Šarnīrsavienojums parasti atrodas starp riteni un korpusu, un tas ir ar vadītāju saistīts drošības elements, kas pārraida spēku, vājina vibrācijas pārraidi un kontrolē virzienu.
Šarnīrsavienojums parasti atrodas starp riteni un korpusu, un tas ir ar vadītāju saistīts drošības elements, kas pārnes spēku, samazina vibrācijas pārnešanu un kontrolē virzienu. Šajā rakstā ir iepazīstināts ar tirgū izplatītāko šūpolesavienojumu konstrukcijas dizainu un salīdzināta un analizēta dažādu konstrukciju ietekme uz procesu, kvalitāti un cenu.
Automašīnas šasijas piekare tiek aptuveni iedalīta priekšējā piekarē un aizmugurējā piekarē. Gan priekšējai, gan aizmugurējai piekarei ir šūpoles sviras, kas savieno riteņus un virsbūvi. Šarnīrsviras parasti atrodas starp riteņiem un virsbūvi.
Vadošās šūpoles loma ir savienot riteni un rāmi, pārnest spēku, samazināt vibrācijas pārnesi un kontrolēt virzienu. Tā ir drošības sastāvdaļa, kurā iesaistīts vadītājs. Piekares sistēmā ir spēku pārnesošas konstrukcijas daļas, lai riteņi pārvietotos attiecībā pret virsbūvi pa noteiktu trajektoriju. Konstrukcijas daļas pārnes slodzi, un visa piekares sistēma nodrošina automašīnas vadāmību.
Automašīnas šūpoles sviras kopīgās funkcijas un konstrukcijas dizains
1. Lai izpildītu slodzes pārneses, šūpoles rokas konstrukcijas projektēšanas un tehnoloģijas prasības
Lielākā daļa mūsdienu automašīnu izmanto neatkarīgas piekares sistēmas. Atkarībā no dažādām konstrukcijas formām neatkarīgās piekares sistēmas var iedalīt trīsstūrveida, gareniskās sviras, daudzsviru, sveču un Makfersona tipa piekarēs. Šķērssvira un gareniskā svira ir divu spēku struktūra vienai daudzsviru svirai ar diviem savienojuma punktiem. Divi divu spēku stieņi ir salikti uz kardāna savienojuma noteiktā leņķī, un savienojuma punktu savienojuma līnijas veido trīsstūrveida struktūru. Makfersona priekšējās piekares apakšējā svira ir tipiska trīspunktu šūpolesvira ar trim savienojuma punktiem. Līnija, kas savieno trīs savienojuma punktus, ir stabila trīsstūrveida struktūra, kas var izturēt slodzes vairākos virzienos.
Divu spēku šūpoles sviras struktūra ir vienkārša, un konstrukcijas dizains bieži tiek noteikts atbilstoši katra uzņēmuma atšķirīgajai profesionālajai pieredzei un apstrādes ērtībām. Piemēram, apzīmogotā lokšņu metāla konstrukcija (sk. 1. attēlu) konstrukcijas struktūra ir viena tērauda plāksne bez metinājuma, un konstrukcijas dobums galvenokārt ir "I" formā; lokšņu metāla metinātā konstrukcija (sk. 2. attēlu) konstrukcijas struktūra ir metināta tērauda plāksne, un konstrukcijas dobums ir vairāk "口" formā; vai lokālas stiegrojuma plāksnes tiek izmantotas, lai metinātu un nostiprinātu bīstamās pozīcijas; tērauda kalšanas mašīnas apstrādes konstrukcijā konstrukcijas dobums ir ciets, un forma galvenokārt tiek pielāgota šasijas izkārtojuma prasībām; alumīnija kalšanas mašīnas apstrādes konstrukcijā (sk. 3. attēlu) dobums ir ciets, un formas prasības ir līdzīgas tērauda kalšanai; tērauda cauruļu konstrukcijas struktūra ir vienkārša, un konstrukcijas dobums ir apaļš.
Trīspunktu šūpoles sviras struktūra ir sarežģīta, un konstrukcijas dizains bieži tiek noteikts atbilstoši oriģinālā aprīkojuma ražotāja (OEM) prasībām. Kustības simulācijas analīzē šūpoles svira nedrīkst traucēt citām detaļām, un lielākajai daļai no tām ir minimālā attāluma prasības. Piemēram, apzīmogota lokšņu metāla konstrukcija lielākoties tiek izmantota vienlaikus ar lokšņu metāla metināto konstrukciju, sensora instalācijas caurums vai stabilizatora stieņa savienojošā stieņa savienojuma kronšteins utt. mainīs šūpoles sviras konstrukcijas struktūru; konstrukcijas dobums joprojām ir "mutes" formā, un šūpoles sviras dobums būs slēgta struktūra ir labāka par atvērtu konstrukciju. Kaltas mehāniski apstrādātas konstrukcijas konstrukcijas dobums lielākoties ir "I" formas, kam ir tradicionālās vērpes un lieces pretestības īpašības; liešanas mehāniski apstrādātas konstrukcijas forma un konstrukcijas dobums lielākoties ir aprīkots ar pastiprinošām ribām un svaru samazinošiem caurumiem atbilstoši liešanas īpašībām; lokšņu metāla metināšana. Kombinētā konstrukcija ar kalumu, ņemot vērā transportlīdzekļa šasijas izkārtojuma telpas prasības, lodveida savienojums ir integrēts kalumā, un kalums ir savienots ar lokšņu metālu; Lietā kaltā alumīnija apstrādes konstrukcija nodrošina labāku materiāla izmantošanu un produktivitāti nekā kalšana, un tai ir pārāka materiāla izturība nekā lējumiem, kas ir jaunu tehnoloģiju pielietošana.
2. Samazināt vibrācijas pārnešanu uz ķermeni un elastīgā elementa konstrukcijas dizainu šūpoles sviras savienojuma punktā
Tā kā ceļa virsma, pa kuru brauc automašīna, nevar būt absolūti līdzena, ceļa virsmas vertikālais reakcijas spēks, kas iedarbojas uz riteņiem, bieži vien ir triecienizturīgs, īpaši braucot lielā ātrumā pa sliktu ceļa virsmu, šis trieciena spēks rada vadītājam arī diskomfortu. , Piekares sistēmā ir uzstādīti elastīgi elementi, un stingrais savienojums tiek pārveidots par elastīgu savienojumu. Pēc trieciena elastīgais elements rada vibrāciju, un nepārtrauktā vibrācija rada vadītājam diskomfortu, tāpēc piekares sistēmai ir nepieciešami slāpēšanas elementi, lai ātri samazinātu vibrācijas amplitūdu.
Šarnīrsavienojuma konstrukcijas savienojuma punkti ir elastīgo elementu savienojums un lodveida šarnīra savienojums. Elastīgie elementi nodrošina vibrāciju slāpēšanu un nelielu skaitu rotācijas un svārstību brīvības pakāpju. Automašīnās kā elastīgas detaļas bieži tiek izmantotas gumijas bukses, tiek izmantotas arī hidrauliskās bukses un šķērsvirziena šarnīri.
2. attēls. Lokšņu metāla metināšanas šūpoles roka
Gumijas bukses struktūra pārsvarā ir tērauda caurule ar gumijas ārējo slāni vai tērauda caurules-gumijas-tērauda caurules sendviča struktūra. Iekšējai tērauda caurulei ir nepieciešamas spiediena izturības un diametra prasības, un abos galos bieži ir pretslīdes robiņi. Gumijas slānis pielāgo materiāla formulu un konstrukcijas struktūru dažādām stingrības prasībām.
Ārējam tērauda gredzenam bieži ir jāievēro ievada leņķis, kas veicina presēšanu.
Hidrauliskajai buksei ir sarežģīta struktūra, un tas ir produkts ar sarežģītu procesu un augstu pievienoto vērtību bukses kategorijā. Gumijā ir dobums, un dobumā ir eļļa. Dobuma struktūras projektēšana tiek veikta atbilstoši bukses veiktspējas prasībām. Ja noplūst eļļa, bukse tiek bojāta. Hidrauliskās bukses var nodrošināt labāku stingrības līkni, kas ietekmē kopējo transportlīdzekļa vadāmību.
Šķērsvirai ir sarežģīta struktūra, un tā ir gumijas un lodīšu eņģu salikta daļa. Tā var nodrošināt labāku izturību nekā bukse, pagrieziena leņķi un rotācijas leņķi, īpašu stingrības līkni un atbilst visa transportlīdzekļa veiktspējas prasībām. Bojātas šķērsviras radīs troksni kabīnē, kad transportlīdzeklis pārvietojas.
3. Ar riteņa kustību mainās šūpoles elementa konstrukcijas dizains šūpoles sviras savienojuma punktā
Nelīdzenā ceļa virsma izraisa riteņu lēkāšanu uz augšu un uz leju attiecībā pret virsbūvi (rāmi), un vienlaikus riteņi pārvietojas, piemēram, pagriežas, brauc taisni utt., tāpēc riteņu trajektorijai ir jāatbilst noteiktām prasībām. Šarnīrsavienojums un kardānais savienojums lielākoties ir savienoti ar lodveida eņģi.
Šarnīrsavienojuma lodveida eņģe var nodrošināt pagrieziena leņķi, kas lielāks par ±18°, un rotācijas leņķi 360°. Pilnībā atbilst riteņu izvirzījuma un stūrēšanas prasībām. Lodveida eņģe atbilst 2 gadu vai 60 000 km un 3 gadu vai 80 000 km garantijas prasībām visam transportlīdzeklim.
Saskaņā ar dažādajām savienojuma metodēm starp šūpoles sviru un lodveida eņģi (lodveida savienojumu), tos var iedalīt skrūvju vai kniedes savienojumos, lodveida eņģei ir atloks; presēšanas savienojumos, lodveida eņģei nav atloka; integrētos savienojumos, šūpoles svira un lodveida eņģe ir viss vienā. Vienas lokšņu metāla konstrukcijām un daudzlokšņu metāla metinātajām konstrukcijām plašāk tiek izmantoti pirmie divi savienojumu veidi; plašāk tiek izmantots pēdējais savienojuma veids, piemēram, tērauda kalšana, alumīnija kalšana un čuguns.
Lodveida eņģei ir jāatbilst nodilumizturības prasībām slodzes apstākļos, jo tās darba leņķis ir lielāks nekā buksei, tāpēc ir nepieciešams ilgāks kalpošanas laiks. Tāpēc lodveida eņģei jābūt konstruētai kā kombinētai konstrukcijai, kas ietver labu šūpoles eļļošanu un putekļu un ūdens necaurlaidīgu eļļošanas sistēmu.
3. attēls. Alumīnija kaltas šūpoles svira
Šarnīrsavienojuma konstrukcijas ietekme uz kvalitāti un cenu
1. Kvalitātes faktors: jo vieglāks, jo labāk
Ķermeņa pašsvārstību frekvence (pazīstama arī kā vibrācijas sistēmas brīvo vibrāciju frekvence), ko nosaka piekares stingrība un masa, ko atbalsta piekares atspere (atsperotā masa), ir viens no svarīgākajiem piekares sistēmas veiktspējas rādītājiem, kas ietekmē automašīnas braukšanas komfortu. Cilvēka ķermeņa izmantotā vertikālā vibrāciju frekvence ir ķermeņa kustības frekvence uz augšu un uz leju ejot, kas ir aptuveni 1–1,6 Hz. Ķermeņa pašsvārstību frekvencei jābūt pēc iespējas tuvākai šim frekvenču diapazonam. Ja piekares sistēmas stingrība ir nemainīga, jo mazāka ir atsperotā masa, jo mazāka ir piekares vertikālā deformācija un jo augstāka ir pašsvārstību frekvence.
Kad vertikālā slodze ir nemainīga, jo mazāka ir piekares stingrība, jo zemāka ir automašīnas dabiskā frekvence un jo lielāka ir vieta, kas nepieciešama riteņa lēkāšanai uz augšu un uz leju.
Ja ceļa apstākļi un transportlīdzekļa ātrums ir vienādi, jo mazāka ir neatsperotā masa, jo mazāka ir trieciena slodze uz piekares sistēmu. Neatsperotā masa ietver riteņu masu, kardāna savienojuma un vadotnes sviras masu utt.
Kopumā alumīnija šūpoles svirai ir visvieglākā masa, bet čuguna šūpoles svirai ir vislielākā masa. Citi modeļi atrodas pa vidu.
Tā kā šūpolesviru komplekta masa lielākoties ir mazāka par 10 kg, salīdzinot ar transportlīdzekli, kura masa pārsniedz 1000 kg, šūpolesviru masai ir maza ietekme uz degvielas patēriņu.
2. Cenas faktors: atkarīgs no dizaina plāna
Jo vairāk prasību, jo augstākas izmaksas. Pieņemot, ka šūpoles sviras konstrukcijas izturība un stingrība atbilst prasībām, ražošanas pielaides prasības, ražošanas procesa sarežģītība, materiāla veids un pieejamība, kā arī virsmas korozijas prasības tieši ietekmē cenu. Piemēram, pretkorozijas faktori: elektrocinkots pārklājums, izmantojot virsmas pasivāciju un citas apstrādes, var sasniegt aptuveni 144 stundas; virsmas aizsardzība tiek iedalīta katodiskajā elektroforētiskajā krāsas pārklājumā, kas var sasniegt 240 stundu korozijas izturību, pielāgojot pārklājuma biezumu un apstrādes metodes; cinka-dzelzs vai cinka-niķeļa pārklājums, kas var atbilst vairāk nekā 500 stundu pretkorozijas testa prasībām. Pieaugot korozijas testa prasībām, pieaug arī detaļas izmaksas.
Izmaksas var samazināt, salīdzinot šūpoles sviras konstrukcijas un struktūras shēmas.
Kā zināms, dažādi savienojuma punktu izvietojumi nodrošina atšķirīgu braukšanas veiktspēju. Jo īpaši jāatzīmē, ka viens un tas pats savienojuma punktu izvietojums un dažādi savienojuma punktu dizaini var nodrošināt dažādas izmaksas.
Pastāv trīs veidu savienojumi starp konstrukcijas daļām un lodveida savienojumiem: savienojums ar standarta detaļām (skrūvēm, uzgriežņiem vai kniedēm), uzspiedes savienojums un integrācija. Salīdzinot ar standarta savienojuma struktūru, uzspiedes savienojuma struktūra samazina detaļu veidu, piemēram, skrūvju, uzgriežņu, kniežu un citu detaļu, skaitu. Integrētā viengabala savienojuma struktūra samazina lodveida savienojuma apvalka daļu skaitu salīdzinājumā ar uzspiedes savienojuma struktūru.
Pastāv divi konstrukcijas elementa un elastīgo elementu savienojuma veidi: priekšējais un aizmugurējais elastīgais elements ir aksiāli paralēli un aksiāli perpendikulāri. Dažādas metodes nosaka atšķirīgus montāžas procesus. Piemēram, bukses presēšanas virziens ir vienā virzienā un perpendikulārs šūpoles sviras korpusam. Vienpozīcijas divgalvu presi var izmantot, lai vienlaikus presētu priekšējās un aizmugurējās bukses, ietaupot darbaspēku, aprīkojumu un laiku; ja uzstādīšanas virziens ir nekonsekvents (vertikāls), vienpozīcijas divgalvu presi var izmantot, lai secīgi presētu un uzstādītu buksi, ietaupot darbaspēku un aprīkojumu; ja bukse ir paredzēta presēšanai no iekšpuses, ir nepieciešamas divas stacijas un divas preses, lai secīgi presētu buksi.
