O braço oscilante geralmente está localizado entre a roda e o corpo, e é um componente de segurança relacionado ao motorista que transmite força, enfraquece a transmissão de vibração e controla a direção.
O braço oscilante geralmente está localizado entre a roda e o corpo, e é um componente de segurança relacionado ao motorista que transmite força, reduz a transmissão de vibração e controla a direção. Este artigo apresenta o projeto estrutural comum do braço de balanço no mercado e compara e analisa a influência de diferentes estruturas no processo, qualidade e preço.
A suspensão do chassi do carro é dividida aproximadamente em suspensão dianteira e suspensão traseira. As suspensões dianteiras e traseiras têm braços oscilantes para conectar as rodas e o corpo. Os braços oscilantes geralmente estão localizados entre as rodas e o corpo.
O papel do braço de giro da guia é conectar a roda e a estrutura, transmitir força, reduzir a transmissão de vibração e controlar a direção. É um componente de segurança envolvendo o motorista. Existem peças estruturais que transmitem força no sistema de suspensão, para que as rodas se movam em relação ao corpo de acordo com uma certa trajetória. As peças estruturais transmitem a carga e todo o sistema de suspensão tem o desempenho de manuseio do carro.
Funções comuns e design de estrutura do braço de balanço do carro
1. Para atender aos requisitos de transferência de carga, design da estrutura do braço e tecnologia
A maioria dos carros modernos usa sistemas de suspensão independentes. De acordo com diferentes formas estruturais, os sistemas de suspensão independentes podem ser divididos no tipo Wishbone, tipo de braço à direita, tipo de link múltiplo, tipo de vela e tipo McPherson. O braço cruzado e o braço à direita são uma estrutura de duas forças para um único braço no reticulador, com dois pontos de conexão. Duas hastes de duas forças são montadas na junta universal em um certo ângulo, e as linhas de conexão dos pontos de conexão formam uma estrutura triangular. O braço inferior da suspensão dianteira de Macpherson é um braço giratório típico de três pontos com três pontos de conexão. A linha que conecta os três pontos de conexão é uma estrutura triangular estável que pode suportar cargas em várias direções.
A estrutura do braço oscilante de duas forças é simples e o projeto estrutural é frequentemente determinado de acordo com a experiência profissional e o processamento de cada empresa. Por exemplo, a estrutura de chapa metal estampada (veja a Figura 1), a estrutura de projeto é uma única placa de aço sem soldagem e a cavidade estrutural está principalmente na forma de "I"; A estrutura soldada de chapa metálica (veja a Figura 2), a estrutura de projeto é uma placa de aço soldada e a cavidade estrutural é mais na forma de "口"; ou placas de reforço locais são usadas para soldar e fortalecer a posição perigosa; A estrutura de processamento da máquina de forjamento de aço, a cavidade estrutural é sólida e a forma é principalmente ajustada de acordo com os requisitos de layout do chassi; A estrutura de processamento da máquina de forjamento de alumínio (veja a Figura 3), a estrutura que a cavidade é sólida e os requisitos de forma são semelhantes à forjamento de aço; A estrutura do tubo de aço é simples em estrutura e a cavidade estrutural é circular.
A estrutura do braço oscilante de três pontos é complicada e o projeto estrutural é frequentemente determinado de acordo com os requisitos do OEM. Na análise de simulação de movimento, o braço oscilante não pode interferir em outras partes e a maioria delas tem requisitos de distância mínima. Por exemplo, a estrutura de chapas de chapa estampada é usada principalmente ao mesmo tempo que a estrutura soldada de chapa metal, o orifício do chicote do sensor ou a barra de conexão da barra de estabilizador, etc., etc. alterarão a estrutura de design do braço oscilante; A cavidade estrutural ainda está na forma de uma "boca", e a cavidade do braço oscilante uma estrutura fechada é melhor do que uma estrutura não -fusão. Forjar a estrutura usinada, a cavidade estrutural é principalmente a forma "I", que possui as características tradicionais de torção e resistência à flexão; A estrutura usinada de fundição, a forma e a cavidade estrutural estão principalmente equipadas com costelas de reforço e orifícios redutores de peso de acordo com as características da fundição; Soldagem de chapas Metal A estrutura combinada com o forjamento, devido aos requisitos do espaço de layout do chassi do veículo, a junta da bola é integrada no forjamento e o forjamento está conectado à chapa; A estrutura de usinagem de alumínio forjada por fundição fornece melhor utilização e produtividade de materiais do que forjamento, e é superior à força material das peças fundidas, que é a aplicação de novas tecnologias.
2. Reduza a transmissão de vibração para o corpo e o projeto estrutural do elemento elástico no ponto de conexão do braço de balanço
Como a superfície da estrada na qual o carro está dirigindo não pode ser absolutamente plano, a força de reação vertical da superfície da estrada que age nas rodas geralmente é impactante, especialmente quando dirige em alta velocidade em uma superfície ruim da estrada, essa força de impacto também faz com que o motorista se sinta desconfortável. , elementos elásticos são instalados no sistema de suspensão e a conexão rígida é convertida em conexão elástica. Depois que o elemento elástico é impactado, ele gera vibração e a vibração contínua faz com que o motorista pareça desconfortável; portanto, o sistema de suspensão precisa de elementos de amortecimento para reduzir rapidamente a amplitude da vibração.
Os pontos de conexão no projeto estrutural do braço oscilante são a conexão do elemento elástico e a conexão da junta da esfera. Os elementos elásticos fornecem amortecimento de vibração e um pequeno número de graus de liberdade rotacionais e oscilantes. As buchas de borracha são frequentemente usadas como componentes elásticos em carros, e buchas hidráulicas e dobradiças cruzadas também são usadas.
Figura 2 Bolding de soldagem de chapas Metal Braço de balanço
A estrutura da bucha de borracha é principalmente um tubo de aço com borracha externa ou uma estrutura de sanduíche do tubo de aço de aço. O tubo de aço interno requer resistência à pressão e requisitos de diâmetro, e as serrilhas anti-esquisitos são comuns nas duas extremidades. A camada de borracha ajusta a fórmula do material e a estrutura de design de acordo com diferentes requisitos de rigidez.
O anel de aço mais externo geralmente possui um requisito de ângulo de chumbo, que é propício para ajustar a imprensa.
A bucha hidráulica tem uma estrutura complexa e é um produto com processo complexo e alto valor agregado na categoria de bucha. Há uma cavidade na borracha e há óleo na cavidade. O design da estrutura da cavidade é realizado de acordo com os requisitos de desempenho da bucha. Se vazar óleo, a bucha será danificada. As buchas hidráulicas podem fornecer uma melhor curva de rigidez, afetando a dirigibilidade geral do veículo.
A dobradiça cruzada tem uma estrutura complexa e é uma parte composta das dobradiças de borracha e bola. Ele pode fornecer melhor durabilidade do que a bucha, ângulo de balanço e ângulo de rotação, curva de rigidez especial e atender aos requisitos de desempenho de todo o veículo. As dobradiças cruzadas danificadas geram ruído na cabine quando o veículo estiver em movimento.
3. Com o movimento da roda, o projeto estrutural do elemento giratório no ponto de conexão do braço oscilante
A superfície irregular da estrada faz com que as rodas saltem para cima e para baixo em relação ao corpo (quadro) e, ao mesmo tempo, as rodas se movem, como girar, ir em linha reta, etc., exigindo a trajetória das rodas para atender a certos requisitos. O braço oscilante e a junta universal são conectados principalmente por uma dobradiça de bola.
A dobradiça da bola do braço oscilante pode fornecer um ângulo de balanço maior que ± 18 ° e pode fornecer um ângulo de rotação de 360 °. Atende totalmente aos requisitos de fuga e direção da roda. E a dobradiça da bola atende aos requisitos de garantia de 2 anos ou 60.000 km e 3 anos ou 80.000 km para todo o veículo.
De acordo com os diferentes métodos de conexão entre o braço oscilante e a dobradiça da bola (junta da bola), ela pode ser dividida em conexão de parafuso ou rebite, a dobradiça da bola tem um flange; Conexão de interferência de ajuste de pressão, a dobradiça da bola não possui um flange; Integrado, o braço oscilante e a dependência da bola tudo em um. Para estrutura única de chapa metálica e estrutura soldada de metal de várias folhas, os dois primeiros tipos de conexões são mais amplamente utilizados; O último tipo de conexão, como forjamento de aço, forjamento de alumínio e ferro fundido, é mais amplamente utilizado
A dobradiça da bola precisa atender à resistência ao desgaste sob a condição de carga, devido ao maior ângulo de trabalho que a bucha, o requisito mais alto da vida. Portanto, é necessário que a dobradiça da bola seja projetada como uma estrutura combinada, incluindo boa lubrificação do sistema de lubrificação à prova de poeira e poeira e à prova d'água.
Figura 3 Braço de balanço forjado de alumínio
O impacto do design do braço de giro na qualidade e preço
1. Fator de qualidade: quanto mais leve, melhor
A frequência natural do corpo (também conhecida como frequência de vibração livre do sistema de vibração) determinada pela rigidez da suspensão e a massa apoiada pela mola de suspensão (massa sprung) é um dos importantes indicadores de desempenho do sistema de suspensão que afeta o conforto do carro. A frequência de vibração vertical usada pelo corpo humano é a frequência do corpo que se move para cima e para baixo durante a caminhada, que é cerca de 1-1,6Hz. A frequência natural do corpo deve estar o mais próxima possível dessa faixa de frequência. Quando a rigidez do sistema de suspensão é constante, quanto menor a massa aumentada, menor a deformação vertical da suspensão e maior a frequência natural.
Quando a carga vertical é constante, quanto menor a rigidez da suspensão, menor a frequência natural do carro e maior o espaço necessário para a roda pular para cima e para baixo.
Quando as condições da estrada e a velocidade do veículo são as mesmas, quanto menor a massa não suspensa, menor a carga de impacto no sistema de suspensão. A massa não suspensa inclui massa de roda, junta universal e massa de braço guia, etc.
Em geral, o braço oscilante do alumínio tem a massa mais clara e o braço de onda de ferro fundido tem a maior massa. Outros estão no meio.
Como a massa de um conjunto de braços oscilantes é menor que 10 kg, em comparação com um veículo com uma massa de mais de 1000 kg, a massa do braço oscilante tem pouco efeito no consumo de combustível.
2. Fator de preço: depende do plano de design
Quanto mais requisitos, maior o custo. Sobre a premissa de que a força estrutural e a rigidez do braço oscilante atendem aos requisitos, os requisitos de tolerância à fabricação, dificuldade do processo de fabricação, tipo e disponibilidade de material e requisitos de corrosão da superfície afetam diretamente o preço. Por exemplo, fatores anticorrosão: o revestimento eletro-galvanizado, através da passivação da superfície e outros tratamentos, pode atingir cerca de 144h; A proteção da superfície é dividida no revestimento de tinta eletroforética catódica, que pode atingir a resistência à corrosão de 240 horas através do ajuste da espessura do revestimento e dos métodos de tratamento; revestimento de ferro de zinco ou zinco-níquel, que pode atender aos requisitos de teste anticorrosão de mais de 500h. À medida que os requisitos de teste de corrosão aumentam, o mesmo ocorre com o custo da peça.
O custo pode ser reduzido comparando os esquemas de design e estrutura do braço oscilante.
Como todos sabemos, diferentes arranjos de pontos rígidos fornecem desempenho de direção diferente. Em particular, deve -se ressaltar que o mesmo arranjo de pontos rígidos e diferentes projetos de pontos de conexão podem fornecer custos diferentes.
Existem três tipos de conexão entre peças estruturais e juntas de esferas: conexão através de peças padrão (parafusos, porcas ou rebites), conexão e integração de ajuste de interferência. Comparado com a estrutura de conexão padrão, a estrutura de conexão de ajuste de interferência reduz os tipos de peças, como parafusos, porcas, rebites e outras peças. A peça de peça única integrada que a estrutura de conexão de ajuste de interferência reduz o número de partes da casca da junta da junta da bola.
Existem duas formas de conexão entre o membro estrutural e o elemento elástico: os elementos elásticos dianteiros e traseiros são axialmente paralelos e axialmente perpendiculares. Diferentes métodos determinam diferentes processos de montagem. Por exemplo, a direção premente da bucha está na mesma direção e perpendicular ao corpo do braço oscilante. Uma prensa de cabeça dupla em estação única pode ser usada para pressionar as buchas dianteiras e traseiras ao mesmo tempo, economizando mão de obra, equipamento e tempo; Se a direção da instalação for inconsistente (vertical), uma prensa de cabeça dupla de estação única poderá ser usada para pressionar e instalar a bucha sucessivamente, salvando mão de obra e equipamento; Quando a bucha é projetada para ser pressionada por dentro, são necessárias duas estações e duas prensas, com sucessivamente, pressione a bucha.
