Wahacz znajduje się zazwyczaj pomiędzy kołem a nadwoziem. Jest to element bezpieczeństwa związany z kierowcą, który przenosi siłę, osłabia przenoszenie drgań i kontroluje kierunek jazdy.
Wahacz jest zwykle umieszczony między kołem a nadwoziem i jest elementem bezpieczeństwa związanym z kierowcą, który przenosi siłę, zmniejsza przenoszenie drgań i kontroluje kierunek. W tym artykule przedstawiono powszechną konstrukcję wahacza na rynku oraz porównano i przeanalizowano wpływ różnych konstrukcji na proces, jakość i cenę.
Zawieszenie podwozia samochodu można podzielić na zawieszenie przednie i zawieszenie tylne. Zarówno zawieszenie przednie, jak i tylne mają wahacze łączące koła z nadwoziem. Wahacze są zazwyczaj umieszczone między kołami a nadwoziem.
Rolą wahacza prowadzącego jest połączenie koła z ramą, przenoszenie siły, redukcja przenoszenia drgań i kontrola kierunku. Jest to element bezpieczeństwa, w który zaangażowany jest kierowca. W układzie zawieszenia znajdują się przenoszące siłę części konstrukcyjne, dzięki czemu koła poruszają się względem nadwozia zgodnie z określoną trajektorią. Części konstrukcyjne przenoszą obciążenie, a cały układ zawieszenia odpowiada za właściwości jezdne samochodu.
Wspólne funkcje i konstrukcja wahacza samochodowego
1. Aby spełnić wymagania dotyczące przenoszenia obciążeń, konstrukcji i technologii ramienia obrotowego
Większość nowoczesnych samochodów wykorzystuje niezależne układy zawieszenia. Ze względu na różne formy konstrukcyjne, niezależne układy zawieszenia można podzielić na wahacze, wahacze wleczone, wahacze wielowahaczowe, świecowe i typu McPhersona. Wahacz poprzeczny i wahacz wleczony to konstrukcja dwusiłowa dla pojedynczego wahacza w układzie wielowahaczowym, z dwoma punktami połączenia. Dwa drążki dwusiłowe są montowane na przegubie uniwersalnym pod pewnym kątem, a linie łączące punktów połączenia tworzą trójkątną strukturę. Dolne ramię przedniego zawieszenia MacPhersona to typowy wahacz trzypunktowy z trzema punktami połączenia. Linia łącząca trzy punkty połączenia to stabilna trójkątna struktura, która może wytrzymać obciążenia w wielu kierunkach.
Struktura dwusiłowego wahacza jest prosta, a projekt konstrukcyjny jest często określany zgodnie z różnymi profesjonalnymi umiejętnościami i wygodą przetwarzania każdej firmy. Na przykład, tłoczona struktura z blachy (patrz rysunek 1), struktura projektowa jest pojedynczą płytą stalową bez spawania, a wnęka konstrukcyjna ma głównie kształt „I”; spawana struktura z blachy (patrz rysunek 2), struktura projektowa jest spawaną płytą stalową, a wnęka konstrukcyjna ma więcej Ma kształt „口”; lub lokalne płyty wzmacniające są używane do spawania i wzmacniania niebezpiecznej pozycji; struktura przetwarzania maszyny do kucia stali, wnęka konstrukcyjna jest solidna, a kształt jest w większości dostosowywany zgodnie z wymaganiami układu podwozia; struktura przetwarzania maszyny do kucia aluminium (patrz rysunek 3), struktura Wnęka jest solidna, a wymagania dotyczące kształtu są podobne do kucia stali; struktura rury stalowej ma prostą strukturę, a wnęka konstrukcyjna jest okrągła.
Struktura trzypunktowego wahacza jest skomplikowana, a projekt konstrukcyjny jest często określany zgodnie z wymaganiami producenta OEM. W analizie symulacji ruchu wahacz nie może kolidować z innymi częściami, a większość z nich ma minimalne wymagania dotyczące odległości. Na przykład tłoczona struktura z blachy jest najczęściej używana w tym samym czasie, co spawana konstrukcja z blachy, otwór wiązki czujników lub wspornik połączenia drążka stabilizatora itp. zmienią strukturę konstrukcyjną wahacza; wnęka konstrukcyjna ma nadal kształt „ust”, a wnęka wahacza będzie Zamknięta struktura jest lepsza niż struktura niezamknięta. Kucie obrabianej konstrukcji, wnęka konstrukcyjna ma głównie kształt „I”, który ma tradycyjne cechy odporności na skręcanie i zginanie; odlewana obrabiana konstrukcja, kształt i wnęka konstrukcyjna są przeważnie wyposażone w żebra wzmacniające i otwory redukujące wagę zgodnie z cechami odlewu; spawanie blach Połączona konstrukcja z odkuwką, ze względu na wymagania dotyczące przestrzeni układu podwozia pojazdu, przegub kulowy jest zintegrowany z odkuwką, a odkuwka jest połączona z blachą; odlewana i kuta struktura aluminiowa zapewnia lepsze wykorzystanie materiału i wydajność niż kucie, a także ma lepszą wytrzymałość materiału od odlewów, co jest efektem zastosowania nowej technologii.
2. Zmniejszenie przenoszenia drgań na nadwozie i konstrukcja elementu sprężystego w punkcie połączenia wahacza
Ponieważ nawierzchnia drogi, po której porusza się samochód, nie może być całkowicie płaska, pionowa siła reakcji nawierzchni drogi działająca na koła jest często uderzająca, szczególnie podczas jazdy z dużą prędkością po złej nawierzchni drogi, ta siła uderzenia powoduje również, że kierowca czuje się niekomfortowo. W układzie zawieszenia montowane są elementy sprężyste, a sztywne połączenie jest przekształcane w połączenie sprężyste. Po uderzeniu elementu sprężystego generuje on drgania, a ciągłe drgania sprawiają, że kierowca czuje się niekomfortowo, więc układ zawieszenia potrzebuje elementów tłumiących, aby szybko zmniejszyć amplitudę drgań.
Punkty połączeń w konstrukcji wahacza to połączenie elementów sprężystych i połączenie przegubu kulowego. Elementy sprężyste zapewniają tłumienie drgań i niewielką liczbę stopni swobody obrotowej i oscylacyjnej. Tuleje gumowe są często stosowane jako elementy sprężyste w samochodach, a także tuleje hydrauliczne i zawiasy poprzeczne.
Rysunek 2 Ramię obrotowe do spawania blachy
Struktura tulei gumowej to głównie stalowa rura z gumą na zewnątrz lub struktura warstwowa stalowa rura-guma-stalowa rura. Wewnętrzna stalowa rura wymaga odporności na ciśnienie i wymagań dotyczących średnicy, a antypoślizgowe ząbki są powszechne na obu końcach. Warstwa gumowa dostosowuje formułę materiału i strukturę projektu zgodnie z różnymi wymaganiami dotyczącymi sztywności.
Najbardziej zewnętrzny pierścień stalowy często wymaga pewnego kąta wprowadzania, co ułatwia wciskanie.
Tuleja hydrauliczna ma złożoną strukturę i jest produktem o złożonym procesie i wysokiej wartości dodanej w kategorii tulei. W gumie znajduje się wnęka, a w niej olej. Konstrukcja wnęki jest projektowana zgodnie z wymaganiami wydajnościowymi tulei. Jeśli wycieka olej, tuleja ulega uszkodzeniu. Tuleje hydrauliczne mogą zapewnić lepszą krzywą sztywności, co wpływa na ogólną sterowność pojazdu.
Zawias poprzeczny ma złożoną strukturę i jest częścią kompozytową zawiasów gumowych i kulowych. Może zapewnić lepszą trwałość niż tuleja, kąt wychylenia i kąt obrotu, specjalną krzywą sztywności i spełnić wymagania wydajnościowe całego pojazdu. Uszkodzone zawiasy poprzeczne będą generować hałas w kabinie, gdy pojazd jest w ruchu.
3. Wraz z ruchem koła następuje zmiana konstrukcji elementu wahadłowego w punkcie połączenia wahacza
Nierówna nawierzchnia drogi powoduje, że koła podskakują w górę i w dół względem nadwozia (ramki), a jednocześnie koła się poruszają, np. skręcając, jadąc prosto itp., co wymaga, aby trajektoria kół spełniała określone wymagania. Wahacz i przegub krzyżakowy są w większości połączone za pomocą przegubu kulowego.
Zawias kulowy wahacza może zapewnić kąt wychylenia większy niż ±18° i może zapewnić kąt obrotu 360°. W pełni spełnia wymagania dotyczące bicia kół i kierowania. Zawias kulowy spełnia wymagania gwarancji 2 lata lub 60 000 km i 3 lata lub 80 000 km dla całego pojazdu.
Zgodnie z różnymi metodami połączenia między wahaczem a przegubem kulowym (przegubem kulowym) można je podzielić na połączenie śrubowe lub nitowe, wahacz kulowy ma kołnierz; połączenie wciskane z interferencją, wahacz kulowy nie ma kołnierza; zintegrowane, wahacz i wahacz kulowy Wszystko w jednym. W przypadku pojedynczej konstrukcji z blachy i spawanej konstrukcji z wielu blach, dwa pierwsze typy połączeń są szerzej stosowane; drugi typ połączenia, taki jak kucie stali, kucie aluminium i żeliwo, jest szerzej stosowany
Zawias kulowy musi spełniać wymagania odporności na zużycie w warunkach obciążenia, ze względu na większy kąt roboczy niż tuleja, co zwiększa wymagania dotyczące żywotności. Dlatego zawias kulowy musi być zaprojektowany jako konstrukcja łączona, obejmująca dobre smarowanie wahadła oraz pyłoszczelny i wodoodporny system smarowania.
Rysunek 3. Aluminiowe kute ramię wahacza
Wpływ konstrukcji wahacza na jakość i cenę
1. Czynnik jakości: im lżejszy tym lepszy
Częstotliwość drgań własnych ciała (znana również jako częstotliwość drgań swobodnych układu wibracyjnego) określona przez sztywność zawieszenia i masę podpartą przez sprężynę zawieszenia (masa resorowana) jest jednym z ważnych wskaźników wydajności układu zawieszenia, który wpływa na komfort jazdy samochodem. Pionowa częstotliwość drgań wykorzystywana przez ludzkie ciało to częstotliwość ciała poruszającego się w górę i w dół podczas chodzenia, która wynosi około 1-1,6 Hz. Naturalna częstotliwość ciała powinna być jak najbliższa temu zakresowi częstotliwości. Gdy sztywność układu zawieszenia jest stała, im mniejsza masa resorowana, tym mniejsze odkształcenie pionowe zawieszenia i tym wyższa częstotliwość drgań własnych.
Gdy obciążenie pionowe jest stałe, im mniejsza sztywność zawieszenia, tym niższa częstotliwość drgań własnych samochodu i tym więcej miejsca potrzeba na podskakiwanie koła w górę i w dół.
Gdy warunki drogowe i prędkość pojazdu są takie same, im mniejsza masa nieresorowana, tym mniejsze obciążenie udarowe układu zawieszenia. Masa nieresorowana obejmuje masę koła, masę przegubu uniwersalnego i masę ramienia prowadzącego itp.
Ogólnie rzecz biorąc, wahacz aluminiowy ma najlżejszą masę, a wahacz żeliwny ma największą masę. Pozostałe są pomiędzy.
Ponieważ masa zestawu wahaczy wynosi zazwyczaj mniej niż 10 kg, w porównaniu z pojazdem o masie przekraczającej 1000 kg, masa wahacza ma niewielki wpływ na zużycie paliwa.
2. Czynnik cenowy: zależy od planu projektu
Im więcej wymagań, tym wyższy koszt. Zakładając, że wytrzymałość konstrukcyjna i sztywność wahacza spełniają wymagania, wymagania dotyczące tolerancji produkcyjnej, trudność procesu produkcyjnego, rodzaj i dostępność materiału oraz wymagania dotyczące korozji powierzchni bezpośrednio wpływają na cenę. Na przykład czynniki antykorozyjne: powłoka ocynkowana elektrolitycznie, poprzez pasywację powierzchni i inne obróbki, może osiągnąć około 144h; ochrona powierzchni jest podzielona na katodową powłokę farby elektroforetycznej, która może osiągnąć 240h odporności na korozję poprzez dostosowanie grubości powłoki i metod obróbki; powłoka cynkowo-żelazowa lub cynkowo-niklowa, która może spełnić wymagania testu antykorozyjnego wynoszące ponad 500h. Wraz ze wzrostem wymagań testu korozji, rośnie również koszt części.
Koszt można obniżyć porównując schematy konstrukcyjne i konstrukcyjne ramienia wahacza.
Jak wszyscy wiemy, różne układy punktów twardych zapewniają różne osiągi jazdy. W szczególności należy zauważyć, że ten sam układ punktów twardych i różne projekty punktów połączeń mogą zapewniać różne koszty.
Istnieją trzy rodzaje połączeń między elementami konstrukcyjnymi a przegubami kulowymi: połączenie za pomocą standardowych części (śrub, nakrętek lub nitów), połączenie z wciskiem i integracja. W porównaniu ze standardową strukturą połączenia, struktura połączenia z wciskiem zmniejsza liczbę typów części, takich jak śruby, nakrętki, nity i inne części. Zintegrowana jednoczęściowa struktura połączenia niż struktura połączenia z wciskiem zmniejsza liczbę części powłoki przegubu kulowego.
Istnieją dwie formy połączenia między elementem konstrukcyjnym a elementem sprężystym: przednie i tylne elementy sprężyste są osiowo równoległe i osiowo prostopadłe. Różne metody określają różne procesy montażu. Na przykład kierunek prasowania tulei jest w tym samym kierunku i prostopadły do korpusu wahacza. Prasa dwugłowicowa jednostanowiskowa może być używana do jednoczesnego wciskania przednich i tylnych tulei, oszczędzając siłę roboczą, sprzęt i czas; Jeśli kierunek instalacji jest niespójny (pionowy), prasa dwugłowicowa jednostanowiskowa może być używana do prasowania i instalowania tulei kolejno, oszczędzając siłę roboczą i sprzęt; gdy tuleja jest zaprojektowana tak, aby była wciskana od wewnątrz, wymagane są dwie stacje i dwie prasy, aby kolejno wciskać tuleję.
