Ο περιστρεφόμενος βραχίονας βρίσκεται συνήθως ανάμεσα στον τροχό και το αμάξωμα και είναι ένα εξάρτημα ασφαλείας που σχετίζεται με τον οδηγό και μεταδίδει δύναμη, αποδυναμώνει τη μετάδοση κραδασμών και ελέγχει την κατεύθυνση.
Ο περιστρεφόμενος βραχίονας βρίσκεται συνήθως ανάμεσα στον τροχό και το αμάξωμα και είναι ένα εξάρτημα ασφαλείας που σχετίζεται με τον οδηγό και μεταδίδει δύναμη, μειώνει τη μετάδοση κραδασμών και ελέγχει την κατεύθυνση. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει τον κοινό δομικό σχεδιασμό του περιστρεφόμενου βραχίονα στην αγορά και συγκρίνει και αναλύει την επίδραση διαφορετικών δομών στη διαδικασία, την ποιότητα και την τιμή.
Η ανάρτηση του πλαισίου του αυτοκινήτου χωρίζεται σε μπροστινή ανάρτηση και πίσω ανάρτηση. Τόσο η μπροστινή όσο και η πίσω ανάρτηση διαθέτουν βραχίονες ταλάντωσης για τη σύνδεση των τροχών και του αμαξώματος. Οι βραχίονες ταλάντωσης βρίσκονται συνήθως ανάμεσα στους τροχούς και το αμάξωμα.
Ο ρόλος του βραχίονα περιστροφής οδηγού είναι να συνδέει τον τροχό και το πλαίσιο, να μεταδίδει δύναμη, να μειώνει τη μετάδοση κραδασμών και να ελέγχει την κατεύθυνση. Είναι ένα εξάρτημα ασφαλείας που αφορά τον οδηγό. Υπάρχουν δομικά μέρη που μεταδίδουν δύναμη στο σύστημα ανάρτησης, έτσι ώστε οι τροχοί να κινούνται σε σχέση με το αμάξωμα σύμφωνα με μια συγκεκριμένη τροχιά. Τα δομικά μέρη μεταδίδουν το φορτίο και ολόκληρο το σύστημα ανάρτησης φέρει την απόδοση χειρισμού του αυτοκινήτου.
Κοινές λειτουργίες και σχεδιασμός δομής του βραχίονα ταλάντωσης αυτοκινήτου
1. Για να καλύψει τις απαιτήσεις της μεταφοράς φορτίου, του σχεδιασμού και της τεχνολογίας της δομής του βραχίονα ταλάντωσης
Τα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν ανεξάρτητα συστήματα ανάρτησης. Σύμφωνα με τις διαφορετικές δομικές μορφές, τα ανεξάρτητα συστήματα ανάρτησης μπορούν να χωριστούν σε τύπους ψαλιδιού, τύπου υστερούντος βραχίονα, τύπου πολλαπλών συνδέσμων, τύπου κεριού και τύπου McPherson. Ο εγκάρσιος βραχίονας και ο υστερούντος βραχίονας είναι μια δομή δύο δυνάμεων για έναν μόνο βραχίονα στον πολλαπλό σύνδεσμο, με δύο σημεία σύνδεσης. Δύο ράβδοι δύο δυνάμεων συναρμολογούνται στην αρθρωτή άρθρωση υπό μια ορισμένη γωνία και οι γραμμές σύνδεσης των σημείων σύνδεσης σχηματίζουν μια τριγωνική δομή. Ο κάτω βραχίονας μπροστινής ανάρτησης MacPherson είναι ένας τυπικός βραχίονας τριών σημείων με τρία σημεία σύνδεσης. Η γραμμή που συνδέει τα τρία σημεία σύνδεσης είναι μια σταθερή τριγωνική δομή που μπορεί να αντέξει φορτία σε πολλαπλές κατευθύνσεις.
Η δομή του βραχίονα περιστροφής δύο δυνάμεων είναι απλή και ο δομικός σχεδιασμός συχνά καθορίζεται σύμφωνα με την διαφορετική επαγγελματική εμπειρία και την ευκολία επεξεργασίας κάθε εταιρείας. Για παράδειγμα, η σφραγισμένη δομή λαμαρίνας (βλ. Σχήμα 1), η σχεδιαστική δομή είναι μια ενιαία χαλύβδινη πλάκα χωρίς συγκόλληση και η δομική κοιλότητα έχει ως επί το πλείστον σχήμα "I". η συγκολλημένη δομή λαμαρίνας (βλ. Σχήμα 2), η σχεδιαστική δομή είναι μια συγκολλημένη χαλύβδινη πλάκα και η δομική κοιλότητα έχει σχήμα "口". ή οι τοπικές πλάκες ενίσχυσης χρησιμοποιούνται για τη συγκόλληση και την ενίσχυση της επικίνδυνης θέσης. η δομή επεξεργασίας μηχανής σφυρηλάτησης χάλυβα, η δομική κοιλότητα είναι συμπαγής και το σχήμα προσαρμόζεται ως επί το πλείστον σύμφωνα με τις απαιτήσεις διάταξης του πλαισίου. η δομή επεξεργασίας μηχανής σφυρηλάτησης αλουμινίου (βλ. Σχήμα 3), η δομή της κοιλότητας είναι συμπαγής και οι απαιτήσεις σχήματος είναι παρόμοιες με τη σφυρηλάτηση χάλυβα. η δομή χαλύβδινου σωλήνα είναι απλή στη δομή και η δομική κοιλότητα είναι κυκλική.
Η δομή του τριγωνικού βραχίονα περιστροφής είναι περίπλοκη και ο δομικός σχεδιασμός συχνά καθορίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM). Στην ανάλυση προσομοίωσης κίνησης, ο περιστροφικός βραχίονας δεν μπορεί να επηρεάσει άλλα μέρη και τα περισσότερα από αυτά έχουν ελάχιστες απαιτήσεις απόστασης. Για παράδειγμα, η σφραγισμένη δομή λαμαρίνας χρησιμοποιείται κυρίως ταυτόχρονα με τη συγκολλημένη δομή λαμαρίνας, την οπή καλωδίωσης αισθητήρα ή το βραχίονα σύνδεσης της ράβδου σύνδεσης της σταθεροποιητικής ράβδου κ.λπ. θα αλλάξει τη σχεδιαστική δομή του περιστροφικού βραχίονα. Η δομική κοιλότητα εξακολουθεί να έχει σχήμα "στόματος" και η κοιλότητα του περιστροφικού βραχίονα θα είναι καλύτερη από μια ανοιχτή δομή. Στη σφυρηλατημένη κατεργασμένη δομή, η δομική κοιλότητα έχει ως επί το πλείστον σχήμα "Ι", το οποίο έχει τα παραδοσιακά χαρακτηριστικά της αντοχής σε στρέψη και κάμψη. Η κατεργασμένη δομή χύτευσης, το σχήμα και η δομική κοιλότητα είναι ως επί το πλείστον εξοπλισμένα με ενισχυτικές νευρώσεις και οπές μείωσης βάρους σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της χύτευσης. Η συγκόλληση λαμαρίνας σε συνδυασμό με τη σφυρηλάτηση, λόγω των απαιτήσεων χώρου διάταξης του πλαισίου του οχήματος, η σφαιρική άρθρωση είναι ενσωματωμένη στη σφυρηλάτηση και η σφυρηλάτηση συνδέεται με τη λαμαρίνα. Η δομή κατεργασίας αλουμινίου με χυτοσφυρηλάτηση παρέχει καλύτερη αξιοποίηση υλικού και παραγωγικότητα από τη σφυρηλάτηση και έχει ανώτερη αντοχή υλικού από τα χυτά, η οποία είναι η εφαρμογή νέας τεχνολογίας.
2. Μειώστε τη μετάδοση των κραδασμών στο σώμα και τον δομικό σχεδιασμό του ελαστικού στοιχείου στο σημείο σύνδεσης του περιστρεφόμενου βραχίονα
Δεδομένου ότι η επιφάνεια του οδοστρώματος στην οποία κινείται το αυτοκίνητο δεν μπορεί να είναι απολύτως επίπεδη, η κατακόρυφη δύναμη αντίδρασης της επιφάνειας του οδοστρώματος που ασκείται στους τροχούς είναι συχνά κρουστική, ειδικά κατά την οδήγηση με υψηλή ταχύτητα σε κακή επιφάνεια οδοστρώματος. Αυτή η δύναμη κρούσης προκαλεί επίσης στον οδηγό να αισθάνεται άβολα. , ελαστικά στοιχεία εγκαθίστανται στο σύστημα ανάρτησης και η άκαμπτη σύνδεση μετατρέπεται σε ελαστική σύνδεση. Αφού το ελαστικό στοιχείο προσκρούσει, παράγει κραδασμούς και η συνεχής δόνηση κάνει τον οδηγό να αισθάνεται άβολα, επομένως το σύστημα ανάρτησης χρειάζεται στοιχεία απόσβεσης για να μειώσει γρήγορα το πλάτος των κραδασμών.
Τα σημεία σύνδεσης στον δομικό σχεδιασμό του περιστρεφόμενου βραχίονα είναι η σύνδεση ελαστικού στοιχείου και η σύνδεση σφαιρικής άρθρωσης. Τα ελαστικά στοιχεία παρέχουν απόσβεση κραδασμών και έναν μικρό αριθμό βαθμών περιστροφικής και ταλαντωτικής ελευθερίας. Τα ελαστικά δακτυλίδια χρησιμοποιούνται συχνά ως ελαστικά εξαρτήματα στα αυτοκίνητα, ενώ χρησιμοποιούνται επίσης υδραυλικά δακτυλίδια και εγκάρσιοι μεντεσέδες.
Σχήμα 2 Βραχίονας συγκόλλησης λαμαρίνας
Η δομή του ελαστικού δακτυλίου είναι ως επί το πλείστον ένας χαλύβδινος σωλήνας με εξωτερικό καουτσούκ ή μια δομή σάντουιτς από χαλύβδινο σωλήνα-καουτσούκ-χάλυβα. Ο εσωτερικός χαλύβδινος σωλήνας απαιτεί αντοχή στην πίεση και απαιτήσεις διαμέτρου, και οι αντιολισθητικές οδοντώσεις είναι κοινές και στα δύο άκρα. Το στρώμα καουτσούκ προσαρμόζει τον τύπο του υλικού και τη δομή σχεδιασμού σύμφωνα με τις διαφορετικές απαιτήσεις ακαμψίας.
Ο εξωτερικός χαλύβδινος δακτύλιος έχει συχνά μια απαίτηση γωνίας εισαγωγής, η οποία ευνοεί την τοποθέτηση με πίεση.
Ο υδραυλικός δακτύλιος έχει σύνθετη δομή και είναι ένα προϊόν με σύνθετη διαδικασία και υψηλή προστιθέμενη αξία στην κατηγορία των δακτυλίων. Υπάρχει μια κοιλότητα στο λάστιχο και υπάρχει λάδι στην κοιλότητα. Ο σχεδιασμός της δομής της κοιλότητας πραγματοποιείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις απόδοσης του δακτυλίου. Σε περίπτωση διαρροής λαδιού, ο δακτύλιος έχει υποστεί ζημιά. Οι υδραυλικοί δακτύλιοι μπορούν να παρέχουν καλύτερη καμπύλη ακαμψίας, επηρεάζοντας τη συνολική οδηγική ικανότητα του οχήματος.
Ο εγκάρσιος μεντεσέ έχει σύνθετη δομή και είναι ένα σύνθετο μέρος από ελαστικούς και σφαιρικούς μεντεσέδες. Μπορεί να προσφέρει καλύτερη ανθεκτικότητα από τον δακτύλιο, γωνία ταλάντωσης και γωνία περιστροφής, ειδική καμπύλη ακαμψίας και να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις απόδοσης ολόκληρου του οχήματος. Οι κατεστραμμένοι εγκάρσιοι μεντεσέδες θα παράγουν θόρυβο στην καμπίνα όταν το όχημα βρίσκεται σε κίνηση.
3. Με την κίνηση του τροχού, ο δομικός σχεδιασμός του στοιχείου ταλάντωσης στο σημείο σύνδεσης του βραχίονα ταλάντωσης
Η ανώμαλη επιφάνεια του οδοστρώματος προκαλεί την κίνηση των τροχών πάνω και κάτω σε σχέση με το αμάξωμα (πλαίσιο), και ταυτόχρονα οι τροχοί κινούνται, όπως όταν στρίβουν, όταν πηγαίνουν ευθεία κ.λπ., απαιτώντας από την τροχιά των τροχών να πληροί ορισμένες απαιτήσεις. Ο ψαλιδωτός βραχίονας και η αρθρωτή άρθρωση συνδέονται ως επί το πλείστον με σφαιρική άρθρωση.
Ο σφαιρικός μεντεσές του περιστρεφόμενου βραχίονα μπορεί να παρέχει γωνία περιστροφής μεγαλύτερη από ±18° και γωνία περιστροφής 360°. Πληροί πλήρως τις απαιτήσεις εκκεντρότητας τροχών και διεύθυνσης. Επίσης, ο σφαιρικός μεντεσές πληροί τις απαιτήσεις εγγύησης 2 ετών ή 60.000 χλμ. και 3 ετών ή 80.000 χλμ. για ολόκληρο το όχημα.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους σύνδεσης μεταξύ του βραχίονα περιστροφής και της σφαιρικής άρθρωσης (σφαιρική άρθρωση), μπορεί να χωριστεί σε σύνδεση με μπουλόνι ή πριτσίνι, η σφαιρική άρθρωση έχει φλάντζα. Σύνδεση παρεμβολής με πίεση, η σφαιρική άρθρωση δεν έχει φλάντζα. Ενσωματωμένος βραχίονας περιστροφής και σφαιρική άρθρωση Όλα σε ένα. Για μονολαμινική δομή και συγκολλημένη δομή πολλαπλών λαμαρινών, οι δύο πρώτοι τύποι συνδέσεων χρησιμοποιούνται ευρύτερα. Ο τελευταίος τύπος σύνδεσης, όπως η σφυρηλάτηση χάλυβα, η σφυρηλάτηση αλουμινίου και ο χυτοσίδηρος, χρησιμοποιείται ευρύτερα.
Ο σφαιρικός μεντεσές πρέπει να ανταποκρίνεται στην αντοχή στη φθορά υπό συνθήκες φορτίου, λόγω της μεγαλύτερης γωνίας λειτουργίας από τον δακτύλιο, που συνεπάγεται υψηλότερη απαίτηση διάρκειας ζωής. Επομένως, ο σφαιρικός μεντεσές πρέπει να σχεδιάζεται ως συνδυασμένη δομή, συμπεριλαμβανομένης της καλής λίπανσης της περιστρεφόμενης βάσης και του συστήματος λίπανσης ανθεκτικό στη σκόνη και το νερό.
Σχήμα 3 Σφυρήλατο βραχίονα περιστροφής αλουμινίου
Η επίδραση του σχεδιασμού του περιστρεφόμενου βραχίονα στην ποιότητα και την τιμή
1. Παράγοντας ποιότητας: όσο πιο ελαφρύ τόσο το καλύτερο
Η φυσική συχνότητα του σώματος (γνωστή και ως συχνότητα ελεύθερης δόνησης του συστήματος δόνησης) που καθορίζεται από την ακαμψία της ανάρτησης και τη μάζα που υποστηρίζεται από το ελατήριο ανάρτησης (ελατηριωτή μάζα) είναι ένας από τους σημαντικούς δείκτες απόδοσης του συστήματος ανάρτησης που επηρεάζει την άνεση οδήγησης του αυτοκινήτου. Η συχνότητα κάθετης δόνησης που χρησιμοποιείται από το ανθρώπινο σώμα είναι η συχνότητα του σώματος που κινείται πάνω και κάτω κατά το περπάτημα, η οποία είναι περίπου 1-1,6Hz. Η φυσική συχνότητα του σώματος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά σε αυτό το εύρος συχνοτήτων. Όταν η ακαμψία του συστήματος ανάρτησης είναι σταθερή, όσο μικρότερη είναι η ελατηριωτή μάζα, τόσο μικρότερη είναι η κάθετη παραμόρφωση της ανάρτησης και τόσο υψηλότερη είναι η φυσική συχνότητα.
Όταν το κατακόρυφο φορτίο είναι σταθερό, όσο μικρότερη είναι η ακαμψία της ανάρτησης, τόσο χαμηλότερη είναι η φυσική συχνότητα του αυτοκινήτου και τόσο μεγαλύτερος είναι ο χώρος που απαιτείται για να αναπηδήσει ο τροχός πάνω και κάτω.
Όταν οι συνθήκες του οδοστρώματος και η ταχύτητα του οχήματος είναι ίδιες, όσο μικρότερη είναι η μη αναρτημένη μάζα, τόσο μικρότερο είναι το φορτίο πρόσκρουσης στο σύστημα ανάρτησης. Η μη αναρτημένη μάζα περιλαμβάνει τη μάζα του τροχού, τη μάζα του αρθρωτού συνδέσμου και του βραχίονα οδήγησης κ.λπ.
Γενικά, ο ψαλιδωτός βραχίονας αλουμινίου έχει την ελαφρύτερη μάζα και ο ψαλιδωτός βραχίονας από χυτοσίδηρο έχει τη μεγαλύτερη μάζα. Άλλοι βρίσκονται ενδιάμεσα.
Δεδομένου ότι η μάζα ενός σετ περιστρεφόμενων βραχιόνων είναι ως επί το πλείστον μικρότερη από 10 kg, σε σύγκριση με ένα όχημα με μάζα μεγαλύτερη από 1000 kg, η μάζα του περιστρεφόμενου βραχίονα έχει μικρή επίδραση στην κατανάλωση καυσίμου.
2. Παράγοντας τιμής: εξαρτάται από το σχέδιο σχεδιασμού
Όσο περισσότερες απαιτήσεις, τόσο υψηλότερο είναι το κόστος. Με την προϋπόθεση ότι η δομική αντοχή και η ακαμψία του περιστρεφόμενου βραχίονα πληρούν τις απαιτήσεις, οι απαιτήσεις ανοχής κατασκευής, η δυσκολία της διαδικασίας κατασκευής, ο τύπος και η διαθεσιμότητα του υλικού, καθώς και οι απαιτήσεις διάβρωσης της επιφάνειας επηρεάζουν άμεσα την τιμή. Για παράδειγμα, παράγοντες αντιδιαβρωτικής προστασίας: η ηλεκτρογαλβανισμένη επίστρωση, μέσω παθητικοποίησης της επιφάνειας και άλλων επεξεργασιών, μπορεί να επιτύχει περίπου 144 ώρες. η προστασία της επιφάνειας χωρίζεται σε καθοδική ηλεκτροφορητική επίστρωση βαφής, η οποία μπορεί να επιτύχει αντοχή στη διάβρωση 240 ωρών μέσω ρύθμισης του πάχους της επίστρωσης και των μεθόδων επεξεργασίας. η επίστρωση ψευδαργύρου-σιδήρου ή ψευδαργύρου-νικελίου, η οποία μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις δοκιμών αντιδιαβρωτικής προστασίας άνω των 500 ωρών. Καθώς αυξάνονται οι απαιτήσεις δοκιμών διάβρωσης, αυξάνεται και το κόστος του εξαρτήματος.
Το κόστος μπορεί να μειωθεί συγκρίνοντας τα σχέδια σχεδιασμού και κατασκευής του περιστρεφόμενου βραχίονα.
Όπως όλοι γνωρίζουμε, οι διαφορετικές διατάξεις σκληρού σημείου παρέχουν διαφορετική απόδοση οδήγησης. Συγκεκριμένα, πρέπει να επισημανθεί ότι η ίδια διάταξη σκληρού σημείου και τα διαφορετικά σχέδια σημείων σύνδεσης μπορούν να προσφέρουν διαφορετικό κόστος.
Υπάρχουν τρεις τύποι σύνδεσης μεταξύ των δομικών μερών και των σφαιρικών αρθρώσεων: σύνδεση μέσω τυποποιημένων μερών (βίδες, παξιμάδια ή πριτσίνια), σύνδεση και ενσωμάτωση με παρεμβολή. Σε σύγκριση με την τυπική δομή σύνδεσης, η δομή σύνδεσης με παρεμβολή μειώνει τους τύπους μερών, όπως βίδες, παξιμάδια, πριτσίνια και άλλα μέρη. Η ενσωματωμένη μονοκόμματη δομή σύνδεσης μειώνει τον αριθμό των μερών του κελύφους της σφαιρικής άρθρωσης σε σχέση με τη δομή σύνδεσης με παρεμβολή.
Υπάρχουν δύο μορφές σύνδεσης μεταξύ του δομικού μέλους και του ελαστικού στοιχείου: τα μπροστινά και τα πίσω ελαστικά στοιχεία είναι αξονικά παράλληλα και αξονικά κάθετα. Διαφορετικές μέθοδοι καθορίζουν διαφορετικές διαδικασίες συναρμολόγησης. Για παράδειγμα, η κατεύθυνση συμπίεσης του δακτυλίου είναι στην ίδια κατεύθυνση και κάθετη προς το σώμα του περιστρεφόμενου βραχίονα. Μια πρέσα διπλής κεφαλής μονού σταθμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταυτόχρονη συμπίεση των μπροστινών και των πίσω δακτυλίων, εξοικονομώντας εργατικό δυναμικό, εξοπλισμό και χρόνο. Εάν η κατεύθυνση εγκατάστασης είναι ασυνεπής (κάθετη), μια πρέσα διπλής κεφαλής μονού σταθμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαδοχική συμπίεση και εγκατάσταση του δακτυλίου, εξοικονομώντας εργατικό δυναμικό και εξοπλισμό. Όταν ο δακτύλιος έχει σχεδιαστεί για συμπίεση από μέσα, απαιτούνται δύο σταθμοί και δύο πρέσες, για τη διαδοχική συμπίεση του δακτυλίου.
