Svingarmen er vanligvis plassert mellom hjulet og karosseriet, og det er en sikkerhetskomponent relatert til føreren som overfører kraft, svekker vibrasjonsoverføringen og kontrollerer retningen.
Svingarmen er vanligvis plassert mellom hjulet og karosseriet, og det er en sikkerhetskomponent relatert til føreren som overfører kraft, reduserer vibrasjonsoverføring og kontrollerer retningen. Denne artikkelen introduserer den vanlige strukturelle utformingen av svingarmen på markedet, og sammenligner og analyserer påvirkningen av ulike strukturer på prosess, kvalitet og pris.
Bilchassisoppheng er grovt delt inn i forhjulsoppheng og bakhjulsoppheng. Både for- og bakhjulsoppheng har svingarm som forbinder hjulene og karosseriet. Svingarmene er vanligvis plassert mellom hjulene og karosseriet.
Rollen til styresvingarmen er å koble hjulet og rammen, overføre kraft, redusere vibrasjonsoverføring og kontrollere retningen. Det er en sikkerhetskomponent som involverer føreren. Det er kraftoverførende strukturelle deler i fjæringssystemet, slik at hjulene beveger seg i forhold til karosseriet i henhold til en viss bane. Strukturdelene overfører lasten, og hele fjæringssystemet bærer bilens kjøreegenskaper.
Vanlige funksjoner og strukturdesign av bilens svingarm
1. For å oppfylle kravene til lastoverføring, design og teknologi for svingarmstruktur
De fleste moderne biler bruker uavhengige fjæringssystemer. I henhold til ulike strukturelle former kan uavhengige fjæringssystemer deles inn i ønskebeintype, bakarmtype, multilinktype, stearinlystype og McPherson-type. Kryssarmen og bakarmen er en tokraftsstruktur for en enkelt arm i multilinket, med to tilkoblingspunkter. To tokraftsstenger er montert på universalleddet i en viss vinkel, og tilkoblingslinjene til tilkoblingspunktene danner en trekantet struktur. MacPherson-forhjulsopphengets nedre arm er en typisk trepunkts svingarm med tre tilkoblingspunkter. Linjen som forbinder de tre tilkoblingspunktene er en stabil trekantet struktur som tåler belastninger i flere retninger.
Strukturen til den tokrafts svingarmen er enkel, og den strukturelle utformingen bestemmes ofte i henhold til den ulike faglige ekspertisen og bearbeidingskomforten til hvert selskap. For eksempel, den stemplet metallplatestrukturen (se figur 1), er designstrukturen en enkelt stålplate uten sveising, og det strukturelle hulrommet er for det meste i form av en "I"; den sveisede metallplatestrukturen (se figur 2), er designstrukturen en sveiset stålplate, og det strukturelle hulrommet er for det meste i form av en "口"; eller lokale forsterkningsplater brukes til å sveise og forsterke den farlige posisjonen; stålsmimaskinens bearbeidingsstruktur, det strukturelle hulrommet er solid, og formen justeres for det meste i henhold til kravene til chassisoppsettet; aluminiumsmimaskinens bearbeidingsstruktur (se figur 3), er hulrommet i strukturen solid, og formkravene ligner på stålsmiing; stålrørstrukturen er enkel i strukturen, og det strukturelle hulrommet er sirkulært.
Strukturen til trepunktssvingarmen er komplisert, og den strukturelle utformingen bestemmes ofte i henhold til OEM-ens krav. I bevegelsessimuleringsanalysen kan ikke svingarmen forstyrre andre deler, og de fleste av dem har minimumsavstandskrav. For eksempel brukes den stemplet metallstrukturen mest samtidig med den sveisede metallstrukturen, sensorens ledningshull eller stabilisatorstangens forbindelsesstangkoblingsbrakett, osv. vil endre svingarmens designstruktur; det strukturelle hulrommet er fortsatt i form av en "munn", og svingarmens hulrom vil En lukket struktur er bedre enn en ulukket struktur. Smimaskinert struktur, det strukturelle hulrommet er for det meste "I"-formet, som har de tradisjonelle egenskapene til torsjon og bøyemotstand; støpemaskinert struktur, form og strukturelt hulrom er for det meste utstyrt med forsterkningsribber og vektreduserende hull i henhold til støpeegenskapene; metallsveising Den kombinerte strukturen med smiing, på grunn av plasskravene til kjøretøyets chassis, er kuleleddet integrert i smiingen, og smiingen er forbundet med metallplaten; Den støpte smidde aluminiumsmaskineringsstrukturen gir bedre materialutnyttelse og produktivitet enn smiing, og har den overlegen materialstyrken til støpegods, som er anvendelsen av ny teknologi.
2. Reduser overføringen av vibrasjoner til kroppen, og den strukturelle utformingen av det elastiske elementet ved tilkoblingspunktet til svingarmen
Siden veibanen bilen kjører på ikke kan være helt flat, er den vertikale reaksjonskraften fra veibanen som virker på hjulene ofte stor, spesielt når man kjører i høy hastighet på en dårlig veibane. Denne støtkraften fører også til ubehag for føreren. Elastiske elementer er installert i fjæringssystemet, og den stive forbindelsen omdannes til en elastisk forbindelse. Etter at det elastiske elementet har blitt støtt, genererer det vibrasjoner, og den kontinuerlige vibrasjonen gjør at føreren føler seg ukomfortabel. Derfor trenger fjæringssystemet dempingselementer for å redusere vibrasjonsamplituden raskt.
Forbindelsespunktene i svingarmens strukturelle design er elastiske elementforbindelser og kuleleddforbindelser. De elastiske elementene gir vibrasjonsdemping og et lite antall roterende og oscillerende frihetsgrader. Gummibusser brukes ofte som elastiske komponenter i biler, og hydrauliske bøssinger og krysshengsler brukes også.
Figur 2 Svingarm for sveising av metallplater
Strukturen til gummibøssingen er for det meste et stålrør med gummi på utsiden, eller en sandwichstruktur av stålrør-gummi-stålrør. Det indre stålrøret krever krav til trykkmotstand og diameter, og det er vanlig med sklisikring i begge ender. Gummilaget justerer materialformelen og designstrukturen i henhold til ulike stivhetskrav.
Den ytterste stålringen har ofte et krav til innføringsvinkel, noe som bidrar til presspasning.
Den hydrauliske foringen har en kompleks struktur, og det er et produkt med kompleks prosess og høy merverdi i foringskategorien. Det er et hulrom i gummien, og det er olje i hulrommet. Hulromsstrukturen er utformet i henhold til foringens ytelseskrav. Hvis olje lekker, er foringen skadet. Hydrauliske foringer kan gi en bedre stivhetskurve, noe som påvirker kjøretøyets generelle kjøreegenskaper.
Krysshengslene har en kompleks struktur og er en sammensatt del av gummi- og kulehengsler. De kan gi bedre holdbarhet enn bøssingen, svingvinkel og rotasjonsvinkel, spesiell stivhetskurve og oppfylle ytelseskravene til hele kjøretøyet. Skadede krysshengsler vil generere støy i førerhuset når kjøretøyet er i bevegelse.
3. Med hjulets bevegelse, den strukturelle utformingen av svingelementet ved svingarmens tilkoblingspunkt
Den ujevne veioverflaten fører til at hjulene hopper opp og ned i forhold til karosseriet (rammen), og samtidig beveger hjulene seg, for eksempel ved sving, rettkjøring osv., noe som krever at hjulenes bane oppfyller visse krav. Svingarmen og universalleddet er stort sett forbundet med et kulehengsel.
Kulehengslet på svingarmen kan gi en svingvinkel på over ±18°, og kan gi en rotasjonsvinkel på 360°. Oppfyller fullt ut kravene til hjulkast og styring. Kulehengslet oppfyller garantikravene på 2 år eller 60 000 km og 3 år eller 80 000 km for hele kjøretøyet.
I henhold til de ulike tilkoblingsmetodene mellom svingarmen og kulehengslet (kuleleddet), kan det deles inn i bolt- eller nagletilkobling, hvor kulehengslet har en flens; pressfit-interferenstilkobling, hvor kulehengslet ikke har en flens; integrert, hvor svingarmen og kulehengslet er alt i ett. For enkeltplatemetallkonstruksjoner og sveisede metallkonstruksjoner med flere plater er de to førstnevnte tilkoblingstypene mer utbredt; sistnevnte tilkoblingstype, som stålsmiing, aluminiumsmiing og støpejern, er mer utbredt.
Kulehengslet må oppfylle slitestyrken under belastningsforhold, på grunn av den større arbeidsvinkelen enn bøssingen, og dermed høyere levetidskrav. Derfor må kulehengslet utformes som en kombinert struktur, inkludert god smøring av svingmekanismen og et støvtett og vanntett smøresystem.
Figur 3 Svingarm i smidd aluminium
Virkningen av svingarmdesign på kvalitet og pris
1. Kvalitetsfaktor: jo lettere, jo bedre
Kroppens egenfrekvens (også kjent som vibrasjonssystemets frie vibrasjonsfrekvens), bestemt av fjæringsstivheten og massen som støttes av fjæringsfjæren (fjærmasse), er en av de viktigste ytelsesindikatorene for fjæringssystemet som påvirker bilens kjørekomfort. Den vertikale vibrasjonsfrekvensen som brukes av menneskekroppen er frekvensen til kroppen som beveger seg opp og ned under gange, som er omtrent 1–1,6 Hz. Kroppens egenfrekvens bør være så nær dette frekvensområdet som mulig. Når stivheten til fjæringssystemet er konstant, jo mindre den fjærede massen er, desto mindre er den vertikale deformasjonen av fjæringen, og desto høyere er den egenfrekvensen.
Når den vertikale belastningen er konstant, jo mindre fjæringsstivheten er, desto lavere er bilens egenfrekvens, og desto større plass kreves det for at hjulet skal hoppe opp og ned.
Når veiforholdene og kjøretøyets hastighet er den samme, jo mindre den uavfjærede massen er, desto mindre er støtbelastningen på fjæringssystemet. Den uavfjærede massen inkluderer hjulmasse, universalledd og styrearmmasse, osv.
Generelt sett har svingarmen i aluminium den letteste massen, og svingarmen i støpejern har den største massen. Andre ligger midt imellom.
Siden massen til et sett med svingarmer stort sett er mindre enn 10 kg, sammenlignet med et kjøretøy med en masse på over 1000 kg, har svingarmens masse liten effekt på drivstofforbruket.
2. Prisfaktor: avhenger av designplanen
Jo flere krav, desto høyere blir kostnaden. Forutsatt at svingarmens strukturelle styrke og stivhet oppfyller kravene, påvirker produksjonstoleransekrav, vanskelighetsgrad i produksjonsprosessen, materialtype og tilgjengelighet, og krav til overflatekorrosjon direkte prisen. For eksempel, antikorrosjonsfaktorer: elektrogalvanisert belegg, gjennom overflatepassivering og andre behandlinger, kan oppnå omtrent 144 timer; overflatebeskyttelse er delt inn i katodisk elektroforetisk maling, som kan oppnå 240 timers korrosjonsmotstand ved å justere beleggtykkelsen og behandlingsmetodene; sink-jern eller sink-nikkelbelegg, som kan oppfylle kravene til antikorrosjonstest på mer enn 500 timer. Etter hvert som kravene til korrosjonstest øker, øker også kostnaden for delen.
Kostnaden kan reduseres ved å sammenligne design- og strukturskjemaene til svingarmen.
Som vi alle vet, gir ulike koblingspunkter ulik kjøreytelse. Det bør spesielt påpekes at samme koblingspunkt og ulike koblingspunktdesign kan gi ulike kostnader.
Det finnes tre typer forbindelser mellom strukturelle deler og kuleledd: forbindelse gjennom standarddeler (bolter, muttere eller nagler), pressforbindelse og integrering. Sammenlignet med standardforbindelsesstrukturen reduserer pressforbindelsesstrukturen antallet deler, som bolter, muttere, nagler og andre deler. Den integrerte ett-stykke-forbindelsesstrukturen reduserer antallet deler i kuleleddskallet enn pressforbindelsesstrukturen.
Det finnes to former for forbindelse mellom konstruksjonselementet og det elastiske elementet: de fremre og bakre elastiske elementene er aksialt parallelle og aksialt vinkelrette. Ulike metoder bestemmer forskjellige monteringsprosesser. For eksempel er presseretningen til bøssingen i samme retning og vinkelrett på svingarmhuset. En enkeltstasjons dobbelthodepresse kan brukes til å presse på de fremre og bakre bøssingene samtidig, noe som sparer arbeidskraft, utstyr og tid. Hvis installasjonsretningen er inkonsekvent (vertikal), kan en enkeltstasjons dobbelthodepresse brukes til å presse og installere bøssingen suksessivt, noe som sparer arbeidskraft og utstyr. Når bøssingen er konstruert for å presses inn fra innsiden, kreves det to stasjoner og to presser, som suksessivt presser på bøssingen.
