Svingarmen er normalt placeret mellem hjulet og karosseriet, og det er en sikkerhedskomponent relateret til føreren, der overfører kraft, svækker vibrationsoverførslen og styrer retningen.
Svingarmen er normalt placeret mellem hjulet og karosseriet, og det er en sikkerhedskomponent relateret til føreren, der overfører kraft, reducerer vibrationsoverførsel og styrer retningen. Denne artikel introducerer det almindelige strukturelle design af svingarmen på markedet og sammenligner og analyserer indflydelsen af forskellige strukturer på proces, kvalitet og pris.
Bilchassis-affjedring er groft opdelt i forhjulsophæng og baghjulsophæng. Både for- og baghjulsophæng har svingarme til at forbinde hjulene og karosseriet. Svingarmene er normalt placeret mellem hjulene og karosseriet.
Svingarmens rolle er at forbinde hjulet og stellet, overføre kraft, reducere vibrationsoverførslen og styre retningen. Det er en sikkerhedskomponent, der involverer føreren. Der er kraftoverførende strukturelle dele i affjedringssystemet, så hjulene bevæger sig i forhold til karosseriet i henhold til en bestemt bane. De strukturelle dele overfører belastningen, og hele affjedringssystemet bærer bilens køreegenskaber.
Almindelige funktioner og strukturdesign af bilens svingarm
1. For at opfylde kravene til lastoverførsel, svingarmsstrukturdesign og -teknologi
De fleste moderne biler bruger uafhængige affjedringssystemer. I henhold til forskellige strukturelle former kan uafhængige affjedringssystemer opdeles i wishbone-type, trailing arm-type, multi-link-type, candle-type og McPherson-type. Tværarmen og trailing-armen er en to-kraftsstruktur for en enkelt arm i multi-linket, med to forbindelsespunkter. To to-kraftsstænger er samlet på universalleddet i en bestemt vinkel, og forbindelseslinjerne for forbindelsespunkterne danner en trekantet struktur. MacPherson forreste affjedringsarm er en typisk trepunkts svingarm med tre forbindelsespunkter. Linjen, der forbinder de tre forbindelsespunkter, er en stabil trekantet struktur, der kan modstå belastninger i flere retninger.
Strukturen af den to-krafts svingarm er enkel, og det strukturelle design bestemmes ofte i henhold til den forskellige professionelle ekspertise og forarbejdningskomfort hos hver virksomhed. For eksempel er den prægede metalpladestruktur (se figur 1) en enkelt stålplade uden svejsning, og det strukturelle hulrum er for det meste formet som et "I"; den svejsede metalpladestruktur (se figur 2) er en svejset stålplade, og det strukturelle hulrum er formet som et "口"; eller lokale forstærkningsplader bruges til at svejse og forstærke den farlige position; forarbejdningsstrukturen til stålsmedemaskinen er det strukturelle hulrum solidt, og formen justeres for det meste i henhold til chassisets layoutkrav; forarbejdningsstrukturen til aluminiumsmedemaskinen (se figur 3) er hulrummet solidt, og formkravene ligner stålsmedning; stålrørstrukturen er enkel i struktur, og det strukturelle hulrum er cirkulært.
Strukturen af trepunkts svingarmen er kompliceret, og det strukturelle design bestemmes ofte i henhold til OEM'ens krav. I bevægelsessimuleringsanalysen kan svingarmen ikke forstyrre andre dele, og de fleste af dem har minimumsafstandskrav. For eksempel bruges den prægede metalpladestruktur mest sammen med den svejsede metalpladestruktur, sensorens ledningsnets hul eller stabilisatorstangens forbindelsesbeslag osv. vil ændre svingarmens designstruktur; det strukturelle hulrum er stadig formet som en "mund", og svingarmens hulrum vil En lukket struktur er bedre end en ulukket struktur. Smedet bearbejdet struktur, det strukturelle hulrum er for det meste "I"-formet, som har de traditionelle egenskaber ved vridning og bøjningsmodstand; støbt bearbejdet struktur, form og strukturelt hulrum er for det meste udstyret med forstærkningsribber og vægtreducerende huller i henhold til støbningens egenskaber; pladesvejsning Den kombinerede struktur med smedning, på grund af køretøjets chassis' layoutpladskrav, er kugleleddet integreret i smedningen, og smedningen er forbundet med metalpladen; Den støbte smedede aluminiumsbearbejdningsstruktur giver bedre materialeudnyttelse og produktivitet end smedning, og den er bedre end støbegodsets materialestyrke, hvilket er anvendelsen af ny teknologi.
2. Reducer transmissionen af vibrationer til kroppen og det strukturelle design af det elastiske element ved svingarmens forbindelsespunkt
Da vejbanen, som bilen kører på, ikke kan være helt flad, er den vertikale reaktionskraft fra vejbanen, der virker på hjulene, ofte en stor slagkraft, især ved kørsel med høj hastighed på en dårlig vejbane. Denne slagkraft får også føreren til at føle sig utilpas. Der installeres elastiske elementer i affjedringssystemet, og den stive forbindelse omdannes til en elastisk forbindelse. Efter at det elastiske element er blevet ramt, genererer det vibrationer, og den kontinuerlige vibration får føreren til at føle sig utilpas. Derfor har affjedringssystemet brug for dæmpningselementer for hurtigt at reducere vibrationsamplituden.
Forbindelsespunkterne i svingarmens strukturelle design er elastiske elementforbindelser og kugleledsforbindelser. De elastiske elementer sørger for vibrationsdæmpning og et lille antal rotations- og oscillationsfrihedsgrader. Gummibøsninger bruges ofte som elastiske komponenter i biler, og hydrauliske bøsninger og krydshængsler bruges også.
Figur 2 Svingarm til svejsning af metalplader
Gummibøsningens struktur er for det meste et stålrør med gummi på ydersiden eller en sandwichstruktur af stålrør-gummi-stålrør. Det indre stålrør kræver krav til trykmodstand og diameter, og der er almindelige skridsikre savtakker i begge ender. Gummilaget justerer materialeformlen og designstrukturen i henhold til forskellige stivhedskrav.
Den yderste stålring har ofte et krav til indføringsvinkel, hvilket er befordrende for prespasning.
Den hydrauliske bøsning har en kompleks struktur, og det er et produkt med kompleks proces og høj merværdi i bøsningskategorien. Der er et hulrum i gummiet, og der er olie i hulrummet. Hulrumsstrukturens design udføres i henhold til bøsningens ydeevnekrav. Hvis olie lækker, er bøsningen beskadiget. Hydrauliske bøsninger kan give en bedre stivhedskurve, hvilket påvirker køretøjets samlede køreegenskaber.
Krydshængslet har en kompleks struktur og er en sammensat del af gummi- og kuglehængsler. Det kan give bedre holdbarhed end bøsningen, svingvinkel og rotationsvinkel, en speciel stivhedskurve og opfylde hele køretøjets ydeevnekrav. Beskadigede krydshængsler vil generere støj i førerhuset, når køretøjet er i bevægelse.
3. Med hjulets bevægelse ændres svingelementets strukturelle design ved svingarmens forbindelsespunkt
Den ujævne vejoverflade får hjulene til at hoppe op og ned i forhold til karosseriet (rammen), og samtidig bevæger hjulene sig, f.eks. ved at dreje, køre ligeud osv., hvilket kræver, at hjulenes bane opfylder visse krav. Svingarmen og universalleddet er for det meste forbundet med et kuglehængsel.
Svingarmens kuglehængsel kan give en svingvinkel på over ±18° og en rotationsvinkel på 360°. Opfylder fuldt ud kravene til hjulkast og styring. Kuglehængslet opfylder garantikravene på 2 år eller 60.000 km og 3 år eller 80.000 km for hele køretøjet.
I henhold til de forskellige forbindelsesmetoder mellem svingarmen og kuglehængslet (kugleleddet) kan det opdeles i bolt- eller nitteforbindelse, hvor kuglehængslet har en flange; pres-fit interferensforbindelse, hvor kuglehængslet ikke har en flange; integreret, hvor svingarmen og kuglehængslet er alt i ét. Til enkeltplademetalstrukturer og svejsede strukturer med flere plader er de to førstnævnte typer forbindelser mere udbredt; sidstnævnte type forbindelse, såsom stålsmedning, aluminiumsmedning og støbejern, er mere udbredt.
Kuglehængslet skal opfylde kravene til slidstyrke under belastning, da det har en større arbejdsvinkel end bøsningen, hvilket giver et højere levetidskrav. Derfor skal kuglehængslet designes som en kombineret struktur, herunder god smøring af svinget og et støvtæt og vandtæt smøresystem.
Figur 3 Smedet svingarm i aluminium
Indvirkningen af svingarmsdesign på kvalitet og pris
1. Kvalitetsfaktor: jo lettere, jo bedre
Kroppens egenfrekvens (også kendt som vibrationssystemets frie vibrationsfrekvens), bestemt af affjedringens stivhed og den masse, der understøttes af affjedringen (affjedret masse), er en af de vigtige præstationsindikatorer for affjedringssystemet, der påvirker bilens kørekomfort. Den vertikale vibrationsfrekvens, som menneskekroppen bruger, er frekvensen af kroppens bevægelse op og ned under gang, hvilket er omkring 1-1,6 Hz. Kroppens egenfrekvens bør være så tæt som muligt på dette frekvensområde. Når affjedringssystemets stivhed er konstant, jo mindre den affjedrede masse er, desto mindre er den vertikale deformation af affjedringen, og desto højere er den naturlige frekvens.
Når den lodrette belastning er konstant, jo mindre affjedringsstivheden er, desto lavere er bilens egenfrekvens, og desto større er den plads, der kræves for at hjulet kan hoppe op og ned.
Når vejforholdene og køretøjets hastighed er den samme, er stødbelastningen på affjedringssystemet mindre, jo mindre den uaffjedrede masse er. Den uaffjedrede masse omfatter hjulmasse, universalled og styrearmsmasse osv.
Generelt har svingarmen af aluminium den letteste masse, og svingarmen af støbejern har den største masse. Andre ligger midt imellem.
Da massen af et sæt svingarme for det meste er mindre end 10 kg, sammenlignet med et køretøj med en masse på mere end 1000 kg, har svingarmens masse ringe effekt på brændstofforbruget.
2. Prisfaktor: afhænger af designplanen
Jo flere krav, desto højere er prisen. Forudsat at svingarmens strukturelle styrke og stivhed opfylder kravene, påvirker fremstillingstolerancekravene, fremstillingsprocessens vanskelighedsgrad, materialetype og tilgængelighed samt krav til overfladekorrosion direkte prisen. For eksempel kan antikorrosionsfaktorer: elektrogalvaniseret belægning, gennem overfladepassivering og andre behandlinger, opnå en korrosionsbestandighed på omkring 144 timer; overfladebeskyttelse er opdelt i katodisk elektroforetisk maling, som kan opnå 240 timers korrosionsbestandighed ved at justere belægningstykkelsen og behandlingsmetoderne; zink-jern eller zink-nikkelbelægning, som kan opfylde kravene til antikorrosionstest på mere end 500 timer. Efterhånden som kravene til korrosionstest stiger, stiger prisen på delen også.
Omkostningerne kan reduceres ved at sammenligne svingarmens design og struktur.
Som vi alle ved, giver forskellige koblingspunkter forskellige køreegenskaber. Det skal især påpeges, at det samme koblingspunkt og forskellige designs af forbindelsespunkter kan give forskellige omkostninger.
Der er tre typer forbindelser mellem strukturelle dele og kugleled: forbindelse via standarddele (bolte, møtrikker eller nitter), prespasningsforbindelse og integration. Sammenlignet med standardforbindelsesstrukturen reducerer prespasningsforbindelsesstrukturen antallet af dele, såsom bolte, møtrikker, nitter og andre dele. Den integrerede struktur i ét stykke reducerer antallet af dele i kugleleddets skal end prespasningsforbindelsesstrukturen.
Der er to former for forbindelse mellem konstruktionselementet og det elastiske element: de forreste og bageste elastiske elementer er aksialt parallelle og aksialt vinkelrette. Forskellige metoder bestemmer forskellige monteringsprocesser. For eksempel er bøsningens presseretning i samme retning og vinkelret på svingarmens krop. En enkeltstations dobbelthovedpresse kan bruges til at presse de forreste og bagerste bøsninger sammen på samme tid, hvilket sparer arbejdskraft, udstyr og tid. Hvis installationsretningen er inkonsekvent (lodret), kan en enkeltstations dobbelthovedpresse bruges til at presse og installere bøsningen successivt, hvilket sparer arbejdskraft og udstyr. Når bøsningen er designet til at blive presset ind indefra, kræves der to stationer og to presser, der successivt presser bøsningen sammen.
