspensi, dan semakin tinggi frekuensi semula jadi.
Apabila beban menegak adalah malar, semakin kecil kekakuan suspensi, semakin rendah frekuensi semula jadi kereta, dan semakin besar ruang yang diperlukan untuk roda melompat ke atas dan ke bawah.
Apabila keadaan jalan raya dan kelajuan kenderaan adalah sama, semakin kecil jisim tak bersprung, semakin kecil beban impak pada sistem gantungan. Jisim tak bersprung termasuk jisim roda, sendi universal dan jisim lengan panduan, dsb.
Secara amnya, lengan ayun aluminium mempunyai jisim paling ringan dan lengan ayun besi tuang mempunyai jisim terbesar. Yang lain berada di antara keduanya.
Oleh kerana jisim satu set lengan ayun kebanyakannya kurang daripada 10kg, berbanding dengan kenderaan yang berjisim lebih daripada 1000kg, jisim lengan ayun mempunyai sedikit kesan terhadap penggunaan bahan api.
2. Faktor harga: bergantung pada pelan reka bentuk
Lebih banyak keperluan, lebih tinggi kosnya. Berdasarkan premis bahawa kekuatan struktur dan ketegaran lengan ayun memenuhi keperluan, keperluan toleransi pembuatan, kesukaran proses pembuatan, jenis dan ketersediaan bahan, dan keperluan kakisan permukaan semuanya secara langsung mempengaruhi harga. Contohnya, faktor anti-karat: salutan elektro-tergalvani, melalui pempasifan permukaan dan rawatan lain, boleh mencapai kira-kira 144 jam; perlindungan permukaan dibahagikan kepada salutan cat elektroforetik katodik, yang boleh mencapai rintangan kakisan 240 jam melalui pelarasan ketebalan salutan dan kaedah rawatan; salutan zink-besi atau zink-nikel, yang boleh memenuhi keperluan ujian anti-karat lebih daripada 500 jam. Apabila keperluan ujian kakisan meningkat, begitu juga kos bahagian tersebut.
Kos boleh dikurangkan dengan membandingkan reka bentuk dan skema struktur lengan ayun.
Seperti yang kita semua tahu, susunan titik keras yang berbeza memberikan prestasi pemanduan yang berbeza. Khususnya, perlu ditegaskan bahawa susunan titik keras yang sama dan reka bentuk titik sambungan yang berbeza boleh memberikan kos yang berbeza.
Terdapat tiga jenis sambungan antara bahagian struktur dan sambungan bebola: sambungan melalui bahagian standard (bolt, nat atau rivet), sambungan padanan gangguan dan penyepaduan. Berbanding dengan struktur sambungan standard, struktur sambungan padanan gangguan mengurangkan jenis bahagian, seperti bolt, nat, rivet dan bahagian lain. Struktur sambungan padanan gangguan bersepadu mengurangkan bilangan bahagian cangkerang sambungan sambungan bebola berbanding struktur sambungan padanan gangguan.
Terdapat dua bentuk sambungan antara anggota struktur dan elemen elastik: elemen elastik hadapan dan belakang selari secara paksi dan berserenjang secara paksi. Kaedah yang berbeza menentukan proses pemasangan yang berbeza. Contohnya, arah penekanan sesendal adalah dalam arah yang sama dan berserenjang dengan badan lengan ayun. Penekan kepala berganda stesen tunggal boleh digunakan untuk menekan sesendal hadapan dan belakang pada masa yang sama, menjimatkan tenaga kerja, peralatan dan masa; Jika arah pemasangan tidak konsisten (menegak), penekan kepala berganda stesen tunggal boleh digunakan untuk menekan dan memasang sesendal secara berturut-turut, menjimatkan tenaga kerja dan peralatan; apabila sesendal direka bentuk untuk ditekan masuk dari dalam, dua stesen dan dua penekan diperlukan, tekan sesendal secara berturut-turut.
