Zakretna ruka obično se nalazi između kotača i karoserije i sigurnosna je komponenta vezana uz vozača koja prenosi silu, slabi prijenos vibracija i kontrolira smjer.
Zakretna ruka obično se nalazi između kotača i karoserije i sigurnosna je komponenta povezana s vozačem koja prenosi silu, smanjuje prijenos vibracija i kontrolira smjer. Ovaj članak predstavlja uobičajeni strukturni dizajn zakretne ruke na tržištu, te uspoređuje i analizira utjecaj različitih struktura na proces, kvalitetu i cijenu.
Ovjes šasije automobila grubo se dijeli na prednji ovjes i stražnji ovjes. I prednji i stražnji ovjes imaju zakretne ruke za povezivanje kotača i karoserije. Zakretne ruke obično se nalaze između kotača i karoserije.
Uloga vodeće zakretne ruke je povezivanje kotača i okvira, prijenos sile, smanjenje prijenosa vibracija i kontrola smjera. To je sigurnosna komponenta koja uključuje vozača. U sustavu ovjesa postoje strukturni dijelovi za prijenos sile, tako da se kotači kreću u odnosu na tijelo prema određenoj putanji. Strukturni dijelovi prenose opterećenje, a cijeli sustav ovjesa nosi upravljivost automobila.
Zajedničke funkcije i konstrukcija zakretne ruke automobila
1. Kako bi se zadovoljili zahtjevi prijenosa opterećenja, konstrukcija i tehnologija zakretne ruke
Većina modernih automobila koristi neovisne sustave ovjesa. Sukladno različitim strukturnim oblicima, neovisni sustavi ovjesa mogu se podijeliti na tip poprečne poluge, tip stražnje ruke, tip s više karika, tip svijeće i tip McPherson. Poprečni krak i prateći krak su struktura s dvije sile za jedan krak u multilinku, s dvije spojne točke. Na kardanskom zglobu pod određenim kutom sastavljene su dvije dvosilične šipke, a spojne linije spojnih točaka tvore trokutastu strukturu. MacPherson donji krak prednjeg ovjesa tipičan je zakretni krak s tri točke spajanja. Linija koja povezuje tri spojne točke stabilna je trokutasta struktura koja može izdržati opterećenja u više smjerova.
Struktura zakretne ruke s dvije sile je jednostavna, a strukturni dizajn često se određuje prema različitim stručnim znanjima i pogodnostima obrade svake tvrtke. Na primjer, konstrukcija od utisnutog lima (vidi sliku 1), konstrukcijska struktura je jedna čelična ploča bez zavarivanja, a strukturna šupljina je uglavnom u obliku "I"; zavarena struktura od lima (vidi sliku 2), projektirana struktura je zavarena čelična ploča, a strukturna šupljina je više Ona je u obliku "口"; ili se koriste lokalne armaturne ploče za zavarivanje i ojačavanje opasnog položaja; struktura stroja za obradu čelika za kovanje, strukturna šupljina je čvrsta, a oblik se uglavnom prilagođava prema zahtjevima rasporeda šasije; struktura obrade stroja za kovanje aluminija (vidi sliku 3), struktura Šupljina je čvrsta, a zahtjevi za oblikom slični su kovanju čelika; struktura čelične cijevi je jednostavne strukture, a strukturna šupljina je kružna.
Struktura zakretne ruke s tri točke je komplicirana, a konstrukcijski dizajn često se određuje prema zahtjevima OEM-a. U analizi simulacije kretanja, zakretna ruka ne može ometati druge dijelove, a većina njih ima zahtjeve za minimalnu udaljenost. Na primjer, konstrukcija od utisnutog lima uglavnom se koristi u isto vrijeme kao i zavarena konstrukcija od lima, rupa za kabelski svežanj senzora ili priključni nosač klipnjače stabilizatorske šipke, itd. promijenit će konstrukcijsku strukturu zakretne ruke; strukturna šupljina je još uvijek u obliku "usta", a šupljina zakretne ruke će Zatvorena struktura je bolja od nezatvorene strukture. Kovanje strojno obrađene strukture, strukturna šupljina je uglavnom "I" oblika, koji ima tradicionalne karakteristike otpora na torziju i savijanje; strojno obrađena struktura lijevanja, oblik i strukturna šupljina uglavnom su opremljeni rebrima za pojačanje i rupama za smanjenje težine prema karakteristikama lijevanja; zavarivanje lima Kombinirana konstrukcija s otkovkom, zbog prostornih zahtjeva šasije vozila, kuglasti zglob je integriran u otkovak, a otkovak je povezan s limom; struktura strojne obrade od lijevanog kovanog aluminija omogućuje bolju iskoristivost materijala i produktivnost od kovanja, te je superiornija od čvrstoće materijala odljevaka, što je primjena nove tehnologije.
2. Smanjite prijenos vibracija na tijelo i strukturni dizajn elastičnog elementa na spojnoj točki zakretne ruke
Budući da površina ceste po kojoj se automobil vozi ne može biti apsolutno ravna, vertikalna sila reakcije površine ceste koja djeluje na kotače često je udarna, osobito kada se vozi velikom brzinom po lošoj površini ceste, ova sila udarca također uzrokuje vozaču osjećati se neugodno. , u sustav ovjesa ugrađeni su elastični elementi, a kruta veza se pretvara u elastičnu vezu. Nakon udarca elastični element stvara vibracije, a kontinuirane vibracije uzrokuju nelagodu kod vozača, tako da su sustavu ovjesa potrebni elementi za prigušivanje kako bi se brzo smanjila amplituda vibracija.
Spojne točke u konstrukcijskom dizajnu zakretne ruke su spoj elastičnog elementa i spoj kuglastog zgloba. Elastični elementi osiguravaju prigušenje vibracija i mali broj rotacijskih i oscilirajućih stupnjeva slobode. Kao elastične komponente u automobilima često se koriste gumene čahure, a koriste se i hidraulične čahure i križni zglobovi.
Slika 2 Zakretna ruka za zavarivanje lima
Struktura gumene čahure uglavnom je čelična cijev s gumom izvana ili sendvič struktura čelična cijev-guma-čelična cijev. Unutarnja čelična cijev zahtijeva otpornost na pritisak i zahtjeve za promjerom, a nazubljenja protiv klizanja uobičajena su na oba kraja. Gumeni sloj prilagođava formulu materijala i strukturu dizajna prema različitim zahtjevima krutosti.
Najudaljeniji čelični prsten često ima zahtjev za uvodnim kutom, što je pogodno za prešanje.
Hidraulična čahura ima složenu strukturu, proizvod je sa složenim procesom i visokom dodanom vrijednošću u kategoriji čahura. U gumi je šupljina, au šupljini je ulje. Dizajn strukture šupljine izvodi se prema zahtjevima izvedbe čahure. Ako ulje curi, čahura je oštećena. Hidraulične čahure mogu pružiti bolju krivulju krutosti, utječući na ukupnu upravljivost vozila.
Križni zglob ima složenu strukturu i kompozitni je dio gumenih i kuglastih šarki. Može pružiti bolju izdržljivost od čahure, kut zakretanja i kut rotacije, posebnu krivulju krutosti i zadovoljiti zahtjeve performansi cijelog vozila. Oštećene poprečne šarke stvarat će buku u kabini kada je vozilo u pokretu.
3. S kretanjem kotača, strukturni dizajn zakretnog elementa na spojnoj točki zakretne ruke
Neravna površina ceste uzrokuje skakanje kotača gore-dolje u odnosu na karoseriju (okvir), au isto vrijeme se kotači pomiču, kao što su skretanje, kretanje ravno itd., zahtijevajući da putanja kotača ispuni određene zahtjeve. Zakretna ruka i univerzalni zglob uglavnom su povezani kuglastim zglobom.
Kuglični zglob zakretne ruke može osigurati kut zakretanja veći od ±18° i može pružiti kut rotacije od 360°. U potpunosti zadovoljava zahtjeve za otkazivanje kotača i upravljanje. A kuglasta šarka ispunjava uvjete jamstva od 2 godine ili 60.000 km i 3 godine ili 80.000 km za cijelo vozilo.
Prema različitim metodama povezivanja između zakretne ruke i kugličnog zgloba (kuglasti zglob), može se podijeliti na spoj vijcima ili zakovicama, kuglasti zglob ima prirubnicu; interferentni spoj utiskom, kuglasti zglob nema prirubnicu; integrirani, zakretna ruka i kuglasti zglob Sve u jednom. Za konstrukciju od jednog lima i zavarenu konstrukciju od više limova, prve dvije vrste veza se više koriste; potonja vrsta veze kao što je kovanje čelika, aluminija i lijevanog željeza se više koristi
Kuglasta šarka treba zadovoljiti otpornost na habanje pod opterećenjem, zbog većeg radnog kuta od čahure, što je veći životni zahtjev. Stoga se kuglasti zglob mora dizajnirati kao kombinirana struktura, uključujući dobro podmazivanje ljuljačke i sustav podmazivanja otporan na prašinu i vodu.
Slika 3 Kovani zakretni krak od aluminija
Utjecaj dizajna zakretne ruke na kvalitetu i cijenu
1. Faktor kvalitete: što lakši to bolji
Prirodna frekvencija karoserije (također poznata kao frekvencija slobodnih vibracija sustava vibracija) određena krutošću ovjesa i masom koju podupire opruga ovjesa (opružna masa) jedan je od važnih pokazatelja performansi sustava ovjesa koji utječe na udobnost vožnje automobila. Vertikalna frekvencija vibracije koju koristi ljudsko tijelo je frekvencija kretanja tijela gore-dolje tijekom hodanja, koja je oko 1-1,6Hz. Prirodna frekvencija tijela trebala bi biti što bliža ovom frekvencijskom rasponu. Kada je krutost sustava ovjesa konstantna, što je manja opružna masa, to je manja vertikalna deformacija ovjesa, a veća je vlastita frekvencija.
Kada je okomito opterećenje konstantno, što je manja krutost ovjesa, to je niža prirodna frekvencija automobila i veći je prostor potreban za skakanje kotača gore-dolje.
Kada su uvjeti na cesti i brzina vozila jednaki, što je manja masa bez opruge, to je manje udarno opterećenje na sustav ovjesa. Neopružena masa uključuje masu kotača, kardanski zglob i masu vodeće ruke itd.
Općenito, aluminijska zakretna ruka ima najmanju masu, a zakretna ruka od lijevanog željeza ima najveću masu. Drugi su između.
Budući da je masa kompleta zakretnih krakova uglavnom manja od 10 kg, u usporedbi s vozilom čija je masa veća od 1000 kg, masa zakretnih krakova ima mali utjecaj na potrošnju goriva.
2. Faktor cijene: ovisi o planu dizajna
Što je više zahtjeva, to je veći trošak. Na pretpostavci da strukturna čvrstoća i krutost zakretne ruke ispunjavaju zahtjeve, zahtjevi proizvodne tolerancije, poteškoće proizvodnog procesa, vrsta materijala i dostupnost te zahtjevi površinske korozije izravno utječu na cijenu. Na primjer, čimbenici protiv korozije: elektro-pocinčani premaz, pasivizacijom površine i drugim tretmanima, može postići oko 144 sata; površinska zaštita podijeljena je na katodni elektroforetski premaz bojom, koji može postići otpornost na koroziju od 240 sati prilagodbom debljine premaza i metoda obrade; cink-željezo ili cink-nikl premaz, koji može zadovoljiti zahtjeve ispitivanja protiv korozije od više od 500 sati. Kako se zahtjevi ispitivanja korozije povećavaju, tako raste i cijena dijela.
Trošak se može smanjiti usporedbom dizajna i strukturnih shema zakretne ruke.
Kao što svi znamo, različiti rasporedi tvrdih točaka osiguravaju različite performanse vožnje. Posebno treba istaknuti da isti raspored čvrstih točaka i različiti dizajni priključnih točaka mogu uzrokovati različite troškove.
Postoje tri vrste spojeva između konstrukcijskih dijelova i kuglastih zglobova: spoj preko standardnih dijelova (vijci, matice ili zakovice), interferentni spoj i integracija. U usporedbi sa standardnom spojnom strukturom, spojna struktura interferentnog pristajanja smanjuje vrste dijelova, kao što su vijci, matice, zakovice i drugi dijelovi. Integrirana jednodijelna struktura spoja s interferencijskim pristajanjem smanjuje broj dijelova ljuske zgloba kuglastog zgloba.
Postoje dva oblika veze između konstrukcijskog elementa i elastičnog elementa: prednji i stražnji elastični elementi su aksijalno paralelni i aksijalno okomiti. Različite metode određuju različite procese montaže. Na primjer, smjer pritiskanja čahure je u istom smjeru i okomito na tijelo zakretne ruke. Preša s jednom stanicom i dvije glave može se koristiti za utiskivanje prednjih i stražnjih čahura u isto vrijeme, štedeći radnu snagu, opremu i vrijeme; Ako smjer ugradnje nije dosljedan (vertikalno), može se koristiti preša s jednom stanicom i dvije glave za uzastopno prešanje i ugradnju čahure, štedeći radnu snagu i opremu; kada je čahura dizajnirana da se utisne iznutra, potrebne su dvije stanice i dvije preše, uzastopno utisnite čahuru.
