De zwenkarm bevindt zich meestal tussen het stuur en de carrosserie en is een veiligheidscomponent die verband houdt met de bestuurder en die kracht overbrengt, de trillingsoverdracht verzwakt en de richting bepaalt.
De zwenkarm bevindt zich meestal tussen het stuur en de carrosserie en is een veiligheidscomponent die verband houdt met de bestuurder en die kracht overbrengt, de overdracht van trillingen vermindert en de richting bepaalt. Dit artikel introduceert het gebruikelijke structurele ontwerp van de zwenkarm op de markt en vergelijkt en analyseert de invloed van verschillende structuren op het proces, de kwaliteit en de prijs.
De ophanging van het autochassis is grofweg verdeeld in voorvering en achtervering. Zowel de voor- als de achterwielophanging hebben zwenkarmen om de wielen en de carrosserie met elkaar te verbinden. De zwenkarmen bevinden zich meestal tussen de wielen en de carrosserie.
De rol van de geleidingszwenkarm is om het wiel en het frame te verbinden, kracht over te brengen, trillingsoverdracht te verminderen en de richting te regelen. Het is een veiligheidscomponent waarbij de bestuurder betrokken is. In het veersysteem zitten krachtoverbrengende structurele onderdelen, waardoor de wielen volgens een bepaald traject ten opzichte van de carrosserie bewegen. De structurele onderdelen brengen de belasting over en het hele ophangingssysteem draagt de rijeigenschappen van de auto.
Gemeenschappelijke functies en structuurontwerp van de zwenkarm van de auto
1. Om te voldoen aan de eisen van lastoverdracht, ontwerp en technologie van de zwenkarmstructuur
De meeste moderne auto's maken gebruik van onafhankelijke veersystemen. Volgens verschillende structurele vormen kunnen onafhankelijke ophangingssystemen worden onderverdeeld in het wishbone-type, het draagarmtype, het multi-link-type, het kaarstype en het McPherson-type. De dwarsarm en de draagarm zijn een tweekrachtstructuur voor een enkele arm in de multi-link, met twee verbindingspunten. Twee tweekrachtstangen worden onder een bepaalde hoek op de kruiskoppeling gemonteerd en de verbindingslijnen van de verbindingspunten vormen een driehoekige structuur. De onderarm van de MacPherson voorvering is een typische driepuntszwenkarm met drie verbindingspunten. De lijn die de drie verbindingspunten verbindt, is een stabiele driehoekige structuur die bestand is tegen belastingen in meerdere richtingen.
De structuur van de twee-kracht-zwenkarm is eenvoudig en het structurele ontwerp wordt vaak bepaald op basis van de verschillende professionele expertise en verwerkingsgemak van elk bedrijf. De structuur van gestempeld plaatstaal (zie figuur 1), de ontwerpstructuur is bijvoorbeeld een enkele stalen plaat zonder laswerk, en de structurele holte heeft meestal de vorm van "I"; de gelaste structuur van plaatstaal (zie figuur 2), de ontwerpstructuur is een gelaste stalen plaat en de structurele holte heeft meer de vorm van "口"; of er worden lokale verstevigingsplaten gebruikt om de gevaarlijke positie te lassen en te versterken; de verwerkingsstructuur van de staalsmeedmachine, de structurele holte is solide en de vorm wordt grotendeels aangepast aan de vereisten van de chassislay-out; de verwerkingsstructuur van de aluminium smeedmachine (zie figuur 3), de structuur. De holte is solide en de vormvereisten zijn vergelijkbaar met die van staalsmeedwerk; de stalen buisstructuur is eenvoudig van structuur en de structurele holte is cirkelvormig.
De structuur van de driepuntszwenkarm is ingewikkeld en het structurele ontwerp wordt vaak bepaald volgens de eisen van de OEM. Bij de bewegingssimulatieanalyse kan de zwenkarm andere onderdelen niet hinderen, en voor de meeste daarvan gelden minimale afstandseisen. De structuur van gestempeld plaatstaal wordt bijvoorbeeld meestal tegelijkertijd gebruikt met de gelaste structuur van plaatstaal, het harnasgat van de sensor of de verbindingsbeugel van de stabilisatorstang, enz. zullen de ontwerpstructuur van de zwenkarm veranderen; de structurele holte heeft nog steeds de vorm van een "mond", en de holte van de zwenkarm zal. Een gesloten structuur is beter dan een niet-gesloten structuur. Door de machinaal bewerkte structuur te smeden, heeft de structurele holte meestal een "I" -vorm, die de traditionele kenmerken van torsie- en buigweerstand heeft; De machinaal bewerkte structuur, vorm en structurele holte van het gieten zijn meestal uitgerust met versterkende ribben en gewichtsverminderende gaten volgens de kenmerken van het gieten; plaatwerklassen De gecombineerde structuur met het smeden, vanwege de vereisten voor de lay-outruimte van het voertuigchassis, is het kogelgewricht geïntegreerd in het smeden en het smeden is verbonden met het plaatwerk; de machinale structuur van gegoten gesmeed aluminium zorgt voor een beter materiaalgebruik en een betere productiviteit dan smeden, en is superieur aan de materiaalsterkte van gietstukken, wat de toepassing is van nieuwe technologie.
2. Verminder de overdracht van trillingen naar het lichaam en het structurele ontwerp van het elastische element op het verbindingspunt van de zwenkarm
Omdat het wegdek waarop de auto rijdt niet absoluut vlak kan zijn, heeft de verticale reactiekracht van het wegdek die op de wielen inwerkt vaak impact, vooral bij het rijden met hoge snelheid op een slecht wegdek zorgt deze botskracht er ook voor dat de bestuurder ongemakkelijk voelen. In het ophangsysteem worden elastische elementen geïnstalleerd en de starre verbinding wordt omgezet in een elastische verbinding. Nadat het elastische element is geraakt, genereert het trillingen, en door de voortdurende trillingen voelt de bestuurder zich ongemakkelijk. Daarom heeft het veersysteem dempingselementen nodig om de trillingsamplitude snel te verminderen.
De verbindingspunten in het constructieve ontwerp van de zwenkarm zijn elastische elementverbinding en kogelgewrichtverbinding. De elastische elementen zorgen voor trillingsdemping en een klein aantal rotatie- en oscillerende vrijheidsgraden. Rubberen bussen worden vaak gebruikt als elastische componenten in auto's, maar ook hydraulische bussen en kruisscharnieren worden gebruikt.
Figuur 2 Zwenkarm voor gelast plaatstaal
De structuur van de rubberen bus is meestal een stalen buis met rubber aan de buitenkant, of een sandwichstructuur van stalen buis-rubber-stalen buis. De binnenste stalen buis vereist drukweerstand en diametervereisten, en aan beide uiteinden zijn antislipvertandingen gebruikelijk. De rubberen laag past de materiaalformule en ontwerpstructuur aan volgens verschillende stijfheidsvereisten.
De buitenste stalen ring heeft vaak een vereiste inloophoek, wat bevorderlijk is voor perspassing.
De hydraulische bus heeft een complexe structuur en is een product met een complex proces en een hoge toegevoegde waarde in de categorie bussen. Er zit een holte in het rubber en er zit olie in de holte. Het ontwerp van de holtestructuur wordt uitgevoerd volgens de prestatie-eisen van de bus. Als er olie lekt, is de bus beschadigd. Hydraulische bussen kunnen zorgen voor een betere stijfheidscurve, waardoor de algehele rijeigenschappen van het voertuig worden beïnvloed.
Het kruisscharnier heeft een complexe structuur en is een samengesteld onderdeel van rubber- en kogelscharnieren. Het kan een betere duurzaamheid bieden dan de bus, de zwenkhoek en de rotatiehoek, de speciale stijfheidscurve en voldoen aan de prestatie-eisen van het hele voertuig. Beschadigde kruisscharnieren veroorzaken geluid in de cabine wanneer het voertuig rijdt.
3. Met de beweging van het wiel, het structurele ontwerp van het zwenkelement op het verbindingspunt van de zwenkarm
Het oneffen wegdek zorgt ervoor dat de wielen op en neer springen ten opzichte van de carrosserie (frame), en tegelijkertijd bewegen de wielen, zoals draaien, rechtdoor gaan, etc., waardoor het traject van de wielen aan bepaalde eisen moet voldoen. De zwenkarm en het kruiskoppelingsgewricht zijn grotendeels verbonden door een kogelscharnier.
Het kogelscharnier van de zwenkarm kan een draaihoek van meer dan ±18° bieden en een rotatiehoek van 360°. Voldoet volledig aan de wielslingerings- en stuurvereisten. En het kogelscharnier voldoet aan de garantievoorwaarden van 2 jaar of 60.000 km en 3 jaar of 80.000 km voor het gehele voertuig.
Volgens de verschillende verbindingsmethoden tussen de zwenkarm en het kogelscharnier (kogelgewricht), kan deze worden verdeeld in een bout- of klinknagelverbinding, het kogelscharnier heeft een flens; perspassing interferentieverbinding, het kogelscharnier heeft geen flens; geïntegreerd, de zwenkarm en het kogelscharnier Alles in één. Voor een enkelvoudige plaatmetaalconstructie en een gelaste constructie uit meerdere platen worden de eerste twee soorten verbindingen op grotere schaal gebruikt; het laatste type verbinding, zoals het smeden van staal, het smeden van aluminium en gietijzer, wordt op grotere schaal gebruikt
Het kogelscharnier moet voldoen aan de slijtvastheid onder belasting, vanwege de grotere werkhoek dan de bus, de hogere levensduurvereiste. Daarom moet het kogelscharnier worden ontworpen als een gecombineerde structuur, inclusief een goede smering van de schommel en een stof- en waterdicht smeersysteem.
Figuur 3 Zwenkarm van gesmeed aluminium
De impact van het zwenkarmontwerp op kwaliteit en prijs
1. Kwaliteitsfactor: hoe lichter, hoe beter
De eigenfrequentie van het lichaam (ook bekend als de vrije trillingsfrequentie van het trillingssysteem), bepaald door de stijfheid van de ophanging en de door de ophangingsveer ondersteunde massa (afgeveerde massa), is een van de belangrijke prestatie-indicatoren van het ophangingssysteem die van invloed zijn op de rijcomfort van de auto. De verticale trillingsfrequentie die door het menselijk lichaam wordt gebruikt, is de frequentie waarmee het lichaam tijdens het lopen op en neer beweegt, namelijk ongeveer 1-1,6 Hz. De natuurlijke frequentie van het lichaam moet zo dicht mogelijk bij dit frequentiebereik liggen. Wanneer de stijfheid van het veersysteem constant is, geldt: hoe kleiner de veermassa, hoe kleiner de verticale vervorming van de ophanging en hoe hoger de eigenfrequentie.
Wanneer de verticale belasting constant is, geldt: hoe kleiner de stijfheid van de ophanging, hoe lager de eigenfrequentie van de auto en hoe groter de ruimte die nodig is om het wiel op en neer te laten springen.
Wanneer de wegomstandigheden en de voertuigsnelheid hetzelfde zijn, geldt: hoe kleiner de onafgeveerde massa, hoe kleiner de impactbelasting op het veersysteem. De onafgeveerde massa omvat de massa van het wiel, de kruiskoppeling, de geleidingsarm, etc.
Over het algemeen heeft de aluminium zwenkarm de lichtste massa en de gietijzeren zwenkarm de grootste massa. Anderen zitten er tussenin.
Omdat de massa van een set zwenkarmen meestal minder dan 10 kg bedraagt, vergeleken met een voertuig met een massa van meer dan 1000 kg, heeft de massa van de zwenkarm weinig invloed op het brandstofverbruik.
2. Prijsfactor: afhankelijk van het ontwerpplan
Hoe meer eisen, hoe hoger de kosten. Ervan uitgaande dat de structurele sterkte en stijfheid van de zwenkarm aan de eisen voldoen, hebben de eisen van de productietolerantie, de moeilijkheidsgraad van het productieproces, het materiaaltype en de beschikbaarheid en de vereisten voor oppervlaktecorrosie allemaal een directe invloed op de prijs. Anti-corrosiefactoren: elektrolytisch verzinkte coating kan, door oppervlaktepassivering en andere behandelingen, ongeveer 144 uur bereiken; oppervlaktebescherming is onderverdeeld in kathodische elektroforetische verfcoating, die 240 uur corrosieweerstand kan bereiken door aanpassing van de laagdikte en behandelingsmethoden; zink-ijzer- of zink-nikkelcoating, die kan voldoen aan de anticorrosietestvereisten van meer dan 500 uur. Naarmate de vereisten voor corrosietests toenemen, stijgen ook de kosten van het onderdeel.
De kosten kunnen worden verlaagd door het ontwerp en de structuurschema's van de zwenkarm te vergelijken.
Zoals we allemaal weten, zorgen verschillende hardpoint-arrangementen voor verschillende rijprestaties. In het bijzonder moet erop worden gewezen dat dezelfde opstelling van harde punten en verschillende ontwerpen van aansluitpunten verschillende kosten kunnen opleveren.
Er zijn drie soorten verbindingen tussen structurele onderdelen en kogelgewrichten: verbinding via standaardonderdelen (bouten, moeren of klinknagels), perspassing en integratie. Vergeleken met de standaard verbindingsstructuur vermindert de perspassing-verbindingsstructuur het aantal soorten onderdelen, zoals bouten, moeren, klinknagels en andere onderdelen. Het geïntegreerde uit één stuk bestaande en de perspassing-verbindingsstructuur vermindert het aantal onderdelen van de kogelgewrichtsschaal.
Er zijn twee vormen van verbinding tussen het structurele onderdeel en het elastische element: de voorste en achterste elastische elementen zijn axiaal evenwijdig en axiaal loodrecht. Verschillende methoden bepalen verschillende montageprocessen. De drukrichting van de bus is bijvoorbeeld in dezelfde richting en loodrecht op het zwenkarmlichaam. Een dubbelkopspers met één station kan worden gebruikt om de voorste en achterste bussen tegelijkertijd te persen, waardoor mankracht, apparatuur en tijd worden bespaard; Als de installatierichting inconsistent is (verticaal), kan een dubbelkopspers met één station worden gebruikt om de bus achtereenvolgens te persen en te installeren, waardoor mankracht en apparatuur worden bespaard; wanneer de bus is ontworpen om van binnenuit te worden ingedrukt, zijn twee stations en twee persen nodig, waarbij de bus achtereenvolgens met een perspassing wordt aangebracht.
