Výkyvné rameno je zvyčajne umiestnené medzi kolesom a karosériou a je to bezpečnostný prvok súvisiaci s vodičom, ktorý prenáša silu, oslabuje prenos vibrácií a riadi smer.
Výkyvné rameno je zvyčajne umiestnené medzi kolesom a karosériou a je to bezpečnostný prvok súvisiaci s vodičom, ktorý prenáša silu, znižuje prenos vibrácií a riadi smer.Tento článok predstavuje bežný konštrukčný návrh kyvného ramena na trhu a porovnáva a analyzuje vplyv rôznych konštrukcií na proces, kvalitu a cenu.
Odpruženie podvozku auta je zhruba rozdelené na predné zavesenie a zadné zavesenie.Predné aj zadné zavesenie má výkyvné ramená na spojenie kolies a karosérie.Výkyvné ramená sú zvyčajne umiestnené medzi kolesami a telom.
Úlohou vodiaceho kyvného ramena je spojiť koleso a rám, prenášať silu, znižovať prenos vibrácií a ovládať smer.Ide o bezpečnostný prvok, ktorý zahŕňa vodiča.V systéme odpruženia sú konštrukčné diely prenášajúce silu, takže kolesá sa pohybujú vzhľadom na karosériu podľa určitej trajektórie.Konštrukčné diely prenášajú zaťaženie a celý systém odpruženia nesie jazdné vlastnosti vozidla.
Spoločné funkcie a konštrukcia kyvného ramena automobilu
1. Na splnenie požiadaviek prenosu zaťaženia, konštrukcie a technológie výkyvného ramena
Väčšina moderných automobilov používa nezávislé systémy zavesenia kolies.Podľa rôznych konštrukčných foriem možno nezávislé závesné systémy rozdeliť na typ lichobežníkového ramena, typ vlečného ramena, viacprvkový typ, typ sviečky a typ McPherson.Priečne rameno a vlečné rameno sú dvojsilovou konštrukciou pre jedno rameno vo viacčlánku s dvoma spojovacími bodmi.Dve dvojsilové tyče sú namontované na krížovom kĺbe pod určitým uhlom a spojovacie línie spojovacích bodov tvoria trojuholníkovú štruktúru.Spodné rameno predného zavesenia MacPherson je typické trojbodové výkyvné rameno s tromi spojovacími bodmi.Línia spájajúca tri spojovacie body je stabilná trojuholníková konštrukcia, ktorá vydrží zaťaženie vo viacerých smeroch.
Štruktúra dvojsilového otočného ramena je jednoduchá a konštrukčný návrh sa často určuje podľa rôznych odborných znalostí a pohodlia spracovania každej spoločnosti.Napríklad vyrazená plechová konštrukcia (pozri obrázok 1), konštrukčná konštrukcia je jedna oceľová doska bez zvárania a konštrukčná dutina má väčšinou tvar „I“;plechová zváraná konštrukcia (pozri obrázok 2), konštrukčná konštrukcia je zváraná oceľová doska a konštrukčná dutina je viac v tvare "口";alebo sa na zváranie a spevnenie nebezpečnej polohy používajú miestne výstužné dosky;konštrukcia na spracovanie oceľového kovacieho stroja, konštrukčná dutina je pevná a tvar je väčšinou upravený podľa požiadaviek na usporiadanie podvozku;štruktúra spracovania hliníkového kovacieho stroja (pozri obrázok 3), štruktúra Dutina je pevná a požiadavky na tvar sú podobné ako pri oceľovom kovaní;konštrukcia oceľových rúr má jednoduchú štruktúru a konštrukčná dutina je kruhová.
Štruktúra trojbodového výkyvného ramena je komplikovaná a konštrukčný návrh sa často určuje podľa požiadaviek OEM.Pri analýze simulácie pohybu nemôže výkyvné rameno zasahovať do iných častí a väčšina z nich má požiadavky na minimálnu vzdialenosť.Napríklad vyrazená plechová konštrukcia sa väčšinou používa súčasne s plechovou zváranou konštrukciou, otvor na káblový zväzok snímača alebo spojovacia konzola ojnice stabilizátora atď. zmenia konštrukčnú štruktúru výkyvného ramena;štrukturálna dutina je stále v tvare "ústa" a dutina výkyvného ramena bude Uzavretá štruktúra je lepšia ako neuzavretá štruktúra.Kovaná obrobená konštrukcia, štrukturálna dutina má väčšinou tvar "I", ktorý má tradičné vlastnosti odolnosti proti krúteniu a ohybu;odliatok opracovaná konštrukcia, tvar a konštrukčná dutina sú väčšinou vybavené výstužnými rebrami a otvormi na zníženie hmotnosti podľa charakteristík odliatku;zváranie plechu Kombinovaná konštrukcia s kovaním, z dôvodu priestorových požiadaviek na usporiadanie podvozku vozidla je guľový kĺb integrovaný do výkovku a výkovok je spojený s plechom;konštrukcia obrábania z kovaného hliníka poskytuje lepšie využitie materiálu a produktivitu ako kovanie a je lepšia ako pevnosť materiálu odliatkov, čo je aplikácia novej technológie.
2. Znížte prenos vibrácií na telo a konštrukčné riešenie pružného prvku v mieste pripojenia výkyvného ramena
Pretože povrch vozovky, po ktorej vozidlo jazdí, nemôže byť úplne rovný, vertikálna reakčná sila povrchu vozovky pôsobiaca na kolesá je často nárazová, najmä pri jazde vysokou rýchlosťou na nekvalitnom povrchu vozovky, táto sila nárazu spôsobuje aj vodičovi cítiť sa nepríjemne., v závesnom systéme sú inštalované elastické prvky a tuhé spojenie sa premení na elastické spojenie.Po náraze na elastický prvok vytvára vibrácie a nepretržité vibrácie spôsobujú, že sa vodič cíti nepríjemne, takže systém odpruženia potrebuje tlmiace prvky na rýchle zníženie amplitúdy vibrácií.
Spojovacie body v konštrukčnom riešení kyvného ramena sú spojenie pružného prvku a spojenie guľovým kĺbom.Elastické prvky poskytujú tlmenie vibrácií a malý počet rotačných a oscilačných stupňov voľnosti.Gumové puzdrá sa často používajú ako elastické komponenty v automobiloch, používajú sa aj hydraulické puzdrá a krížové závesy.
Obrázok 2 Výkyvné rameno na zváranie plechu
Konštrukcia gumenej vývodky je väčšinou oceľová rúra s gumou zvonku, alebo sendvičová štruktúra oceľová rúra-guma-oceľová rúra.Vnútorná oceľová rúra vyžaduje tlakovú odolnosť a požiadavky na priemer a na oboch koncoch sú bežné protišmykové zúbky.Gumová vrstva prispôsobuje vzorec materiálu a štruktúru dizajnu podľa rôznych požiadaviek na tuhosť.
Vonkajší oceľový krúžok má často požiadavku na uhol nábehu, čo vedie k lisovaniu.
Hydraulické puzdro má zložitú štruktúru a je to produkt so zložitým procesom a vysokou pridanou hodnotou v kategórii puzdier.V gume je dutina a v dutine je olej.Návrh štruktúry dutiny sa vykonáva podľa výkonnostných požiadaviek puzdra.Ak dôjde k úniku oleja, puzdro je poškodené.Hydraulické puzdrá môžu poskytnúť lepšiu krivku tuhosti, čo ovplyvňuje celkovú jazdnosť vozidla.
Krížový záves má zložitú štruktúru a je kompozitnou súčasťou gumových a guľôčkových závesov.Môže poskytnúť lepšiu odolnosť ako puzdro, uhol výkyvu a uhol natočenia, špeciálnu krivku tuhosti a splniť výkonnostné požiadavky celého vozidla.Poškodené krížové závesy budú generovať hluk do kabíny, keď je vozidlo v pohybe.
3. Pohybom kolesa konštrukčné riešenie výkyvného prvku v mieste pripojenia výkyvného ramena
Nerovný povrch vozovky spôsobuje, že kolesá vzhľadom na karosériu (rám) poskakujú hore a dole a súčasne sa kolesá pohybujú, napríklad zatáčajú, idú rovno atď., čo si vyžaduje, aby trajektória kolies spĺňala určité požiadavky.Kyvné rameno a kardanový kĺb sú väčšinou spojené guľovým závesom.
Guľový záves výkyvného ramena môže poskytnúť uhol výkyvu väčší ako ±18° a môže poskytnúť uhol rotácie 360°.Plne spĺňa požiadavky na hádzanie kolies a riadenie.A guľový záves spĺňa záručné podmienky 2 roky alebo 60 000 km a 3 roky alebo 80 000 km na celé vozidlo.
Podľa rôznych spôsobov spojenia medzi otočným ramenom a guľovým závesom (guľový kĺb) sa dá rozdeliť na skrutkové alebo nitové spojenie, guľový záves má prírubu;nalisovaný interferenčný spoj, guľový záves nemá prírubu;integrované, otočné rameno a guľový záves Všetko v jednom.Pri jednoplechovej konštrukcii a viacplechovej zváranej konštrukcii sa častejšie používajú prvé dva typy spojov;druhý typ spojenia, ako je oceľové kovanie, hliníkové kovanie a liatina, sa používa častejšie.
Guľový záves musí spĺňať odolnosť proti opotrebeniu pri zaťažení, kvôli väčšiemu pracovnému uhlu ako puzdro, tým vyššej požiadavke na životnosť.Preto sa vyžaduje, aby bol guľový záves navrhnutý ako kombinovaná konštrukcia, vrátane dobrého mazania hojdačky a prachotesného a vodotesného systému mazania.
Obrázok 3 Hliníkové kované výkyvné rameno
Vplyv konštrukcie výkyvného ramena na kvalitu a cenu
1. Faktor kvality: čím svetlejšie, tým lepšie
Vlastná frekvencia karosérie (tiež známa ako voľná frekvencia vibrácií vibračného systému) určená tuhosťou odpruženia a hmotnosťou podporovanou pružinou odpruženia (odpružená hmota) je jedným z dôležitých ukazovateľov výkonu systému odpruženia, ktorý ovplyvňuje jazdný komfort auta.Vertikálna vibračná frekvencia, ktorú používa ľudské telo, je frekvencia pohybu tela hore a dole počas chôdze, čo je asi 1-1,6 Hz.Prirodzená frekvencia tela by mala byť čo najbližšie k tomuto frekvenčnému rozsahu.Keď je tuhosť závesného systému konštantná, čím menšia je odpružená hmota, tým menšia je vertikálna deformácia zavesenia a tým vyššia je vlastná frekvencia.
Pri konštantnom vertikálnom zaťažení platí, že čím menšia je tuhosť pruženia, tým nižšia je prirodzená frekvencia auta a tým väčší je priestor potrebný na to, aby koleso mohlo poskakovať.
Keď sú podmienky na ceste a rýchlosť vozidla rovnaké, čím menšia je neodpružená hmota, tým menšie je nárazové zaťaženie systému odpruženia.Neodpružená hmota zahŕňa hmotu kolesa, kardanový kĺb a hmotu vodiaceho ramena atď.
Všeobecne platí, že hliníkové kyvné rameno má najľahšiu hmotnosť a liatinové otočné rameno má najväčšiu hmotnosť.Iní sú medzi tým.
Keďže hmotnosť súpravy výkyvných ramien je väčšinou menšia ako 10 kg v porovnaní s vozidlom s hmotnosťou nad 1000 kg, hmotnosť výkyvného ramena má malý vplyv na spotrebu paliva.
2. Cenový faktor: závisí od plánu dizajnu
Čím viac požiadaviek, tým vyššie náklady.Za predpokladu, že konštrukčná pevnosť a tuhosť kyvného ramena spĺňa požiadavky, požiadavky výrobnej tolerancie, obtiažnosť výrobného procesu, typ a dostupnosť materiálu a požiadavky na povrchovú koróziu, to všetko priamo ovplyvňuje cenu.Napríklad antikorózne faktory: elektrogalvanizovaný povlak, prostredníctvom pasivácie povrchu a iných úprav, môže dosiahnuť približne 144 hodín;povrchová ochrana je rozdelená na katódový elektroforetický náter, ktorý môže dosiahnuť 240h odolnosť proti korózii úpravou hrúbky náteru a metódami úpravy;povlak zinok-železo alebo zinok-nikel, ktorý môže spĺňať požiadavky na antikorózny test na viac ako 500 hodín.S rastúcimi požiadavkami na korózne testy sa zvyšujú aj náklady na diel.
Náklady je možné znížiť porovnaním dizajnu a schém konštrukcie výkyvného ramena.
Ako všetci vieme, rôzne usporiadania pevných bodov poskytujú rôzne jazdné vlastnosti.Najmä je potrebné zdôrazniť, že rovnaké usporiadanie pevných bodov a rôzne konštrukcie spojovacích bodov môžu spôsobiť rôzne náklady.
Existujú tri typy spojenia medzi konštrukčnými dielmi a guľovými kĺbmi: spojenie cez štandardné diely (skrutky, matice alebo nity), spojenie s presahom a integrácia.V porovnaní so štandardnou spojovacou konštrukciou redukuje spojovacia štruktúra s interferenčným uložením typy dielov, ako sú skrutky, matice, nity a iné diely.Integrovaná jednodielna spojovacia štruktúra s presahom znižuje počet častí puzdra guľového kĺbu.
Existujú dve formy spojenia medzi konštrukčným prvkom a pružným prvkom: predný a zadný pružný prvok sú osovo rovnobežné a osovo kolmé.Rôzne metódy určujú rôzne procesy montáže.Napríklad smer lisovania puzdra je v rovnakom smere a kolmý na teleso výkyvného ramena.Jednopolohový dvojhlavový lis možno použiť na súčasné zalisovanie predných a zadných puzdier, čím sa ušetrí pracovná sila, vybavenie a čas;Ak je smer inštalácie nekonzistentný (vertikálny), možno použiť jednopolohový dvojhlavý lis na postupné lisovanie a inštaláciu puzdra, čím sa ušetrí pracovná sila a vybavenie;keď je puzdro navrhnuté na zalisovanie zvnútra, sú potrebné dve stanice a dva lisy, ktoré postupne zalisujú puzdro.
