Svängarmen är vanligtvis placerad mellan hjulet och karossen, och det är en säkerhetskomponent relaterad till föraren som överför kraft, försvagar vibrationsöverföringen och styr riktningen.
Svängarmen är vanligtvis placerad mellan hjulet och karossen, och det är en säkerhetskomponent relaterad till föraren som överför kraft, minskar vibrationsöverföringen och styr riktningen. Den här artikeln introducerar den vanliga strukturella designen av svängarmen på marknaden, och jämför och analyserar inverkan av olika strukturer på process, kvalitet och pris.
Bilchassiets fjädring delas grovt in i framfjädring och bakfjädring. Både fram- och bakfjädringen har svängarmar som förbinder hjulen och karossen. Svängarmarna är vanligtvis placerade mellan hjulen och karossen.
Styrsvingarmens roll är att koppla samman hjulet och ramen, överföra kraft, minska vibrationsöverföringen och styra riktningen. Det är en säkerhetskomponent som involverar föraren. Det finns kraftöverförande strukturella delar i fjädringssystemet, så att hjulen rör sig i förhållande till karossen enligt en viss bana. Strukturdelarna överför lasten, och hela fjädringssystemet bär bilens väghållningsprestanda.
Vanliga funktioner och strukturdesign av bilens svängarm
1. För att uppfylla kraven för lastöverföring, svängarmsstrukturdesign och teknik
De flesta moderna bilar använder oberoende fjädringssystem. Beroende på olika strukturformer kan oberoende fjädringssystem delas in i triangelbenstyp, bakre armstyp, multilänkstyp, ljustyp och McPherson-typ. Tvärarmen och bakarmen är en tvåkraftsstruktur för en enda arm i multilänken, med två anslutningspunkter. Två tvåkraftsstänger är monterade på universalleden i en viss vinkel, och anslutningslinjerna för anslutningspunkterna bildar en triangulär struktur. MacPherson-främre fjädringens nedre arm är en typisk trepunktssvingarm med tre anslutningspunkter. Linjen som förbinder de tre anslutningspunkterna är en stabil triangulär struktur som kan motstå belastningar i flera riktningar.
Strukturen hos den tvåkraftssvingarmen är enkel, och den strukturella designen bestäms ofta utifrån varje företags olika professionella expertis och bearbetningsbekvämlighet. Till exempel, den stansade plåtstrukturen (se figur 1), är designstrukturen en enda stålplatta utan svetsning, och det strukturella hålrummet är mestadels i formen av "I"; den svetsade plåtstrukturen (se figur 2), är designstrukturen en svetsad stålplatta, och det strukturella hålrummet är mer Det är i formen av "口"; eller lokala förstärkningsplattor används för att svetsa och förstärka den farliga positionen; bearbetningsstrukturen för stålsmidemaskinen, det strukturella hålrummet är solidt, och formen justeras mestadels enligt chassits layoutkrav; bearbetningsstrukturen för aluminiumsmidemaskinen (se figur 3) är strukturen Hålrummet solidt, och formkraven liknar stålsmide; stålrörsstrukturen är enkel i strukturen, och det strukturella hålrummet är cirkulärt.
Strukturen hos trepunktssvingarmen är komplicerad, och den strukturella konstruktionen bestäms ofta enligt OEM-tillverkarens krav. I rörelsesimuleringsanalysen kan svingarmen inte störa andra delar, och de flesta av dem har minimikrav på avstånd. Till exempel används den stansade plåtstrukturen mestadels samtidigt som den svetsade plåtstrukturen, sensorns kabelhärvahål eller stabilisatorstångens anslutningsfäste etc. kommer att ändra svingarmens designstruktur; strukturhåligheten är fortfarande i form av en "mun", och svingarmhåligheten kommer att En sluten struktur är bättre än en osluten struktur. Smidesbearbetad struktur, strukturhåligheten är mestadels "I"-formad, vilket har de traditionella egenskaperna för vridnings- och böjmotstånd; gjutbearbetad struktur, form och strukturhålighet är mestadels utrustade med förstärkningsribbor och viktreducerande hål enligt gjutningens egenskaper; plåtsvetsning Den kombinerade strukturen med smide, på grund av fordonschassits layoututrymmeskrav, är kulleden integrerad i smidesmedlet, och smidesmedlet är anslutet till plåten; Den gjutna smidda aluminiumbearbetningsstrukturen ger bättre materialutnyttjande och produktivitet än smide, och har överlägsen materialstyrka hos gjutgods, vilket är tillämpningen av ny teknik.
2. Minska överföringen av vibrationer till kroppen och den strukturella utformningen av det elastiska elementet vid svängarmens anslutningspunkt
Eftersom vägytan som bilen kör på inte kan vara helt plan, är vägytans vertikala reaktionskraft som verkar på hjulen ofta påverkande, särskilt vid körning i hög hastighet på en dålig vägyta. Denna stötkraft gör också att föraren känner sig obekväm. Elastiska element installeras i fjädringssystemet, och den styva förbindningen omvandlas till en elastisk förbindning. Efter att det elastiska elementet träffats genererar det vibrationer, och den kontinuerliga vibrationen gör att föraren känner sig obekväm, så fjädringssystemet behöver dämpande element för att snabbt minska vibrationsamplituden.
Anslutningspunkterna i svingarmens strukturella konstruktion är elastiska elementanslutningar och kulledsanslutningar. De elastiska elementen ger vibrationsdämpning och ett litet antal rotations- och oscillerande frihetsgrader. Gummibussningar används ofta som elastiska komponenter i bilar, och hydrauliska bussningar och tvärgående gångjärn används också.
Figur 2 Svängarm för plåtsvetsning
Gummibussningens struktur är oftast ett stålrör med gummi på utsidan, eller en sandwichstruktur av stålrör-gummi-stålrör. Det inre stålröret kräver tryckmotstånd och diameterkrav, och halkskyddande serrationer är vanliga i båda ändar. Gummilagret justerar materialformeln och designstrukturen enligt olika styvhetskrav.
Den yttersta stålringen har ofta ett krav på ingångsvinkel, vilket gynnar presspassning.
Hydraulbussningen har en komplex struktur och är en produkt med komplex process och högt mervärde i bussningskategorin. Det finns ett hålrum i gummit och det finns olja i hålrummet. Hålrumsstrukturen är designad enligt bussningens prestandakrav. Om olja läcker ut skadas bussningen. Hydraulbussningar kan ge en bättre styvhetskurva, vilket påverkar fordonets totala körbarhet.
Tvärgångjärnet har en komplex struktur och är en sammansatt del av gummi- och kulgångjärn. Det kan ge bättre hållbarhet än bussningen, svängvinkel och rotationsvinkel, speciell styvhetskurva och uppfylla prestandakraven för hela fordonet. Skadade tvärgångjärn kommer att generera buller i hytten när fordonet är i rörelse.
3. Med hjulets rörelse, svängelementets strukturella utformning vid svängarmens anslutningspunkt
Den ojämna vägytan gör att hjulen hoppar upp och ner i förhållande till karossen (ramen), och samtidigt rör sig hjulen, till exempel vid svängar, raksträckning etc., vilket kräver att hjulens bana uppfyller vissa krav. Svängarmen och universalleden är mestadels sammankopplade med ett kulled.
Svingarmens kulled kan ge en svängvinkel större än ±18° och kan ge en rotationsvinkel på 360°. Uppfyller helt kraven för hjulkast och styrning. Och kulledet uppfyller garantikraven på 2 år eller 60 000 km och 3 år eller 80 000 km för hela fordonet.
Beroende på de olika anslutningsmetoderna mellan svängarmen och kulleden kan den delas in i bult- eller nitförbindning, där kulleden har en fläns; presspassningsförbindning, där kulleden inte har någon fläns; integrerad, där svängarmen och kulleden är allt i ett. För enplåtskonstruktion och svetskonstruktion med flera plåtar används de två förstnämnda typerna av anslutningar mer allmänt; den senare typen av anslutning, såsom stålsmide, aluminiumsmide och gjutjärn, används mer allmänt.
Kulgångjärnet måste uppfylla kraven för slitstyrka under belastning, eftersom det har en större arbetsvinkel än bussningen, vilket ger högre livslängd. Därför måste kulgångjärnet utformas som en kombinerad struktur, inklusive god smörjning av svängningen och ett dammtätt och vattentätt smörjsystem.
Figur 3 Smidd svängarm i aluminium
Svängarmens design påverkar kvalitet och pris
1. Kvalitetsfaktor: ju lättare desto bättre
Kroppens egenfrekvens (även känd som vibrationssystemets fria vibrationsfrekvens), som bestäms av fjädringens styvhet och massan som stöds av fjädringsfjädern (fjädrad massa), är en av de viktiga prestandaindikatorerna för fjädringssystemet som påverkar bilens åkkomfort. Den vertikala vibrationsfrekvensen som används av människokroppen är frekvensen för kroppens rörelse upp och ner under gång, vilket är cirka 1-1,6 Hz. Kroppens egenfrekvens bör vara så nära detta frekvensområde som möjligt. När fjädringssystemets styvhet är konstant, ju mindre den fjädrade massan är, desto mindre är fjädringens vertikala deformation och desto högre är egenfrekvensen.
När den vertikala belastningen är konstant, ju mindre fjädringens styvhet är, desto lägre egenfrekvens krävs för bilen och desto större utrymme krävs för att hjulet ska kunna hoppa upp och ner.
När vägförhållandena och fordonshastigheten är desamma, ju mindre den ofjädrade massan är, desto mindre blir stötbelastningen på fjädringssystemet. Den ofjädrade massan inkluderar hjulmassa, universalkoppling och styrarmsmassa etc.
Generellt sett har svingarmen i aluminium den lättaste massan och svingarmen i gjutjärn den största massan. Andra ligger mittemellan.
Eftersom massan på en uppsättning svingarmar oftast är mindre än 10 kg, jämfört med ett fordon med en massa på mer än 1000 kg, har svingarmens massa liten effekt på bränsleförbrukningen.
2. Prisfaktor: beror på designplanen
Ju fler krav, desto högre kostnad. Utifrån förutsättningen att svängarmens strukturella styrka och styvhet uppfyller kraven, påverkar tillverkningstoleranskraven, tillverkningsprocessens svårighetsgrad, materialtyp och tillgänglighet samt krav på ytkorrosion direkt priset. Till exempel, korrosionsskyddsfaktorer: elektrogalvaniserad beläggning, genom ytpassivering och andra behandlingar, kan uppnå cirka 144 timmar; ytskydd är indelat i katodisk elektroforetisk färgbeläggning, som kan uppnå 240 timmars korrosionsbeständighet genom justering av beläggningstjocklek och behandlingsmetoder; zink-järn eller zink-nickelbeläggning, som kan uppfylla kraven för korrosionsskyddstest på mer än 500 timmar. I takt med att kraven för korrosionstest ökar, ökar även kostnaden för delen.
Kostnaden kan minskas genom att jämföra svängarmens design och struktur.
Som vi alla vet ger olika hårda punkter olika körprestanda. Det bör särskilt påpekas att samma hårda punkter och olika kopplingspunkters utformningar kan ge olika kostnader.
Det finns tre typer av kopplingar mellan strukturella delar och kulleder: kopplingar via standarddelar (bultar, muttrar eller nitar), presspassning och integrerade kopplingar. Jämfört med standardkopplingsstrukturen minskar presspassningskopplingsstrukturen antalet typer av delar, såsom bultar, muttrar, nitar och andra delar. Den integrerade kopplingsstrukturen i ett stycke minskar antalet delar i kulledens skal än presspassningskopplingsstrukturen.
Det finns två former av anslutning mellan konstruktionsdelen och det elastiska elementet: de främre och bakre elastiska elementen är axiellt parallella och axiellt vinkelräta. Olika metoder avgör olika monteringsprocesser. Till exempel är bussningens pressriktning i samma riktning och vinkelrät mot svängarmens kropp. En enstations dubbelpress kan användas för att pressa ihop de främre och bakre bussningarna samtidigt, vilket sparar arbetskraft, utrustning och tid. Om installationsriktningen är inkonsekvent (vertikal) kan en enstations dubbelpress användas för att pressa och montera bussningen successivt, vilket sparar arbetskraft och utrustning. När bussningen är konstruerad för att pressas in från insidan krävs två stationer och två pressar, som successivt pressar bussningen.
