Salınım kolu genellikle tekerlek ile gövde arasında bulunur ve kuvvet ileten, titreşim iletimini zayıflatan, yönü kontrol eden, sürücüye bağlı bir emniyet bileşenidir.
Salınım kolu genellikle tekerlek ile gövde arasında bulunur ve kuvvet ileten, titreşim iletimini azaltan, yönü kontrol eden, sürücüye bağlı bir emniyet bileşenidir. Bu makale, döner kolun piyasadaki ortak yapısal tasarımını tanıtmakta ve farklı yapıların süreç, kalite ve fiyat üzerindeki etkisini karşılaştırıp analiz etmektedir.
Araba şasi süspansiyonu kabaca ön süspansiyon ve arka süspansiyona bölünmüştür. Hem ön hem de arka süspansiyonlarda tekerlekleri ve gövdeyi birbirine bağlamak için döner kollar bulunur. Sallanır kollar genellikle tekerlekler ile gövde arasında bulunur.
Kılavuz salınım kolunun rolü, tekerleği ve çerçeveyi bağlamak, kuvveti iletmek, titreşim iletimini azaltmak ve yönü kontrol etmektir. Sürücüyü ilgilendiren bir güvenlik bileşenidir. Süspansiyon sisteminde kuvvet ileten yapısal parçalar bulunur, böylece tekerlekler gövdeye göre belirli bir yörüngeye göre hareket eder. Yapısal parçalar yükü iletir ve tüm süspansiyon sistemi otomobilin yol tutuş performansını taşır.
Araba salıncak kolunun ortak fonksiyonları ve yapı tasarımı
1. Yük aktarımı, döner kol yapısı tasarımı ve teknolojisinin gereksinimlerini karşılamak
Modern otomobillerin çoğu bağımsız süspansiyon sistemleri kullanır. Farklı yapısal formlara göre bağımsız süspansiyon sistemleri salıncaklı tip, arka kol tipi, çoklu bağlantılı tip, mum tipi ve McPherson tipine ayrılabilir. Çapraz kol ve arka kol, çoklu bağlantıdaki tek bir kol için iki bağlantı noktasına sahip, iki kuvvetli bir yapıdır. Üniversal mafsal üzerine belirli bir açıyla iki adet iki kuvvetli çubuk monte edilir ve bağlantı noktalarının bağlantı hatları üçgen bir yapı oluşturur. MacPherson ön süspansiyon alt kolu, üç bağlantı noktasına sahip tipik bir üç noktalı salıncak koludur. Üç bağlantı noktasını birbirine bağlayan hat, birden fazla yöndeki yüklere dayanabilen sağlam bir üçgen yapıdır.
İki kuvvetli salınım kolunun yapısı basittir ve yapısal tasarım genellikle her şirketin farklı mesleki uzmanlığına ve işleme kolaylığına göre belirlenir. Örneğin, damgalanmış sac yapı (bkz. Şekil 1), tasarım yapısı kaynaksız tek bir çelik levhadır ve yapısal boşluk çoğunlukla "I" şeklindedir; sac kaynaklı yapı (bkz. Şekil 2), tasarım yapısı kaynaklı bir çelik levhadır ve yapısal boşluk daha fazladır "口" şeklindedir; veya tehlikeli konumu kaynaklamak ve güçlendirmek için yerel takviye plakaları kullanılır; çelik dövme makinesi işleme yapısı, yapısal boşluk sağlamdır ve şekil çoğunlukla şasi düzeni gereksinimlerine göre ayarlanır; alüminyum dövme makinesi işleme yapısı (bkz. Şekil 3), yapı Boşluk katıdır ve şekil gereksinimleri çelik dövmeye benzer; çelik boru yapısı basit yapıdadır ve yapısal boşluk daireseldir.
Üç noktalı döner kolun yapısı karmaşıktır ve yapısal tasarım genellikle OEM'in gereksinimlerine göre belirlenir. Hareket simülasyon analizinde salınım kolu diğer parçalara müdahale edemez ve çoğu minimum mesafe gereksinimine sahiptir. Örneğin, damgalanmış metal levha yapısı çoğunlukla metal levha kaynaklı yapıyla aynı anda kullanılır, sensör kablo demeti deliği veya stabilizatör çubuğu biyel kolu bağlantı braketi vb. salınım kolunun tasarım yapısını değiştirecektir; yapısal boşluk hala bir "ağız" şeklindedir ve döner kol boşluğu kapalı bir yapı, kapatılmamış bir yapıdan daha iyidir. Dövme işlenmiş yapı, yapısal boşluk çoğunlukla burulma ve bükülme direncinin geleneksel özelliklerine sahip olan "I" şeklindedir; dökümle işlenmiş yapı, şekil ve yapısal boşluk çoğunlukla döküm özelliklerine göre takviye edici kaburgalar ve ağırlık azaltıcı deliklerle donatılmıştır; sac kaynağı Araç şasisinin montaj alanı gereklilikleri nedeniyle dövme ile birleştirilmiş yapı, bilyeli mafsal dövme ile entegre edilmiştir ve dövme sac ile birleştirilmiştir; Dökme dövme alüminyum işleme yapısı, dövmeye göre daha iyi malzeme kullanımı ve üretkenlik sağlar ve yeni teknolojinin uygulaması olan dökümlerin malzeme mukavemetinden daha üstündür.
2. Titreşimin gövdeye iletimini azaltın ve salıncak kolunun bağlantı noktasında elastik elemanın yapısal tasarımı
Aracın üzerinde hareket ettiği yol yüzeyi tamamen düz olamayacağından, yol yüzeyinin tekerleklere etki eden dikey reaksiyon kuvveti, özellikle kötü bir yol yüzeyinde yüksek hızda araç sürerken sıklıkla etkilidir, bu darbe kuvveti aynı zamanda sürücüye de zarar verir. rahatsız hissetmek. Süspansiyon sistemine elastik elemanlar monte edilir ve rijit bağlantı, elastik bağlantıya dönüştürülür. Elastik eleman darbeye maruz kaldıktan sonra titreşim üretir ve sürekli titreşim sürücüyü rahatsız eder, dolayısıyla süspansiyon sisteminin titreşim genliğini hızlı bir şekilde azaltmak için sönümleme elemanlarına ihtiyacı vardır.
Sallanır kolun yapısal tasarımındaki bağlantı noktaları elastik eleman bağlantısı ve bilyeli mafsal bağlantısıdır. Elastik elemanlar titreşim sönümlemesi ve az sayıda dönme ve salınım serbestlik derecesi sağlar. Otomobillerde elastik bileşenler olarak sıklıkla kauçuk burçlar kullanılır ve ayrıca hidrolik burçlar ve çapraz menteşeler de kullanılır.
Şekil 2 Sac metal kaynağı döner kolu
Kauçuk burcun yapısı çoğunlukla dış kısmı kauçuklu bir çelik boru veya çelik boru-kauçuk-çelik borudan oluşan bir sandviç yapıdır. İç çelik boru, basınç direnci ve çap gereksinimleri gerektirir ve her iki uçta da kaymayı önleyici tırtıllar yaygındır. Kauçuk katman, malzeme formülünü ve tasarım yapısını farklı sertlik gereksinimlerine göre ayarlar.
En dıştaki çelik halka genellikle presle oturtmaya olanak sağlayan bir giriş açısı gereksinimine sahiptir.
Hidrolik burç, karmaşık bir yapıya sahip olup, burç kategorisinde karmaşık prosesli ve katma değeri yüksek bir üründür. Kauçuğun içinde bir boşluk var ve boşluğun içinde de yağ var. Boşluk yapısı tasarımı, burcun performans gereksinimlerine göre gerçekleştirilir. Yağ sızıntısı varsa burç hasar görmüştür. Hidrolik burçlar daha iyi bir sertlik eğrisi sağlayarak aracın genel sürüş kabiliyetini etkileyebilir.
Çapraz menteşe karmaşık bir yapıya sahiptir ve kauçuk ve bilyeli menteşelerin kompozit bir parçasıdır. Burç, dönüş açısı ve dönüş açısı, özel sertlik eğrisinden daha iyi dayanıklılık sağlayabilir ve tüm aracın performans gereksinimlerini karşılayabilir. Hasarlı çapraz menteşeler, araç hareket halindeyken kabinde gürültü üretecektir.
3. Tekerleğin hareketi ile salınım kolunun bağlantı noktasındaki salınım elemanının yapısal tasarımı
Düzensiz yol yüzeyi, tekerleklerin gövdeye (çerçeveye) göre yukarı ve aşağı sıçramasına neden olur ve aynı zamanda tekerleklerin dönme, düz gitme vb. gibi hareket etmesi, tekerleklerin yörüngesinin belirli gereksinimleri karşılamasını gerektirir. Sallanır kol ve üniversal mafsal çoğunlukla bir bilyeli menteşe ile bağlanır.
Sallanır kol bilyalı menteşesi ±18°'den daha büyük bir salınım açısı sağlayabilir ve 360°'lik bir dönüş açısı sağlayabilir. Tekerlek salgısı ve direksiyon gereksinimlerini tam olarak karşılar. Bilyeli menteşe ise tüm araç için 2 yıl veya 60.000 km ve 3 yıl veya 80.000 km garanti gereksinimlerini karşılamaktadır.
Sallanır kol ile bilyeli menteşe (bilyeli mafsal) arasındaki farklı bağlantı yöntemlerine göre, cıvata veya perçin bağlantısına ayrılabilir, bilyeli menteşenin bir flanşı vardır; bastırarak takılan girişim bağlantısı, bilyeli menteşenin flanşı yoktur; entegre, döner kol ve bilyeli menteşe Hepsi bir arada. Tek saclı yapı ve çok saclı kaynaklı yapı için, önceki iki tip bağlantı daha yaygın olarak kullanılır; çelik dövme, alüminyum dövme ve dökme demir gibi ikinci tip bağlantı daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bilyeli menteşenin, burçtan daha büyük çalışma açısı ve daha yüksek ömür gereksinimi nedeniyle yük koşulu altında aşınma direncini karşılaması gerekir. Bu nedenle, bilyeli menteşenin, salınımın iyi yağlanması ve toz geçirmez ve su geçirmez yağlama sistemi dahil olmak üzere kombine bir yapı olarak tasarlanması gerekmektedir.
Şekil 3 Alüminyum dövme salıncak kolu
Sallanır kol tasarımının kalite ve fiyata etkisi
1. Kalite faktörü: ne kadar hafif olursa o kadar iyi
Süspansiyon sertliği ve süspansiyon yayı tarafından desteklenen kütle (yaylı kütle) tarafından belirlenen gövdenin doğal frekansı (titreşim sisteminin serbest titreşim frekansı olarak da bilinir), süspansiyon sisteminin süspansiyon sistemini etkileyen önemli performans göstergelerinden biridir. arabanın sürüş konforu. İnsan vücudunun kullandığı dikey titreşim frekansı, yürüme sırasında vücudun yukarı aşağı hareket etme frekansı olup yaklaşık 1-1,6Hz'dir. Vücudun doğal frekansı bu frekans aralığına mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Süspansiyon sisteminin sertliği sabit olduğunda, yaylanan kütle ne kadar küçük olursa, süspansiyonun dikey deformasyonu o kadar küçük ve doğal frekans da o kadar yüksek olur.
Dikey yük sabit olduğunda, süspansiyon sertliği ne kadar küçük olursa, arabanın doğal frekansı o kadar düşük olur ve tekerleğin yukarı ve aşağı zıplaması için gereken alan o kadar büyük olur.
Yol koşulları ve araç hızı aynı olduğunda, yaylanmayan kütle ne kadar küçük olursa, süspansiyon sistemi üzerindeki darbe yükü de o kadar küçük olur. Yaylanmayan kütleye tekerlek kütlesi, kardan mafsalı ve kılavuz kol kütlesi vb. dahildir.
Genel olarak alüminyum salınım kolu en hafif kütleye sahiptir ve dökme demir salınım kolu en büyük kütleye sahiptir. Diğerleri ise arada.
Kütlesi 1000 kg'dan fazla olan bir araçla karşılaştırıldığında, bir dizi döner kolun kütlesi çoğunlukla 10 kg'dan az olduğundan, döner kolun kütlesinin yakıt tüketimi üzerinde çok az etkisi vardır.
2. Fiyat faktörü: tasarım planına bağlıdır
Gereksinimler arttıkça maliyet de artar. Sallanır kolun yapısal sağlamlığının ve sertliğinin gereksinimleri karşıladığı varsayımıyla, üretim tolerans gereksinimleri, üretim sürecinin zorluğu, malzeme türü ve bulunabilirliği ve yüzey korozyon gereksinimlerinin tümü, fiyatı doğrudan etkiler. Örneğin, korozyon önleyici faktörler: yüzey pasivasyonu ve diğer işlemler yoluyla elektro-galvanizli kaplama yaklaşık 144 saate ulaşabilir; yüzey koruması, kaplama kalınlığının ve işleme yöntemlerinin ayarlanmasıyla 240 saat korozyon direncine ulaşabilen katodik elektroforetik boya kaplamaya bölünmüştür; 500 saatten fazla korozyon önleyici test gereksinimlerini karşılayabilen çinko-demir veya çinko-nikel kaplama. Korozyon testi gereksinimleri arttıkça parçanın maliyeti de artar.
Salıncak kolunun tasarım ve yapı şemaları karşılaştırılarak maliyet azaltılabilir.
Hepimizin bildiği gibi farklı sert nokta düzenlemeleri farklı sürüş performansı sağlar. Özellikle aynı sert nokta düzeninin ve farklı bağlantı noktası tasarımlarının farklı maliyetler sağlayabileceğini belirtmek gerekir.
Yapısal parçalar ve bilyeli mafsallar arasında üç tür bağlantı vardır: standart parçalar (cıvatalar, somunlar veya perçinler) yoluyla bağlantı, sıkı geçmeli bağlantı ve entegrasyon. Standart bağlantı yapısıyla karşılaştırıldığında sıkı geçmeli bağlantı yapısı cıvata, somun, perçin ve diğer parça türlerini azaltır. Entegre tek parça sıkı geçmeli bağlantı yapısı, bilyeli mafsal kabuğunun parça sayısını azaltır.
Yapı elemanı ile elastik eleman arasında iki bağlantı şekli vardır: ön ve arka elastik elemanlar eksenel olarak paralel ve eksenel olarak diktir. Farklı yöntemler farklı montaj süreçlerini belirler. Örneğin burcun basma yönü salınım kolu gövdesiyle aynı yönde ve diktir. Tek istasyonlu çift kafalı pres, ön ve arka burçları aynı anda presleyerek takmak için kullanılabilir; böylece insan gücünden, ekipmandan ve zamandan tasarruf sağlanır; Kurulum yönü tutarsızsa (dikey), tek istasyonlu çift kafalı pres, burcu art arda presleyip takmak için kullanılabilir, böylece insan gücünden ve ekipmandan tasarruf sağlanır; Geçit izolatörü içeriden bastırılacak şekilde tasarlandığında, iki istasyon ve iki pres gereklidir, burcu art arda bastırarak takın.
