Il braccio di swing si trova di solito tra la ruota e il corpo ed è un componente di sicurezza relativo al driver che trasmette la forza, indebolisce la trasmissione delle vibrazioni e controlla la direzione.
Il braccio oscillante si trova di solito tra la ruota e il corpo ed è un componente di sicurezza relativo al driver che trasmette la forza, riduce la trasmissione delle vibrazioni e controlla la direzione. Questo articolo introduce la progettazione strutturale comune del braccio oscillante sul mercato e confronta e analizza l'influenza di diverse strutture sul processo, sulla qualità e sul prezzo.
La sospensione del telaio per auto è approssimativamente divisa in sospensioni anteriori e sospensioni posteriori. Sia le sospensioni anteriori che quelle posteriori hanno bracci oscillanti per collegare le ruote e il corpo. I bracci di swing si trovano di solito tra le ruote e il corpo.
Il ruolo del braccio di swing guida è quello di collegare la ruota e il telaio, trasmettere la forza, ridurre la trasmissione delle vibrazioni e controllare la direzione. È un componente di sicurezza che coinvolge il conducente. Ci sono parti strutturali di trasmissione della forza nel sistema di sospensione, in modo che le ruote si muovano rispetto al corpo secondo una certa traiettoria. Le parti strutturali trasmettono il carico e l'intero sistema di sospensione porta le prestazioni di gestione dell'auto.
Funzioni comuni e design della struttura del braccio di swing per auto
1. Per soddisfare i requisiti di trasferimento del carico, progettazione e tecnologia della struttura del braccio altalena
La maggior parte delle auto moderne utilizza sistemi di sospensione indipendenti. Secondo diverse forme strutturali, i sistemi di sospensione indipendenti possono essere divisi in tipo di braccio, tipo per il braccio finale, tipo multi-link, tipo di candela e tipo McPherson. Il braccio trasversale e il braccio finale sono una struttura a due forze per un singolo braccio nel multi-link, con due punti di connessione. Due aste a due forme sono assemblate sull'articolazione universale con un certo angolo e le linee di collegamento dei punti di collegamento formano una struttura triangolare. Il braccio inferiore della sospensione anteriore di MacPherson è un tipico braccio di oscillazione a tre punti con tre punti di collegamento. La linea che collega i tre punti di connessione è una struttura triangolare stabile che può resistere ai carichi in più direzioni.
La struttura del braccio di swing a due forze è semplice e la progettazione strutturale è spesso determinata in base alle diverse competenze professionali e di elaborazione di ciascuna azienda. Ad esempio, la struttura in lamiera stampata (vedi Figura 1), la struttura del design è una singola piastra in acciaio senza saldatura e la cavità strutturale è principalmente a forma di "I"; La struttura saldata in lamiera (vedi Figura 2), la struttura del design è una piastra in acciaio saldata e la cavità strutturale è più a forma di "口"; o le piastre di rinforzo locali vengono utilizzate per saldare e rafforzare la posizione pericolosa; La struttura di elaborazione della macchina per forgiatura in acciaio, la cavità strutturale è solida e la forma è principalmente regolata in base ai requisiti di layout del telaio; La struttura di elaborazione della macchina di forgiatura in alluminio (vedi Figura 3), la struttura della cavità è solida e i requisiti di forma sono simili alla forgiatura in acciaio; La struttura dei tubi in acciaio è semplice nella struttura e la cavità strutturale è circolare.
La struttura del braccio oscillante a tre punti è complicata e la progettazione strutturale è spesso determinata in base ai requisiti dell'OEM. Nell'analisi della simulazione del movimento, il braccio di swing non può interferire con altre parti e la maggior parte di esse ha requisiti di distanza minima. Ad esempio, la struttura in lamiera stampata viene utilizzata per lo più contemporaneamente alla struttura saldata in lamiera, al foro del cablaggio del sensore o alla staffa di collegamento della barra della barra di stabilizzatore, ecc. Cambieranno la struttura del design del braccio di swing; La cavità strutturale è ancora a forma di una "bocca" e la cavità del braccio oscillante sarà una struttura chiusa è meglio di una struttura non chiusa. Struttura lavorata forgiata, la cavità strutturale è principalmente forma "i", che ha le caratteristiche tradizionali della torsione e della resistenza alla flessione; La struttura, la forma e la cavità strutturale di fusione sono per lo più dotate di costole di rinforzo e buchi che riducono il peso in base alle caratteristiche della fusione; Saldatura in lamiera La struttura combinata con la forgiatura, a causa dei requisiti di spazio di layout del telaio del veicolo, il giunto a sfera è integrato nella forgiatura e la forgiatura è collegata con la lamiera; La struttura di lavorazione in alluminio con forza fuso offre un migliore utilizzo e produttività del materiale rispetto alla forgiatura, ed è superiore alla resistenza materiale delle getti, che è l'applicazione di nuove tecnologie.
2. Ridurre la trasmissione della vibrazione al corpo e il design strutturale dell'elemento elastico nel punto di connessione del braccio di swing
Poiché la superficie stradale su cui l'auto sta guidando non può essere assolutamente piatta, la forza di reazione verticale della superficie della strada che agisce sulle ruote è spesso di grande impatto, specialmente quando si guida ad alta velocità su una brutta superficie stradale, questa forza di impatto fa sentire anche il conducente a disagio. , gli elementi elastici sono installati nel sistema di sospensione e la connessione rigida viene convertita in connessione elastica. Dopo che l'elemento elastico è stato influenzato, genera vibrazioni e la vibrazione continua rende il conducente a disagio, quindi il sistema di sospensione ha bisogno di elementi di smorzamento per ridurre rapidamente l'ampiezza delle vibrazioni.
I punti di connessione nella progettazione strutturale del braccio oscillante sono la connessione dell'elemento elastico e la connessione dell'articolazione a sfera. Gli elementi elastici forniscono smorzamento delle vibrazioni e un piccolo numero di gradi di libertà rotazionali e oscillanti. Le boccole di gomma sono spesso usate come componenti elastici nelle auto e vengono utilizzate anche boccole idrauliche e cerniere incrociate.
Figura 2 braccio oscillante per saldatura in lamiera
La struttura della boccola di gomma è principalmente un tubo in acciaio con esterno in gomma o una struttura sandwich di tubo in acciaio in acciaio in acciaio. Il tubo in acciaio interno richiede la resistenza alla pressione e i requisiti del diametro e le dentellazioni antissche sono comuni ad entrambe le estremità. Lo strato di gomma regola la formula del materiale e la struttura di progettazione in base ai diversi requisiti di rigidità.
L'anello in acciaio più esterno ha spesso un requisito di angolo di lead-in, che è favorevole alla pressione.
La boccola idraulica ha una struttura complessa ed è un prodotto con processo complesso e un alto valore aggiunto nella categoria della boccola. C'è una cavità nella gomma e c'è olio nella cavità. Il design della struttura della cavità viene effettuato in base ai requisiti di prestazione della boccola. Se l'olio perde, la boccola è danneggiata. Le boccole idrauliche possono fornire una migliore curva di rigidità, che influenza la guidabilità generale del veicolo.
La cerniera incrociata ha una struttura complessa ed è una parte composita delle cerniere di gomma e palline. Può fornire una maggiore durata rispetto alla boccola, all'angolo di swing e all'angolo di rotazione, alla curva di rigidità speciale e soddisfare i requisiti di prestazione dell'intero veicolo. Le cerniere incrociate danneggiate genereranno rumore nella cabina quando il veicolo è in movimento.
3. Con il movimento della ruota, il design strutturale dell'elemento swing nel punto di connessione del braccio di swing
La superficie stradale irregolare fa saltare su e giù le ruote su e giù rispetto al corpo (frame), e allo stesso tempo le ruote si muovono, come girare, andare dritto, ecc., Richiedere la traiettoria delle ruote per soddisfare determinati requisiti. Il braccio oscillante e l'articolazione universale sono per lo più collegati da una cerniera a sfera.
La cerniera a sfera del braccio di oscillazione può fornire un angolo di oscillazione maggiore di ± 18 ° e può fornire un angolo di rotazione di 360 °. Soddisfa completamente i requisiti di runout e sterzo. E la cerniera della palla soddisfa i requisiti di garanzia di 2 anni o 60.000 km e 3 anni o 80.000 km per l'intero veicolo.
Secondo i diversi metodi di connessione tra il braccio di swing e la cerniera a sfera (giunto a sfera), può essere diviso in una connessione a bullone o rivetto, la cerniera a sfera ha una flangia; Premere la connessione di interferenza, la cerniera a sfera non ha una flangia; Integrato, il braccio di swing e la palla dipendono dal tutto in uno. Per la struttura a sola lamiera e la struttura saldata in metallo multi-foglio, gli ex due tipi di connessioni sono più ampiamente utilizzati; Quest'ultimo tipo di connessione come forgiatura in acciaio, forgiatura in alluminio e ghisa è più ampiamente utilizzato
La cerniera della palla deve soddisfare la resistenza all'usura nelle condizioni di carico, a causa dell'angolo di lavoro maggiore rispetto alla boccola, il requisito di vita più elevato. Pertanto, la cerniera a sfera deve essere progettata come una struttura combinata, inclusa una buona lubrificazione del sistema di lubrificazione a prova di swing e polvere e impermeabile.
Figura 3 braccio oscillante forgiato in alluminio
L'impatto del design del braccio swing sulla qualità e sul prezzo
1. Fattore di qualità: più leggero è meglio
La frequenza naturale del corpo (nota anche come frequenza di vibrazione libera del sistema di vibrazione) determinata dalla rigidità della sospensione e la massa supportata dalla molla di sospensione (massa sprofondante) è uno degli importanti indicatori di prestazione del sistema di sospensione che colpiscono il comfort di guida dell'auto. La frequenza di vibrazione verticale utilizzata dal corpo umano è la frequenza del corpo che si muove su e giù durante la camminata, che è di circa 1-1,6Hz. La frequenza naturale del corpo dovrebbe essere il più vicino possibile a questo intervallo di frequenza. Quando la rigidità del sistema di sospensione è costante, minore è la massa spuntata, minore è la deformazione verticale della sospensione e maggiore è la frequenza naturale.
Quando il carico verticale è costante, minore è la rigidità della sospensione, minore è la frequenza naturale dell'auto e più grande lo spazio richiesto per far saltare e giù la ruota.
Quando le condizioni della strada e la velocità del veicolo sono uguali, più piccola è la massa non sospesa, minore è il carico di impatto sul sistema di sospensione. La massa incontaminata include la massa della ruota, la giuntura universale e la massa del braccio guida, ecc.
In generale, il braccio di swing in alluminio ha la massa più leggera e il braccio di swing in ghisa ha la massa più grande. Altri sono nel mezzo.
Poiché la massa di un set di bracci oscillanti è per lo più inferiore a 10 kg, rispetto a un veicolo con una massa di oltre 1000 kg, la massa del braccio oscillante ha scarso effetto sul consumo di carburante.
2. Fattore di prezzo: dipende dal piano di progettazione
Più requisiti, maggiore è il costo. Sul premessa che la resistenza strutturale e la rigidità del braccio oscillante soddisfano i requisiti, i requisiti di tolleranza di produzione, la difficoltà del processo di produzione, il tipo di materiale e la disponibilità e i requisiti di corrosione superficiale influiscono direttamente sul prezzo. Ad esempio, i fattori anticorrosivi: il rivestimento elettro-galvanizzato, attraverso la passivazione della superficie e altri trattamenti, possono raggiungere circa 144 ore; La protezione della superficie è divisa in rivestimento di vernice elettroforetica catodica, che può ottenere resistenza alla corrosione 240h attraverso la regolazione dello spessore del rivestimento e dei metodi di trattamento; rivestimento in ferro zinco o zinco-nichel, che può soddisfare i requisiti di test anticorrosivo di oltre 500 ore. Con l'aumentare dei requisiti del test di corrosione, aumenta anche il costo della parte.
Il costo può essere ridotto confrontando gli schemi di progettazione e struttura del braccio oscillante.
Come tutti sappiamo, diverse disposizioni a punti difficili offrono diverse prestazioni di guida. In particolare, va sottolineato che la stessa disposizione dei punti dura e diversi progetti di punti di connessione possono fornire costi diversi.
Esistono tre tipi di connessione tra parti strutturali e giunti a sfera: connessione tramite parti standard (bulloni, dadi o rivetti), connessione e integrazione di adattamento di interferenza. Rispetto alla struttura di connessione standard, la struttura di connessione di adattamento dell'interferenza riduce i tipi di parti, come bulloni, dadi, rivetti e altre parti. Il pezzo unico integrato rispetto alla struttura di connessione di adattamento di interferenza riduce il numero di parti del guscio articolare del giunto a sfera.
Esistono due forme di connessione tra il membro strutturale e l'elemento elastico: gli elementi elastici anteriori e posteriori sono assialmente paralleli e assialmente perpendicolari. Metodi diversi determinano diversi processi di assemblaggio. Ad esempio, la direzione pressante della boccola si trova nella stessa direzione e perpendicolare al corpo del braccio oscillante. Una pressa a doppia testa a stazione può essere utilizzata per premere le boccole anteriori e posteriori contemporaneamente, salvando manodopera, attrezzatura e tempo; Se la direzione di installazione è incoerente (verticale), è possibile utilizzare una pressa a doppia testa a stazione per premere e installare la boccola in successione, salvando manodopera e attrezzatura; Quando la boccola è progettata per essere premuta dall'interno, sono necessarie due stazioni e due presse, preme successivamente nella boccola.
