Kääntövarsi sijaitsee yleensä pyörän ja korin välissä, ja se on kuljettajaan liittyvä turvakomponentti, joka välittää voimaa, heikentää tärinän välitystä ja ohjaa suuntaa.
Kääntövarsi sijaitsee yleensä pyörän ja korin välissä, ja se on kuljettajaan liittyvä turvakomponentti, joka välittää voimaa, vähentää tärinän välitystä ja ohjaa suuntaa. Tämä artikkeli esittelee markkinoilla olevan kääntövarren yleisen rakennesuunnittelun sekä vertailee ja analysoi eri rakenteiden vaikutusta prosessiin, laatuun ja hintaan.
Auton alustan jousitus jaetaan karkeasti etu- ja takajousitukseen. Sekä etu- että takajousituksissa on kääntövarret renkaiden ja rungon yhdistämiseksi. Kääntövarret sijaitsevat yleensä pyörien ja rungon välissä.
Ohjauskääntövarren tehtävänä on yhdistää pyörä ja runko, siirtää voimaa, vähentää tärinän välitystä ja ohjata suuntaa. Se on turvakomponentti, johon kuljettaja osallistuu. Jousitusjärjestelmässä on voimaa välittäviä rakenneosia, jolloin pyörät liikkuvat suhteessa runkoon tietyn liikeradan mukaan. Rakenneosat välittävät kuorman, ja koko jousitusjärjestelmä kantaa auton ajo-ominaisuudet.
Auton kääntövarren yhteiset toiminnot ja rakennesuunnittelu
1. Täyttää kuormansiirron, kääntövarren rakenteen ja tekniikan vaatimukset
Useimmat nykyaikaiset autot käyttävät itsenäisiä jousitusjärjestelmiä. Erilaisten rakennemuotojen mukaan itsenäiset ripustusjärjestelmät voidaan jakaa tukivarsityyppiin, takavarsityyppiin, monilenkkityyppiseen, kynttilätyyppiseen ja McPherson-tyyppiin. Poikittaisvarsi ja takavarsi ovat kaksivoimainen rakenne yhdelle varrelle monilenkissä, jossa on kaksi liitoskohtaa. Yleisniveleen on asennettu kaksi kaksivoimaista tankoa tietyssä kulmassa, ja liitoskohtien yhdyslinjat muodostavat kolmion muotoisen rakenteen. MacPhersonin etujousituksen alavarsi on tyypillinen kolmipistekääntövarsi, jossa on kolme liitäntäpistettä. Kolme liitoskohtaa yhdistävä linja on vakaa kolmiorakenne, joka kestää useisiin suuntiin kohdistuvia kuormituksia.
Kaksivoimaisen kääntövarren rakenne on yksinkertainen, ja rakennesuunnittelu määräytyy usein kunkin yrityksen erilaisen ammatillisen osaamisen ja työstömukavuuden mukaan. Esimerkiksi leimattu peltirakenne (katso kuva 1), suunnittelurakenne on yksittäinen teräslevy ilman hitsausta, ja rakenteellinen ontelo on enimmäkseen "I":n muotoinen; peltihitsattu rakenne (katso kuva 2), suunnittelurakenne on hitsattu teräslevy ja rakenteellinen ontelo on enemmän. Se on muotoinen "口"; tai paikallisia vahvistuslevyjä käytetään vaarallisen asennon hitsaamiseen ja vahvistamiseen; teräksen taontakoneen käsittelyrakenne, rakenteellinen ontelo on kiinteä ja muoto on enimmäkseen säädetty alustan asettelun vaatimusten mukaan; alumiinin taontakoneen työstörakenne (katso kuva 3), rakenne Onkalo on kiinteä ja muotovaatimukset ovat samanlaiset kuin teräksen taonta; teräsputkirakenne on rakenteeltaan yksinkertainen ja rakenteellinen ontelo on pyöreä.
Kolmipistekääntövarren rakenne on monimutkainen ja rakennesuunnittelu määräytyy usein OEM:n vaatimusten mukaan. Liikesimulaatioanalyysissä kääntövarsi ei voi häiritä muita osia, ja useimmilla niistä on vähimmäisetäisyysvaatimukset. Esimerkiksi leimattua peltirakennetta käytetään enimmäkseen samaan aikaan, kun peltihitsattu rakenne, anturin johtosarjan reikä tai tukitangon kiertokangen liitäntäkannatin jne. muuttavat kääntövarren rakennetta; rakenteellinen ontelo on edelleen "suun" muotoinen, ja kääntövarren ontelo tulee Suljettu rakenne on parempi kuin sulkematon rakenne. Takomalla koneistettu rakenne, rakenteellinen ontelo on enimmäkseen "I"-muotoinen, jolla on perinteiset vääntö- ja taivutuskestävyysominaisuudet; valukoneistettu rakenne, muoto ja rakenneontelo on enimmäkseen varustettu vahvistavilla rivoilla ja painoa vähentävillä rei'illä valun ominaisuuksien mukaan; ohutlevyn hitsaus Yhdistetty rakenne takon kanssa ajoneuvon alustan sijoittelutilatarpeen vuoksi kuulanivel on integroitu taontaan ja takominen liitetään peltiin; valetun alumiinin työstörakenne tarjoaa paremman materiaalin hyödyntämisen ja tuottavuuden kuin takominen, ja se on ylivoimainen valujen materiaalilujuuteen, mikä on uuden tekniikan sovellus.
2. Vähennä tärinän siirtymistä vartaloon ja joustavan elementin rakennetta kääntövarren liitoskohdassa
Koska tienpinta, jolla auto ajetaan, ei voi olla täysin tasainen, pyöriin vaikuttava tienpinnan pystysuora reaktiovoima on usein vaikuttava, varsinkin ajettaessa suurella nopeudella huonolla tienpinnalla, tämä törmäysvoima aiheuttaa myös kuljettajan tuntea olonsa epämukavaksi. , joustoelementit asennetaan jousitusjärjestelmään ja jäykkä liitos muunnetaan elastiseksi liitokseksi. Kun elastinen elementti on osunut, se synnyttää tärinää, ja jatkuva tärinä saa kuljettajan tuntemaan olonsa epämukavaksi, joten jousitusjärjestelmä tarvitsee vaimennuselementtejä vähentääkseen tärinän amplitudia nopeasti.
Kääntövarren rakennesuunnittelussa liitoskohdat ovat elastinen elementtiliitos ja pallonivelliitos. Elastiset elementit vaimentavat tärinää ja pienentävät pyörimis- ja värähtelyvapausasteita. Kumiholkkeja käytetään usein autojen joustavina komponentteina ja myös hydrauliholkkeja ja ristisaranoita.
Kuva 2 Peltihitsauskääntövarsi
Kumiholkin rakenne on pääosin teräsputki, jonka ulkopuolella on kumia, tai sandwich-rakenne teräsputki-kumi-teräsputki. Sisäinen teräsputki vaatii paineenkesto- ja halkaisijavaatimuksia, ja liukuesteet ovat yleisiä molemmissa päissä. Kumikerros säätää materiaalikaavan ja suunnittelurakenteen erilaisten jäykkyysvaatimusten mukaan.
Uloimmalla teräsrenkaalla on usein sisäänvientikulmavaatimus, mikä edistää puristussovitusta.
Hydrauliholkilla on monimutkainen rakenne, ja se on monimutkainen prosessi ja korkea lisäarvo holkkikategoriassa. Kumissa on onkalo, ja ontelossa on öljyä. Ontelorakenteen suunnittelu suoritetaan läpiviennin suorituskykyvaatimusten mukaisesti. Jos öljyä vuotaa, holkki on vaurioitunut. Hydrauliset holkit voivat tarjota paremman jäykkyyskäyrän, mikä vaikuttaa ajoneuvon yleiseen ajettavuuteen.
Ristisaranalla on monimutkainen rakenne, ja se on yhdistelmäosa kumista ja pallosaranoista. Se voi tarjota paremman kestävyyden kuin holkki, kääntökulma ja kiertokulma, erityinen jäykkyyskäyrä ja täyttää koko ajoneuvon suorituskykyvaatimukset. Vaurioituneet ristisaranat aiheuttavat ääntä ohjaamoon, kun ajoneuvo on liikkeessä.
3. Pyörän liikkeellä kääntöelementin rakennesuunnittelu kääntövarren liitoskohdassa
Epätasainen tienpinta saa pyörät hyppäämään ylös ja alas suhteessa runkoon (runkoon), ja samalla pyörät liikkuvat, kuten kääntyvät, ajetaan suoraan jne., jolloin pyörien liikeradan on täytettävä tietyt vaatimukset. Kääntövarsi ja yleisnivel yhdistetään enimmäkseen pallosaranalla.
Kääntövarren kuulasarana voi tarjota kääntökulman, joka on suurempi kuin ±18°, ja voi tarjota 360°:n kiertokulman. Täyttää täysin pyörän vääntö- ja ohjausvaatimukset. Ja kuulasarana täyttää koko ajoneuvon takuuvaatimukset 2 vuotta tai 60 000 km ja 3 vuotta tai 80 000 km.
Kääntövarren ja kuulasaranan (pallonivelen) välisten eri liitäntämenetelmien mukaan se voidaan jakaa pultti- tai niittiliitokseksi, pallon saranassa on laippa; puristussovitushäiriöliitäntä, pallon saranassa ei ole laippaa; integroitu, kääntövarsi ja kuulasarana Kaikki yhdessä. Yksittäislevyrakenteessa ja monilevyisessä hitsatussa rakenteessa kahta edellistä liitostyyppiä käytetään laajemmin; jälkimmäistä liitostyyppiä, kuten terästaonta, alumiinitaonta ja valurautaa käytetään laajemmin.
Pallon saranan on täytettävä kulutuskestävyys kuormitustilanteessa, koska holkkia suurempi työkulma on korkeampi käyttöikä. Siksi pallon sarana on suunniteltava yhdistelmärakenteeksi, joka sisältää hyvän keinun voitelun sekä pöly- ja vesitiiviin voitelujärjestelmän.
Kuva 3 Alumiinista taottu kääntövarsi
Kääntövarren suunnittelun vaikutus laatuun ja hintaan
1. Laatutekijä: mitä kevyempi, sen parempi
Jousituksen jäykkyyden ja jousitusjousen tukeman massan (jousimassa) määräämä rungon luonnollinen taajuus (tunnetaan myös tärinäjärjestelmän vapaana värähtelytaajuutena) on yksi tärkeimmistä jousitusjärjestelmän suorituskykyindikaattoreista, joka vaikuttaa auton ajomukavuutta. Ihmiskehon käyttämä pystysuuntainen värähtelytaajuus on kehon ylös ja alas liikkumisen taajuus kävelyn aikana, joka on noin 1-1,6 Hz. Kehon luonnollisen taajuuden tulee olla mahdollisimman lähellä tätä taajuusaluetta. Kun jousitusjärjestelmän jäykkyys on vakio, mitä pienempi on jousimassa, sitä pienempi on jousituksen pystysuuntainen muodonmuutos ja sitä suurempi on ominaistaajuus.
Kun pystykuorma on vakio, mitä pienempi on jousituksen jäykkyys, sitä pienempi on auton luonnollinen taajuus ja sitä enemmän tilaa tarvitaan pyörän hyppäämiseen ylös ja alas.
Kun tieolosuhteet ja ajoneuvon nopeus ovat samat, mitä pienempi jousittamaton massa on, sitä pienempi on jousitusjärjestelmään kohdistuva iskukuorma. Jousittamaton massa sisältää pyörän massan, yleisnivelen ja ohjausvarren massan jne.
Yleisesti ottaen alumiinikääntövarrella on kevyin massa ja valurautaisella kääntövarrella suurin massa. Muut ovat siinä välissä.
Koska kääntövarsien massa on enimmäkseen alle 10 kg verrattuna ajoneuvoon, jonka massa on yli 1000 kg, kääntövarren massalla on vain vähän vaikutusta polttoaineenkulutukseen.
2. Hintatekijä: riippuu suunnittelusuunnitelmasta
Mitä enemmän vaatimuksia, sitä korkeammat kustannukset. Olettaen, että kääntövarren rakenteellinen lujuus ja jäykkyys täyttävät vaatimukset, valmistustoleranssivaatimukset, valmistusprosessin vaikeusaste, materiaalityyppi ja saatavuus sekä pintakorroosiovaatimukset vaikuttavat suoraan hintaan. Esimerkiksi korroosionestotekijät: sähkösinkitty pinnoite, pintapassivoimalla ja muilla käsittelyillä, voi saavuttaa noin 144 tuntia; pinnan suojaus on jaettu katodiseen elektroforeettiseen maalipinnoitteeseen, joka voi saavuttaa 240 tunnin korroosionkestävyyden säätämällä pinnoitteen paksuutta ja käsittelymenetelmiä; sinkki-rauta tai sinkki-nikkelipinnoite, joka voi täyttää yli 500 tunnin korroosionestotestin vaatimukset. Korroosiotestivaatimusten kasvaessa osan kustannukset kasvavat.
Kustannuksia voidaan vähentää vertaamalla kääntövarren suunnittelu- ja rakennekaavioita.
Kuten me kaikki tiedämme, erilaiset kovapistejärjestelyt tarjoavat erilaisen ajokyvyn. Erityisesti on syytä huomauttaa, että sama kova pistejärjestely ja erilaiset liitospistemallit voivat aiheuttaa erilaisia kustannuksia.
Rakenneosien ja pallonivelten välillä on kolmenlaisia liitäntöjä: liitäntä vakioosien (pultit, mutterit tai niitit) kautta, häiriösovitusliitäntä ja integrointi. Vakioliitosrakenteeseen verrattuna häiriösovitusrakenne vähentää osien tyyppejä, kuten pultteja, muttereita, niittejä ja muita osia. Integroitu yksiosainen kuin interferenssiliitosrakenne vähentää pallonivelen kuoren osien määrää.
Rakenneosan ja elastisen elementin välillä on kaksi liitosmuotoa: etu- ja takajoustoelementit ovat aksiaalisesti yhdensuuntaiset ja aksiaalisesti kohtisuorat. Erilaiset menetelmät määrittävät erilaiset kokoonpanoprosessit. Esimerkiksi holkin puristussuunta on samassa suunnassa ja kohtisuorassa kääntövarren runkoon nähden. Yksiasemaisella kaksipääpuristimella voidaan puristaa etu- ja takaholkit samanaikaisesti, mikä säästää työvoimaa, laitteita ja aikaa; Jos asennussuunta on epäjohdonmukainen (pystysuora), yksiasemaisella kaksipääpuristimella voidaan puristaa ja asentaa holkki peräkkäin, mikä säästää työvoimaa ja laitteita; kun holkki on suunniteltu puristettavaksi sisäpuolelta, tarvitaan kaksi asemaa ja kaksi puristinta, purista holkki peräkkäin.
