Nihajna roka se običajno nahaja med kolesom in karoserijo in je varnostna komponenta, povezana z voznikom, ki prenaša silo, oslabi prenos vibracij in nadzoruje smer.
Nihajna roka se običajno nahaja med kolesom in karoserijo in je varnostna komponenta, povezana z voznikom, ki prenaša silo, zmanjšuje prenos vibracij in nadzoruje smer.Ta članek predstavlja običajno konstrukcijsko zasnovo nihajne roke na trgu ter primerja in analizira vpliv različnih struktur na proces, kakovost in ceno.
Vzmetenje šasije avtomobila je v grobem razdeljeno na sprednje vzmetenje in zadnje vzmetenje.Tako sprednje kot zadnje vzmetenje imata nihajne roke za povezavo koles in karoserije.Nihajne roke so običajno nameščene med kolesi in karoserijo.
Vloga vodilne nihajne roke je povezovanje kolesa in okvirja, prenos sile, zmanjšanje prenosa vibracij in nadzor smeri.Je varnostna komponenta, ki vključuje voznika.V sistemu vzmetenja so strukturni deli za prenos sile, tako da se kolesa premikajo glede na telo po določeni poti.Strukturni deli prenašajo obremenitev, celoten sistem vzmetenja pa nosi vodljivost avtomobila.
Skupne funkcije in zasnova strukture nihajne roke avtomobila
1. Za izpolnjevanje zahtev glede prenosa obremenitve, konstrukcije in tehnologije nihajne roke
Večina sodobnih avtomobilov uporablja neodvisne sisteme vzmetenja.Glede na različne strukturne oblike lahko neodvisne sisteme vzmetenja razdelimo na tip vodila, tip vlečne roke, tip večvodilnega tipa, tip sveče in tip McPherson.Prečni krak in zadnji krak sta struktura z dvema silama za eno samo roko v več členkih z dvema priključnima točkama.Dve palici z dvema silama sta sestavljeni na univerzalnem zglobu pod določenim kotom, povezovalne črte povezovalnih točk pa tvorijo trikotno strukturo.Spodnja roka sprednjega vzmetenja MacPherson je tipična tritočkovna nihajna roka s tremi povezovalnimi točkami.Linija, ki povezuje tri priključne točke, je stabilna trikotna struktura, ki lahko prenese obremenitve v več smereh.
Struktura nihajne roke z dvema silama je preprosta, strukturna zasnova pa je pogosto določena glede na različno strokovno znanje in priročnost obdelave vsakega podjetja.Na primer, konstrukcija iz žigosane pločevine (glej sliko 1), konstrukcijska konstrukcija je ena jeklena plošča brez varjenja, strukturna votlina pa je večinoma v obliki "I";varjena konstrukcija iz pločevine (glej sliko 2), konstrukcijska konstrukcija je varjena jeklena plošča, konstrukcijska votlina pa je večja. Je v obliki "口";ali se za varjenje in utrjevanje nevarnega položaja uporabljajo lokalne ojačitvene plošče;struktura obdelave stroja za kovanje jekla, strukturna votlina je trdna, oblika pa je večinoma prilagojena glede na zahteve postavitve šasije;struktura obdelave stroja za kovanje aluminija (glej sliko 3), struktura votline je trdna, zahteve glede oblike pa so podobne kovanju jekla;Struktura jeklene cevi je preproste strukture, strukturna votlina pa je krožna.
Struktura tritočkovne nihajne roke je zapletena, konstrukcijska zasnova pa je pogosto določena v skladu z zahtevami proizvajalca originalne opreme.Pri analizi simulacije gibanja nihajna roka ne more ovirati drugih delov in večina od njih ima zahteve glede minimalne razdalje.Na primer, konstrukcija iz žigosane pločevine se večinoma uporablja hkrati z varjeno konstrukcijo iz pločevine, luknja za kabelski snop senzorja ali povezovalni nosilec ojnice stabilizatorja itd. bo spremenil konstrukcijsko strukturo nihajne roke;strukturna votlina je še vedno v obliki "ust", votlina nihajne roke pa bo Zaprta struktura je boljša od nezaprte strukture.Kovanje strojno obdelane strukture, strukturna votlina je večinoma "I" oblike, ki ima tradicionalne značilnosti odpornosti na torzijo in upogibanje;strojno obdelana struktura litja, oblika in strukturna votlina so večinoma opremljeni z ojačitvenimi rebri in luknjami za zmanjšanje teže glede na značilnosti litja;varjenje pločevine Kombinirana struktura z odkovkom, zaradi prostorskih zahtev šasije vozila je krogelni zglob integriran v odkovku, odkovek pa je povezan s pločevino;lito-kovana aluminijasta obdelovalna struktura zagotavlja boljši izkoristek materiala in produktivnost kot kovanje in je boljša od trdnosti materiala ulitkov, kar je uporaba nove tehnologije.
2. Zmanjšajte prenos vibracij na telo in strukturno zasnovo elastičnega elementa na priključni točki nihajne roke
Ker površina cestišča, po kateri se vozilo vozi, ne more biti popolnoma ravna, je navpična reakcijska sila cestišča, ki deluje na kolesa, pogosto udarna, zlasti pri visoki hitrosti po slabi cestišču, ta sila udarca povzroči tudi vozniku počutiti se neprijetno., v sistem vzmetenja so vgrajeni elastični elementi, toga povezava pa se pretvori v elastično povezavo.Po udarcu elastični element ustvari tresenje, zaradi neprekinjenega tresljaja pa se voznik počuti neudobno, zato sistem vzmetenja potrebuje dušilne elemente za hitro zmanjšanje amplitude tresljajev.
Priključni točki v konstrukcijski zasnovi nihajne roke sta povezava elastičnega elementa in povezava krogličnega zgloba.Elastični elementi zagotavljajo dušenje tresljajev in majhno število rotacijskih in nihajnih prostostnih stopenj.Gumijaste puše se pogosto uporabljajo kot elastične komponente v avtomobilih, uporabljajo pa se tudi hidravlične puše in križni tečaji.
Slika 2 Nihajna roka za varjenje pločevine
Struktura gumijaste puše je večinoma jeklena cev z gumo zunaj ali sendvič struktura jeklene cevi-gume-jeklene cevi.Notranja jeklena cev zahteva odpornost na pritisk in zahteve po premeru, na obeh koncih pa so pogosti zobci proti drsenju.Gumijasta plast prilagodi formulo materiala in konstrukcijsko strukturo glede na različne zahteve glede togosti.
Zunanji jekleni obroč ima pogosto zahtevo po uvodnem kotu, kar je ugodno za stiskanje.
Hidravlična puša ima kompleksno strukturo in je izdelek s kompleksnim procesom in visoko dodano vrednostjo v kategoriji puše.V gumi je votlina, v votlini pa je olje.Zasnova strukture votline je izvedena v skladu z zahtevami glede zmogljivosti puše.Če olje pušča, je puša poškodovana.Hidravlične puše lahko zagotovijo boljšo krivuljo togosti, kar vpliva na splošno voznost vozila.
Križni tečaj ima kompleksno strukturo in je sestavljen del gumijastih in krogličnih tečajev.Zagotavlja lahko boljšo vzdržljivost kot puša, kot nihanja in vrtenja, posebno krivuljo togosti in izpolnjuje zahteve glede zmogljivosti celotnega vozila.Poškodovani križni tečaji povzročajo hrup v kabino, ko se vozilo premika.
3. S premikanjem kolesa se strukturna zasnova nihajnega elementa na priključni točki nihajne roke
Neravna cestna površina povzroči, da kolesa skačejo gor in dol glede na karoserijo (okvir), hkrati pa se kolesa premikajo, na primer zavijajo, gredo naravnost itd., kar zahteva, da pot koles izpolnjuje določene zahteve.Nihajna roka in univerzalni zglob sta večinoma povezana s krogličnim tečajem.
Krogelni tečaj nihajne roke lahko zagotovi kot nihanja, večji od ±18°, in lahko zagotovi kot vrtenja 360°.Popolnoma izpolnjuje zahteve glede odtekanja koles in krmiljenja.In kroglični tečaj izpolnjuje zahteve garancije 2 leti ali 60.000 km in 3 leta ali 80.000 km za celotno vozilo.
Glede na različne načine povezovanja med nihajno roko in krogličnim tečajem (krogelnim zgibom) ga lahko razdelimo na vijačno ali zakovicno povezavo, kroglični tečaj ima prirobnico;vtisni interferenčni priključek, kroglični tečaj nima prirobnice;integrirana, nihajna roka in kroglični tečaj, vse v enem.Za konstrukcijo iz ene pločevine in varjeno konstrukcijo iz več pločevin se prva dva tipa povezav pogosteje uporabljata;slednja vrsta povezave, kot je kovanje jekla, aluminija in litega železa, se bolj uporablja.
Krogelni tečaj mora izpolnjevati odpornost proti obrabi pod pogojem obremenitve, zaradi večjega delovnega kota kot puša, višja življenjska zahteva.Zato je treba kroglični tečaj oblikovati kot kombinirano strukturo, vključno z dobrim mazanjem nihanja ter sistemom mazanja, odpornim na prah in vodo.
Slika 3 Kovana nihajna roka iz aluminija
Vpliv zasnove nihajne roke na kakovost in ceno
1. Faktor kakovosti: svetlejši, boljši je
Naravna frekvenca karoserije (znana tudi kot frekvenca prostih vibracij vibracijskega sistema), določena s togostjo vzmetenja in maso, ki jo podpira vzmet vzmetenja (vzmetena masa), je eden od pomembnih indikatorjev delovanja sistema vzmetenja, ki vpliva na udobje vožnje avtomobila.Navpična frekvenca vibracij, ki jo uporablja človeško telo, je frekvenca premikanja telesa navzgor in navzdol med hojo, ki je približno 1–1,6 Hz.Naravna frekvenca telesa mora biti čim bližje temu frekvenčnemu območju.Ko je togost sistema vzmetenja konstantna, manjša kot je vzmetena masa, manjša je navpična deformacija vzmetenja in večja je lastna frekvenca.
Ko je navpična obremenitev konstantna, manjša kot je togost vzmetenja, nižja je lastna frekvenca avtomobila in večji je prostor, potreben za skok kolesa navzgor in navzdol.
Ko so razmere na cesti in hitrost vozila enaki, manjša kot je nevzmetena masa, manjša je udarna obremenitev sistema vzmetenja.Nevzmetena masa vključuje maso kolesa, kardanski zglob in maso vodilne roke itd.
Na splošno ima nihajna roka iz aluminija najlažjo maso, nihajna roka iz litega železa pa največjo maso.Drugi so vmes.
Ker je masa kompleta nihajnih rok večinoma manjša od 10 kg, v primerjavi z vozilom z maso nad 1000 kg, masa nihajnih rok malo vpliva na porabo goriva.
2. Faktor cene: odvisno od načrta zasnove
Več kot je zahtev, višji so stroški.Ob predpostavki, da strukturna trdnost in togost nihajne roke izpolnjujeta zahteve, zahteve glede tolerance izdelave, težavnost proizvodnega procesa, vrsta materiala in razpoložljivost ter zahteve glede površinske korozije neposredno vplivajo na ceno.Na primer, protikorozijski dejavniki: elektro-galvanizirana prevleka, s površinsko pasivizacijo in drugimi obdelavami, lahko doseže približno 144 ur;površinska zaščita je razdeljena na katodno elektroforetično barvno prevleko, ki lahko doseže 240-urno odpornost proti koroziji s prilagoditvijo debeline prevleke in metod obdelave;cink-železo ali cink-nikelj prevleko, ki lahko izpolnjuje zahteve protikorozijskega preskusa več kot 500 ur.Ko se zahteve za korozijske preskuse povečajo, se povečajo tudi stroški dela.
Stroške je mogoče zmanjšati s primerjavo zasnove in strukturnih shem nihajne roke.
Kot vsi vemo, različne razporeditve trdih točk zagotavljajo različne vozne lastnosti.Zlasti je treba poudariti, da lahko enaka razporeditev trdnih točk in različne zasnove priključnih točk povzročijo različne stroške.
Obstajajo tri vrste povezav med konstrukcijskimi deli in krogličnimi zgibi: povezava prek standardnih delov (sorniki, matice ali zakovice), interferenčna povezava in integracija.V primerjavi s standardno povezovalno strukturo povezovalna struktura interferenčnega prileganja zmanjša število vrst delov, kot so vijaki, matice, zakovice in drugi deli.Integrirana enodelna povezovalna struktura zmanjša število delov lupine krogličnega zgloba.
Obstajata dve obliki povezave med konstrukcijskim elementom in elastičnim elementom: sprednji in zadnji elastični element sta osno vzporedna in osno pravokotna.Različne metode določajo različne postopke sestavljanja.Na primer, smer stiskanja puše je v isti smeri in pravokotna na telo nihajne roke.Enopostajsko stiskalnico z dvojno glavo je mogoče uporabiti za stiskanje sprednjih in zadnjih puš hkrati, s čimer prihranite delovno silo, opremo in čas;Če je smer namestitve nedosledna (navpična), se lahko uporabi enopostajna dvoglava stiskalnica za zaporedno stiskanje in namestitev puše, s čimer se prihrani delovna sila in oprema;ko je puša zasnovana za stiskanje od znotraj, sta potrebni dve postaji in dve stiskalnici, zaporedoma pritisnite pušo.
