Lengan ayun biasanya terletak di antara roda dan tubuh, dan merupakan komponen keamanan yang terkait dengan pengemudi yang mentransmisikan gaya, melemahkan transmisi getaran, dan mengontrol arah.
Lengan ayun biasanya terletak di antara roda dan tubuh, dan merupakan komponen keamanan yang terkait dengan pengemudi yang mentransmisikan gaya, mengurangi transmisi getaran, dan mengontrol arah. Artikel ini memperkenalkan desain struktural umum dari lengan ayun di pasaran, dan membandingkan dan menganalisis pengaruh struktur yang berbeda pada proses, kualitas, dan harga.
Suspensi sasis mobil secara kasar dibagi menjadi suspensi depan dan suspensi belakang. Suspensi depan dan belakang memiliki lengan ayun untuk menghubungkan roda dan tubuh. Lengan ayun biasanya terletak di antara roda dan tubuh.
Peran lengan ayun pemandu adalah untuk menghubungkan roda dan bingkai, memindahkan gaya, mengurangi transmisi getaran, dan mengontrol arah. Ini adalah komponen keamanan yang melibatkan pengemudi. Ada bagian-bagian struktural yang mentransmisikan kekuatan dalam sistem suspensi, sehingga roda bergerak relatif terhadap tubuh sesuai dengan lintasan tertentu. Bagian struktural mentransmisikan beban, dan seluruh sistem suspensi menanggung kinerja penanganan mobil.
Fungsi umum dan desain struktur lengan ayun mobil
1. Untuk memenuhi persyaratan transfer beban, desain dan teknologi struktur lengan ayun
Sebagian besar mobil modern menggunakan sistem suspensi independen. Menurut berbagai bentuk struktural, sistem suspensi independen dapat dibagi menjadi tipe wishbone, jenis lengan trailing, jenis multi-link, jenis lilin dan jenis McPherson. Lengan silang dan lengan trailing adalah struktur dua kekuatan untuk satu lengan tunggal di multi-link, dengan dua titik koneksi. Dua batang dua kekuatan dirakit pada sambungan universal pada sudut tertentu, dan garis penghubung dari titik penghubung membentuk struktur segitiga. Lengan bawah suspensi depan MacPherson adalah lengan ayun tiga titik khas dengan tiga titik koneksi. Garis yang menghubungkan tiga titik koneksi adalah struktur segitiga yang stabil yang dapat menahan beban dalam berbagai arah.
Struktur lengan ayun dua kekuatan sederhana, dan desain struktural sering ditentukan sesuai dengan keahlian profesional yang berbeda dan kenyamanan pemrosesan masing-masing perusahaan. Misalnya, struktur logam lembaran yang dicap (lihat Gambar 1), struktur desain adalah pelat baja tunggal tanpa pengelasan, dan rongga struktural sebagian besar dalam bentuk "I"; Struktur lembaran logam yang dilas (lihat Gambar 2), struktur desain adalah pelat baja yang dilas, dan rongga struktural lebih dalam bentuk "口"; atau pelat penguatan lokal digunakan untuk mengelas dan memperkuat posisi berbahaya; Struktur pemrosesan mesin penempaan baja, rongga struktural padat, dan bentuknya sebagian besar disesuaikan sesuai dengan persyaratan tata letak sasis; Struktur pemrosesan mesin penempaan aluminium (lihat Gambar 3), struktur rongga padat, dan persyaratan bentuknya mirip dengan penempaan baja; Struktur pipa baja sederhana dalam struktur, dan rongga struktural melingkar.
Struktur lengan ayun tiga titik rumit, dan desain struktural sering ditentukan sesuai dengan persyaratan OEM. Dalam analisis simulasi gerak, lengan ayun tidak dapat mengganggu bagian lain, dan kebanyakan dari mereka memiliki persyaratan jarak minimum. Misalnya, struktur logam lembaran yang dicap sebagian besar digunakan pada saat yang sama dengan struktur lembaran logam yang dilas, lubang harness sensor atau braket koneksi batang batang penstabil, dll. Akan mengubah struktur desain lengan ayun; Rongga struktural masih dalam bentuk "mulut", dan rongga lengan ayun akan struktur tertutup lebih baik daripada struktur yang tidak tertutup. Struktur mesin menempa, rongga struktural sebagian besar bentuk "I", yang memiliki karakteristik tradisional torsi dan resistensi lentur; Struktur mesin casting, bentuk dan rongga struktural sebagian besar dilengkapi dengan iga penguat dan lubang pereduksi berat sesuai dengan karakteristik casting; Pengelasan logam lembaran struktur gabungan dengan penempaan, karena kebutuhan ruang tata letak sasis kendaraan, sambungan bola diintegrasikan dalam penempaan, dan penempaan terhubung dengan lembaran logam; Struktur pemesinan aluminium yang ditempa oleh cor memberikan pemanfaatan material yang lebih baik dan produktivitas daripada penempaan, dan memiliki lebih unggul daripada kekuatan material coran, yang merupakan penerapan teknologi baru.
2. Kurangi transmisi getaran ke tubuh, dan desain struktural elemen elastis pada titik koneksi lengan ayun
Karena permukaan jalan tempat mobil mengemudi tidak bisa benar -benar datar, kekuatan reaksi vertikal permukaan jalan yang bekerja pada roda sering kali berdampak, terutama ketika mengemudi dengan kecepatan tinggi pada permukaan jalan yang buruk, kekuatan dampak ini juga menyebabkan pengemudi merasa tidak nyaman. , elemen elastis dipasang dalam sistem suspensi, dan koneksi kaku dikonversi menjadi koneksi elastis. Setelah elemen elastis terpengaruh, ia menghasilkan getaran, dan getaran terus menerus membuat pengemudi terasa tidak nyaman, sehingga sistem suspensi membutuhkan elemen redaman untuk mengurangi amplitudo getaran dengan cepat.
Titik koneksi dalam desain struktural lengan ayun adalah koneksi elemen elastis dan koneksi sambungan bola. Elemen elastis memberikan redaman getaran dan sejumlah kecil tingkat kebebasan rotasi dan berosilasi. Bushing karet sering digunakan sebagai komponen elastis pada mobil, dan bushing hidrolik dan engsel silang juga digunakan.
Gambar 2 lengan ayun las logam lembaran
Struktur bushing karet sebagian besar adalah pipa baja dengan karet di luar, atau struktur sandwich pipa baja-baja baja. Pipa baja bagian dalam membutuhkan ketahanan tekanan dan persyaratan diameter, dan gerigi anti-selip adalah umum di kedua ujungnya. Lapisan karet menyesuaikan rumus material dan struktur desain sesuai dengan persyaratan kekakuan yang berbeda.
Cincin baja terluar sering memiliki persyaratan sudut timah, yang kondusif untuk penekan.
Bushing hidrolik memiliki struktur yang kompleks, dan merupakan produk dengan proses yang kompleks dan nilai tambah yang tinggi dalam kategori bushing. Ada rongga di dalam karet, dan ada minyak di rongga. Desain struktur rongga dilakukan sesuai dengan persyaratan kinerja bushing. Jika minyak bocor, bushing rusak. Bushing hidrolik dapat memberikan kurva kekakuan yang lebih baik, mempengaruhi keseluruhan drivability kendaraan.
Engsel silang memiliki struktur yang kompleks dan merupakan bagian komposit dari engsel karet dan bola. Ini dapat memberikan daya tahan yang lebih baik daripada bushing, sudut ayun dan sudut rotasi, kurva kekakuan khusus, dan memenuhi persyaratan kinerja seluruh kendaraan. Engsel silang yang rusak akan menghasilkan kebisingan ke dalam taksi saat kendaraan bergerak.
3. Dengan gerakan roda, desain struktural elemen ayunan pada titik koneksi lengan ayun
Permukaan jalan yang tidak rata menyebabkan roda melompat ke atas dan ke bawah relatif ke tubuh (bingkai), dan pada saat yang sama roda bergerak, seperti berbalik, lurus, dll., Membutuhkan lintasan roda untuk memenuhi persyaratan tertentu. Lengan ayun dan sambungan universal sebagian besar dihubungkan oleh engsel bola.
Engsel bola lengan ayun dapat memberikan sudut ayunan lebih besar dari ± 18 °, dan dapat memberikan sudut rotasi 360 °. Sepenuhnya memenuhi persyaratan runout dan kemudi roda. Dan engsel bola memenuhi persyaratan garansi 2 tahun atau 60.000 km dan 3 tahun atau 80.000 km untuk seluruh kendaraan.
Menurut metode koneksi yang berbeda antara lengan ayun dan engsel bola (sambungan bola), itu dapat dibagi menjadi koneksi baut atau paku keling, engsel bola memiliki flensa; Koneksi interferensi tekan, engsel bola tidak memiliki flensa; Terintegrasi, lengan ayun dan bola engsel semua dalam satu. Untuk struktur logam lembaran tunggal dan struktur las logam multi-lembar, dua jenis koneksi sebelumnya lebih banyak digunakan; Jenis koneksi terakhir seperti penempaan baja, penempaan aluminium dan besi cor lebih banyak digunakan
Engsel bola perlu memenuhi resistensi keausan di bawah kondisi beban, karena sudut kerja yang lebih besar daripada bushing, semakin tinggi persyaratan umur. Oleh karena itu, engsel bola diperlukan untuk dirancang sebagai struktur gabungan, termasuk pelumasan yang baik dari ayunan dan sistem pelumasan tahan air dan tahan air.
Gambar 3 Aluminium Forged Swing Arm
Dampak desain lengan ayun pada kualitas dan harga
1. Faktor Kualitas: Semakin ringan semakin baik
Frekuensi alami tubuh (juga dikenal sebagai frekuensi getaran bebas dari sistem getaran) yang ditentukan oleh kekakuan suspensi dan massa yang didukung oleh pegas suspensi (massa pegas) adalah salah satu indikator kinerja penting dari sistem suspensi yang mempengaruhi kenyamanan pengendaraan mobil. Frekuensi getaran vertikal yang digunakan oleh tubuh manusia adalah frekuensi tubuh yang bergerak ke atas dan ke bawah selama berjalan, yaitu sekitar 1-1.6Hz. Frekuensi alami tubuh harus sedekat mungkin dengan rentang frekuensi ini. Ketika kekakuan sistem suspensi konstan, semakin kecil massa pegas, semakin kecil deformasi vertikal suspensi, dan semakin tinggi frekuensi alami.
Ketika beban vertikal konstan, semakin kecil kekakuan suspensi, semakin rendah frekuensi alami mobil, dan semakin besar ruang yang dibutuhkan roda untuk melompat ke atas dan ke bawah.
Ketika kondisi jalan dan kecepatan kendaraannya sama, semakin kecil massa yang tidak ditutup, semakin kecil beban dampak pada sistem suspensi. Massa yang tidak tertutup termasuk massa roda, sambungan universal dan massa lengan pemandu, dll.
Secara umum, lengan ayun aluminium memiliki massa paling ringan dan lengan ayun besi cor memiliki massa terbesar. Yang lain ada di antaranya.
Karena massa satu set lengan ayun sebagian besar kurang dari 10kg, dibandingkan dengan kendaraan dengan massa lebih dari 1000kg, massa lengan ayun memiliki sedikit efek pada konsumsi bahan bakar.
2. Faktor Harga: Tergantung pada Rencana Desain
Semakin banyak persyaratan, semakin tinggi biayanya. Dengan premis bahwa kekuatan struktural dan kekakuan lengan ayun memenuhi persyaratan, persyaratan toleransi manufaktur, kesulitan proses manufaktur, jenis material dan ketersediaan, dan persyaratan korosi permukaan semua secara langsung mempengaruhi harga. Misalnya, faktor anti-korosi: lapisan elektro-galvanis, melalui pasif permukaan dan perawatan lainnya, dapat mencapai sekitar 144 jam; Perlindungan permukaan dibagi menjadi lapisan cat elektroforetik katodik, yang dapat mencapai resistensi korosi 240 jam melalui penyesuaian ketebalan lapisan dan metode perawatan; Lapisan seng-besi atau seng-nikel, yang dapat memenuhi persyaratan uji anti-korosi lebih dari 500 jam. Ketika persyaratan uji korosi meningkat, demikian juga biaya bagian.
Biaya dapat dikurangi dengan membandingkan skema desain dan struktur lengan ayun.
Seperti yang kita semua tahu, pengaturan titik keras yang berbeda memberikan kinerja mengemudi yang berbeda. Secara khusus, harus ditunjukkan bahwa pengaturan titik keras yang sama dan desain titik koneksi yang berbeda dapat memberikan biaya yang berbeda.
Ada tiga jenis koneksi antara bagian struktural dan sambungan bola: koneksi melalui bagian standar (baut, mur atau paku keling), interferensi kecocokan koneksi dan integrasi. Dibandingkan dengan struktur koneksi standar, struktur koneksi yang sesuai dengan interferensi mengurangi jenis bagian, seperti baut, mur, paku keling, dan bagian lainnya. One-piece yang terintegrasi daripada struktur koneksi kecocokan interferensi mengurangi jumlah bagian dari cangkang sambungan bola bola.
Ada dua bentuk koneksi antara anggota struktural dan elemen elastis: elemen elastis depan dan belakang bersifat paralel secara aksial dan secara aksial tegak lurus. Metode yang berbeda menentukan proses perakitan yang berbeda. Misalnya, arah mendesak bushing berada dalam arah yang sama dan tegak lurus terhadap tubuh lengan ayun. Tekan head ganda stasiun tunggal dapat digunakan untuk menekan bushing depan dan belakang secara bersamaan, menghemat tenaga kerja, peralatan, dan waktu; Jika arah instalasi tidak konsisten (vertikal), tekan double-head satu stasiun dapat digunakan untuk menekan dan memasang bushing secara berturut-turut, menghemat tenaga dan peralatan; Ketika bushing dirancang untuk ditekan dari dalam, dua stasiun dan dua mesin cetak diperlukan, secara berturut-turut menekan bushing.
