Поворотний важіль зазвичай розташований між колесом і кузовом, і це компонент безпеки, пов’язаний з водієм, який передає силу, послаблює передачу вібрації та контролює напрямок.
Поворотний важіль зазвичай розташований між колесом і корпусом, і це компонент безпеки, пов’язаний з водієм, який передає силу, зменшує передачу вібрації та контролює напрямок. У цій статті представлено загальну структурну конструкцію поворотного важеля на ринку, а також порівняно та проаналізовано вплив різних конструкцій на процес, якість і ціну.
Підвіска шасі автомобіля приблизно поділяється на передню підвіску та задню підвіску. І передня, і задня підвіски мають поворотні важелі для з’єднання коліс і кузова. Поворотні важелі зазвичай розташовані між колесами і кузовом.
Роль направляючого поворотного важеля полягає в тому, щоб з’єднати колесо та раму, передавати зусилля, зменшувати передачу вібрації та контролювати напрямок. Це компонент безпеки, який включає водія. У системі підвіски є елементи конструкції, що передають зусилля, завдяки чому колеса рухаються відносно кузова за певною траєкторією. Деталі конструкції передають навантаження, а вся система підвіски несе керованість автомобіля.
Загальні функції та дизайн конструкції поворотного важеля автомобіля
1. Щоб відповідати вимогам передачі навантаження, конструкції та технології поворотного важеля
Більшість сучасних автомобілів використовують незалежні системи підвіски. Відповідно до різних конструктивних форм незалежні системи підвіски можна розділити на важелі, продольні важелі, багатоважелі, свічки та Макферсон. Поперечна рукоятка та продольна рукоятка є двосторонньою структурою для однієї важелі в багатоважелі з двома точками з’єднання. Дві двосилові тяги зібрані на кардані під певним кутом, а з'єднувальні лінії точок з'єднання утворюють трикутну структуру. Нижній важіль передньої підвіски MacPherson є типовим триточковим поворотним важелем із трьома точками з’єднання. Лінія, що з’єднує три точки з’єднання, є стійкою трикутною конструкцією, здатною витримувати навантаження в кількох напрямках.
Конструкція поворотного важеля з двома силами проста, і структурний дизайн часто визначається відповідно до різних професійних знань і зручності обробки кожної компанії. Наприклад, конструкція з штампованого листового металу (див. Малюнок 1), проектна конструкція являє собою одну сталеву пластину без зварювання, а структурна порожнина здебільшого має форму "I"; зварна конструкція з листового металу (див. рис. 2), проектна конструкція являє собою зварену сталеву пластину, а конструктивна порожнина має форму "口"; або для зварювання та посилення небезпечного положення використовуються пластини місцевого підсилення; структура обробки сталевої кувальної машини, структурна порожнина тверда, а форма в основному регулюється відповідно до вимог до компонування шасі; структура обробки алюмінієвої кувальної машини (див. рис. 3), структура Порожнина суцільна, а вимоги до форми подібні до сталевого кування; структура сталевої труби проста за структурою, а структурна порожнина є круглою.
Конструкція триточкового поворотного важеля є складною, і конструктивний дизайн часто визначається відповідно до вимог OEM. Під час аналізу симуляції руху поворотний важіль не може заважати іншим частинам, і більшість із них мають вимоги щодо мінімальної відстані. Наприклад, штампована конструкція з листового металу в основному використовується одночасно зі зварною конструкцією з листового металу, отвір джгута датчика або кронштейн з’єднання шатуна стабілізатора тощо змінить структуру конструкції поворотного важеля; структурна порожнина все ще має форму «рота», а порожнина поворотного важеля буде. Закрита структура краща, ніж незакрита. Ковальсько-оброблена структура, структурна порожнина в основному має форму "I", яка має традиційні характеристики опору крученню та вигину; оброблена конструкція лиття, форма та структурна порожнина в основному оснащені армуючими ребрами та отворами для зменшення ваги відповідно до характеристик лиття; зварювання листового металу Комбінована конструкція з поковкою, через вимоги до компонування простору шасі автомобіля, кульовий шарнір вбудований у поковку, а поковка з’єднана з листовим металом; Конструкція механічної обробки литого кованого алюмінію забезпечує краще використання матеріалу та продуктивність, ніж кування, і має Це перевершує міцність матеріалу литва, що є застосуванням нової технології.
2. Зменшити передачу вібрації на тіло та структурну конструкцію пружного елемента в точці з’єднання поворотного важеля
Оскільки дорожнє покриття, по якому їде автомобіль, не може бути абсолютно рівним, вертикальна сила реакції дорожнього покриття, що діє на колеса, часто є ударною, особливо під час руху на високій швидкості по поганому дорожньому покриттю, ця сила удару також викликає у водія відчувати дискомфорт. , в систему підвіски встановлюються пружні елементи, а жорстке з'єднання перетворюється на пружне. Після удару пружний елемент створює вібрацію, а безперервна вібрація викликає у водія відчуття дискомфорту, тому системі підвіски потрібні демпферні елементи, щоб швидко зменшити амплітуду вібрації.
Точки з’єднання в структурній конструкції поворотного кронштейна – це з’єднання пружних елементів і з’єднання кульового шарніра. Пружні елементи забезпечують гасіння коливань і малу кількість обертальних і коливальних ступенів свободи. В якості пружних деталей в автомобілях часто використовуються гумові втулки, а також гідравлічні втулки і поперечні петлі.
Малюнок 2 Поворотний кронштейн для зварювання листового металу
Конструкція гумової втулки в основному являє собою сталеву трубу з гумою назовні або сендвіч-структуру сталевої труби-гуми-сталевої труби. Внутрішня сталева труба вимагає стійкості до тиску та вимог до діаметру, а зубці проти ковзання є звичайними на обох кінцях. Гумовий шар регулює формулу матеріалу та структуру конструкції відповідно до різних вимог до жорсткості.
Зовнішнє сталеве кільце часто має вимогу під кутом введення, що сприяє запресовці.
Гідравлічна втулка має складну структуру, і це продукт із складним процесом і високою доданою вартістю в категорії втулок. У гумі є порожнина, а в порожнині масло. Конструкція порожнинної конструкції виконується відповідно до вимог до продуктивності втулки. Якщо масло витікає, втулка пошкоджена. Гідравлічні втулки можуть забезпечити кращу криву жорсткості, що впливає на загальну керованість автомобіля.
Поперечна петля має складну конструкцію і є складовою частиною гумових і кулькових петель. Він може забезпечити кращу довговічність, ніж втулка, кут повороту та кут повороту, спеціальну криву жорсткості та відповідає вимогам до продуктивності всього автомобіля. Пошкоджені поперечні петлі будуть створювати шум в кабіні під час руху автомобіля.
3. З рухом колеса структурна конструкція елемента гойдання в точці з'єднання поворотного важеля
Нерівне покриття дорожнього покриття призводить до того, що колеса стрибають вгору-вниз відносно кузова (рами), і в той же час колеса рухаються, наприклад, повертають, їдуть прямо тощо, вимагаючи від траєкторії руху коліс певних вимог. Поворотний кронштейн і карданний шарнір з’єднані здебільшого шарніром.
Шарнір поворотного важеля може забезпечувати кут повороту понад ±18° і кут обертання 360°. Повністю відповідає вимогам щодо біття коліс і кермового керування. А кульовий шарнір відповідає вимогам гарантії: 2 роки або 60 000 км і 3 роки або 80 000 км на весь автомобіль.
Відповідно до різних методів з’єднання між поворотним важелем і кульовим шарніром (кульовим шарніром), його можна розділити на болтове або заклепкове з’єднання, кульовий шарнір має фланець; затискне з'єднання з натягом, кульовий шарнір не має фланця; інтегрований, поворотний кронштейн і кулькова петля – все в одному. Для однолистової металевої конструкції та багатолистової металевої зварної конструкції більш широко використовуються перші два типи з'єднань; останній тип з'єднання, такий як сталеве кування, алюмінієве кування та чавун, використовується більш широко
Кульковий шарнір повинен відповідати зносостійкості в умовах навантаження, через більший робочий кут, ніж у втулки, вищі вимоги до терміну служби. Таким чином, кульовий шарнір повинен бути розроблений як комбінована конструкція, що включає гарне змащування гойдалки та пило- та водонепроникну систему змащування.
Малюнок 3 Алюмінієвий кований поворотний кронштейн
Вплив конструкції поворотного кронштейна на якість і ціну
1. Фактор якості: чим легше, тим краще
Власна частота кузова (також відома як частота вільних коливань вібраційної системи), яка визначається жорсткістю підвіски та масою, яку підтримує пружина підвіски (рессорна маса), є одним із важливих показників ефективності системи підвіски, який впливає на комфорт їзди автомобіля. Частота вертикальної вібрації, яку використовує тіло людини, — це частота руху тіла вгору та вниз під час ходьби, яка становить приблизно 1-1,6 Гц. Власна частота тіла повинна бути якомога ближчою до цього діапазону частот. Коли жорсткість системи підвіски постійна, чим менше підресорена маса, тим менше вертикальна деформація підвіски і тим вище власна частота.
Коли вертикальне навантаження є постійним, чим менша жорсткість підвіски, тим нижча власна частота автомобіля, і тим більше місця потрібно для стрибка колеса вгору та вниз.
При однакових дорожніх умовах і швидкості автомобіля чим менше непідресорена маса, тим менше ударне навантаження на систему підвіски. Непідресорена маса включає масу колеса, масу карданного шарніра та напрямної важеля тощо.
Загалом алюмінієвий маятник має найменшу масу, а чавунний маятник має найбільшу масу. Інші знаходяться між ними.
Оскільки маса комплекту поворотних важелів здебільшого менше 10 кг, у порівнянні з транспортним засобом із масою понад 1000 кг, маса поворотного важеля мало впливає на споживання палива.
2. Фактор ціни: залежить від проектного плану
Чим більше вимог, тим вище вартість. Виходячи з того, що структурна міцність і жорсткість поворотного важеля відповідають вимогам, вимоги до виробничих допусків, складність виробничого процесу, тип і доступність матеріалу, а також вимоги до корозії поверхні – все це безпосередньо впливає на ціну. Наприклад, антикорозійні фактори: електрооцинковане покриття, завдяки пасивації поверхні та іншим обробкам, може досягти приблизно 144 годин; захист поверхні поділяється на катодне електрофоретичне покриття фарби, яке може досягти 240 годин корозійної стійкості шляхом регулювання товщини покриття та методів обробки; цинк-залізо або цинк-нікелеве покриття, яке може відповідати вимогам антикорозійного випробування понад 500 годин. Із зростанням вимог до випробувань на корозію зростає і вартість деталі.
Зменшити вартість можна, порівнявши конструкцію і схеми конструкції поворотного кронштейна.
Як ми всі знаємо, різні механізми кріплення забезпечують різні характеристики водіння. Зокрема, слід зазначити, що однакове розташування жорстких точок і різні конструкції точок підключення можуть спричинити різні витрати.
Існує три типи з'єднання між конструктивними деталями та кульовими шарнірами: з'єднання через стандартні деталі (болти, гайки або заклепки), з'єднання з натягом і інтеграція. У порівнянні зі стандартною структурою з’єднання, структура з’єднання з натягом зменшує кількість типів деталей, таких як болти, гайки, заклепки та інші частини. Інтегрована цілісна конструкція з’єднання зменшує кількість частин оболонки кульового шарніра.
Існують дві форми з'єднання між конструктивним елементом і пружним елементом: передній і задній пружні елементи є аксіально паралельними і аксіально перпендикулярними. Різні методи визначають різні процеси складання. Наприклад, напрямок пресування втулки знаходиться в тому ж напрямку та перпендикулярно корпусу поворотного важеля. Однопозиційний двоголовковий прес можна використовувати для одночасного запресовування передньої та задньої втулок, заощаджуючи робочу силу, обладнання та час; Якщо напрямок установки непослідовний (вертикальний), можна використовувати одностанційний двоголовковий прес для пресування та встановлення втулки послідовно, заощаджуючи робочу силу та обладнання; коли втулка призначена для запресовування зсередини, потрібні дві станції та два преси, послідовно запресовуючи втулку.
