El braç oscil·lant sol estar situat entre la roda i el cos, i és un component de seguretat relacionat amb el conductor que transmet la força, debilita la transmissió de vibracions i controla la direcció.
El braç oscil·lant sol estar situat entre la roda i la carrosseria, i és un component de seguretat relacionat amb el conductor que transmet la força, redueix la transmissió de vibracions i controla la direcció. Aquest article presenta el disseny estructural comú del braç oscil·lant al mercat, i compara i analitza la influència de diferents estructures en el procés, la qualitat i el preu.
La suspensió del xassís del cotxe es divideix aproximadament en suspensió davantera i suspensió posterior. Tant les suspensions davanteres com posteriors tenen braços oscil·lants per connectar les rodes i la carrosseria. Els braços oscil·lants solen estar situats entre les rodes i el cos.
El paper del braç oscil·lant guia és connectar la roda i el marc, transmetre la força, reduir la transmissió de vibracions i controlar la direcció. És un component de seguretat que implica el conductor. Hi ha peces estructurals que transmeten força al sistema de suspensió, de manera que les rodes es mouen respecte al cos segons una determinada trajectòria. Les parts estructurals transmeten la càrrega i tot el sistema de suspensió suporta el rendiment de maneig del cotxe.
Funcions comunes i disseny de l'estructura del braç basculant del cotxe
1. Per satisfer els requisits de transferència de càrrega, disseny i tecnologia de l'estructura del braç oscil·lant
La majoria dels cotxes moderns utilitzen sistemes de suspensió independents. Segons diferents formes estructurals, els sistemes de suspensió independents es poden dividir en tipus de braç, tipus de braç posterior, tipus multi-enllaç, tipus vela i tipus McPherson. El braç transversal i el braç posterior són una estructura de dues forces per a un sol braç a l'enllaç múltiple, amb dos punts de connexió. Dues barres de dues forces es munten a l'articulació universal amb un angle determinat i les línies de connexió dels punts de connexió formen una estructura triangular. El braç inferior de suspensió davantera MacPherson és un típic braç oscil·lant de tres punts amb tres punts de connexió. La línia que connecta els tres punts de connexió és una estructura triangular estable que pot suportar càrregues en múltiples direccions.
L'estructura del braç oscil·lant de dues forces és senzilla i el disseny estructural sovint es determina d'acord amb els diferents coneixements professionals i la comoditat de processament de cada empresa. Per exemple, l'estructura de xapa estampada (vegeu la figura 1), l'estructura de disseny és una placa d'acer única sense soldadura i la cavitat estructural té la majoria en forma de "I"; l'estructura soldada de xapa (vegeu la figura 2), l'estructura de disseny és una placa d'acer soldada i la cavitat estructural és més Té la forma de "口"; o s'utilitzen plaques de reforç locals per soldar i reforçar la posició perillosa; l'estructura de processament de la màquina de forja d'acer, la cavitat estructural és sòlida i la forma s'ajusta principalment segons els requisits de disposició del xassís; l'estructura de processament de la màquina de forja d'alumini (vegeu la figura 3), l'estructura La cavitat és sòlida i els requisits de forma són similars a la forja d'acer; l'estructura del tub d'acer és d'estructura senzilla i la cavitat estructural és circular.
L'estructura del braç oscil·lant de tres punts és complicada i el disseny estructural sovint es determina segons els requisits de l'OEM. En l'anàlisi de simulació de moviment, el braç oscil·lant no pot interferir amb altres parts i la majoria d'elles tenen requisits de distància mínima. Per exemple, l'estructura de xapa estampada s'utilitza principalment al mateix temps que l'estructura soldada de xapa, el forat de l'arnès del sensor o el suport de connexió de la barra estabilitzadora, etc. canviaran l'estructura de disseny del braç oscil·lant; la cavitat estructural encara té la forma d'una "boca", i la cavitat del braç oscil·lant serà una estructura tancada és millor que una estructura no tancada. Estructura mecanitzada de forja, la cavitat estructural és majoritàriament en forma de "I", que té les característiques tradicionals de resistència a la torsió i la flexió; L'estructura mecanitzada de fosa, la forma i la cavitat estructural estan equipades principalment amb costelles de reforç i forats de reducció de pes segons les característiques de la fosa; soldadura de xapa L'estructura combinada amb la forja, a causa dels requisits d'espai de disseny del xassís del vehicle, la junta de bola està integrada a la forja i la forja està connectada amb la xapa; L'estructura de mecanitzat d'alumini forjat amb fosa proporciona una millor utilització i productivitat del material que la forja, i és superior a la resistència del material de les peces de fosa, que és l'aplicació de la nova tecnologia.
2. Redueix la transmissió de vibracions al cos i el disseny estructural de l'element elàstic al punt de connexió del braç oscil·lant
Atès que la superfície de la carretera on es condueix el cotxe no pot ser absolutament plana, la força de reacció vertical de la superfície de la carretera que actua sobre les rodes sovint és impactant, especialment quan es condueix a gran velocitat per una mala superfície de la carretera, aquesta força d'impacte també fa que el conductor sentir-se incòmode. , s'instal·len elements elàstics al sistema de suspensió i la connexió rígida es converteix en connexió elàstica. Després de l'impacte de l'element elàstic, genera vibració i la vibració contínua fa que el conductor se senti incòmode, de manera que el sistema de suspensió necessita elements amortidors per reduir l'amplitud de la vibració ràpidament.
Els punts de connexió en el disseny estructural del braç oscil·lant són la connexió d'elements elàstics i la connexió de rótula. Els elements elàstics proporcionen amortiment de vibracions i un petit nombre de graus de llibertat de rotació i oscil·lació. Sovint s'utilitzen coixins de goma com a components elàstics als cotxes, i també s'utilitzen coixins hidràulics i frontisses transversals.
Figura 2 Braç oscil·lant de soldadura de xapa
L'estructura del casquet de goma és principalment una canonada d'acer amb cautxú a l'exterior o una estructura sandvitx de canonada d'acer-cautxú-acer. La canonada d'acer interior requereix requisits de resistència a la pressió i diàmetre, i les serradures antilliscants són habituals als dos extrems. La capa de goma ajusta la fórmula del material i l'estructura del disseny segons diferents requisits de rigidesa.
L'anell d'acer més extern sovint té un requisit d'angle d'entrada, que és propici per a l'ajust a pressió.
El casquet hidràulic té una estructura complexa, i és un producte amb un procés complex i un alt valor afegit a la categoria del casquet. Hi ha una cavitat a la goma i hi ha oli a la cavitat. El disseny de l'estructura de la cavitat es realitza d'acord amb els requisits de rendiment de la boquilla. Si hi ha fuites d'oli, el casquet està danyat. Els coixins hidràulics poden proporcionar una millor corba de rigidesa, afectant la conducció global del vehicle.
La frontissa creuada té una estructura complexa i és una part composta de frontisses de goma i boles. Pot proporcionar una millor durabilitat que el casquet, l'angle de gir i l'angle de rotació, la corba de rigidesa especial i complir els requisits de rendiment de tot el vehicle. Les frontisses creuades danyades generaran soroll a la cabina quan el vehicle estigui en moviment.
3. Amb el moviment de la roda, el disseny estructural de l'element oscil·lant al punt de connexió del braç oscil·lant
La superfície desigual de la carretera fa que les rodes saltin cap amunt i cap avall en relació amb el cos (marc) i al mateix temps les rodes es moguin, com ara girar, anar recte, etc., requerint que la trajectòria de les rodes compleixi certs requisits. El braç oscil·lant i l'articulació universal estan connectats principalment per una frontissa de bola.
La frontissa de bola del braç oscil·lant pot proporcionar un angle de gir superior a ± 18 ° i pot proporcionar un angle de rotació de 360 °. Compleix totalment amb els requisits de la direcció i la desviació de les rodes. I la frontissa de bola compleix els requisits de garantia de 2 anys o 60.000 km i 3 anys o 80.000 km per a tot el vehicle.
Segons els diferents mètodes de connexió entre el braç oscil·lant i la frontissa de bola (articulació de bola), es pot dividir en connexió de cargols o reblons, la frontissa de bola té una brida; connexió d'interferència ajustada a pressió, la frontissa de bola no té brida; integrat, el braç oscil·lant i la frontissa de bola Tot en un. Per a l'estructura de xapa única i l'estructura soldada de múltiples xapes, els dos primers tipus de connexions s'utilitzen més àmpliament; aquest últim tipus de connexió, com ara forja d'acer, forja d'alumini i ferro colat, s'utilitza més
La frontissa de bola ha de complir la resistència al desgast sota les condicions de càrrega, a causa de l'angle de treball més gran que el casquet, el requisit de vida més elevat. Per tant, la frontissa de bola s'ha de dissenyar com una estructura combinada, inclosa una bona lubricació del gronxador i un sistema de lubricació a prova de pols i impermeable.
Figura 3 Braç oscil·lant forjat d'alumini
L'impacte del disseny del braç basculant en la qualitat i el preu
1. Factor de qualitat: com més lleuger millor
La freqüència natural del cos (també coneguda com a freqüència de vibració lliure del sistema de vibració) determinada per la rigidesa de la suspensió i la massa suportada per la molla de la suspensió (massa suspendida) és un dels indicadors de rendiment importants del sistema de suspensió que afecta el la comoditat del cotxe. La freqüència de vibració vertical utilitzada pel cos humà és la freqüència amb què el cos es mou cap amunt i cap avall durant la caminada, que és d'aproximadament 1-1,6 Hz. La freqüència natural del cos ha d'estar el més propera possible a aquest rang de freqüències. Quan la rigidesa del sistema de suspensió és constant, com més petita sigui la massa de la molla, menor serà la deformació vertical de la suspensió i més gran serà la freqüència natural.
Quan la càrrega vertical és constant, com més petita sigui la rigidesa de la suspensió, menor serà la freqüència natural del cotxe i més gran serà l'espai necessari perquè la roda salti amunt i avall.
Quan les condicions de la carretera i la velocitat del vehicle són les mateixes, com més petita sigui la massa no suspendida, menor serà la càrrega d'impacte sobre el sistema de suspensió. La massa no suspendida inclou la massa de la roda, l'articulació universal i la massa del braç guia, etc.
En general, el braç oscil·lant d'alumini té la massa més lleugera i el braç oscil·lant de ferro colat té la massa més gran. Altres estan entremig.
Com que la massa d'un conjunt de braços oscil·lants és majoritàriament inferior a 10 kg, en comparació amb un vehicle amb una massa de més de 1000 kg, la massa del braç oscil·lant té poc efecte en el consum de combustible.
2. Factor preu: depèn del pla de disseny
Com més requisits, més alt és el cost. Partint de la premissa que la resistència estructural i la rigidesa del braç oscil·lant compleixen els requisits, els requisits de tolerància de fabricació, la dificultat del procés de fabricació, el tipus de material i la disponibilitat i els requisits de corrosió superficial afecten directament el preu. Per exemple, factors anticorrosió: el recobriment electrogalvanitzat, mitjançant la passivació superficial i altres tractaments, pot aconseguir unes 144h; la protecció de la superfície es divideix en un recobriment de pintura electroforètica catòdica, que pot assolir una resistència a la corrosió de 240 h mitjançant l'ajust del gruix del recobriment i els mètodes de tractament; zinc-ferro o recobriment de zinc-níquel, que pot complir els requisits de prova anticorrosió de més de 500 h. A mesura que augmenten els requisits de prova de corrosió, també augmenta el cost de la peça.
El cost es pot reduir comparant els esquemes de disseny i estructura del braç oscil·lant.
Com tots sabem, diferents arranjaments de punts durs ofereixen un rendiment de conducció diferent. En particular, cal assenyalar que la mateixa disposició de punts durs i diferents dissenys de punts de connexió poden proporcionar costos diferents.
Hi ha tres tipus de connexió entre peces estructurals i rotlles: connexió mitjançant peces estàndard (perns, femelles o reblons), connexió d'ajust per interferència i integració. En comparació amb l'estructura de connexió estàndard, l'estructura de connexió d'ajust d'interferència redueix els tipus de peces, com ara cargols, femelles, reblons i altres peces. L'estructura de connexió integrada d'una sola peça que l'ajust d'interferència redueix el nombre de parts de la carcassa de la junta de rótula.
Hi ha dues formes de connexió entre l'element estructural i l'element elàstic: els elements elàstics davanter i posterior són axialment paral·lels i axialment perpendiculars. Els diferents mètodes determinen diferents processos de muntatge. Per exemple, la direcció de pressió del casquet és en la mateixa direcció i perpendicular al cos del braç oscil·lant. Es pot utilitzar una premsa de doble capçal d'una sola estació per ajustar els casquets davanter i posterior alhora, estalviant mà d'obra, equip i temps; Si la direcció d'instal·lació és inconsistent (vertical), es pot utilitzar una premsa de doble capçal d'una sola estació per pressionar i instal·lar el buit successivament, estalviant mà d'obra i equips; quan el casquet està dissenyat per ser pressionat des de l'interior, es necessiten dues estacions i dues premses, col·locant successivament el casquet.
