זרוע הנדנדה ממוקמת בדרך כלל בין הגלגל לגוף, והיא רכיב בטיחות הקשור לנהג המעביר כוח, מחליש את העברת הרטט ושולט בכיוון.
זרוע הנדנדה ממוקמת בדרך כלל בין הגלגל לגוף, והיא רכיב בטיחות הקשור לנהג המעביר כוח, מפחית את העברת הרטט ושולט בכיוון. מאמר זה מציג את התכנון המבני הנפוץ של זרוע הנדנדה בשוק, ומשווה ומנתח את ההשפעה של מבנים שונים על התהליך, האיכות והמחיר.
מתלה שלדת מכוניות מחולק בערך למתלים קדמיים ולמתלה אחורי. לשני המתלים הקדמיים והאחוריים יש זרועות נדנדה לחיבור הגלגלים והגוף. זרועות הנדנדה ממוקמות בדרך כלל בין הגלגלים לגוף.
תפקיד זרוע הנדנדה המדריך הוא לחבר את הגלגל ואת המסגרת, להעביר כוח, להפחית את העברת הרטט ולשלוט בכיוון. זהו רכיב בטיחות המעורב את הנהג. ישנם חלקים מבניים המובילים כוח במערכת המתלים, כך שהגלגלים נעים יחסית לגוף על פי מסלול מסוים. החלקים המבניים משדרים את העומס, ומערכת המתלים כולה נושאת את ביצועי הטיפול של המכונית.
פונקציות נפוצות ועיצוב מבנה של זרוע נדנדה לרכב
1. כדי לעמוד בדרישות העברת העומס, תכנון מבנה זרוע נדנדה וטכנולוגיה
רוב המכוניות המודרניות משתמשות במערכות מתלים עצמאיות. על פי צורות מבניות שונות, ניתן לחלק מערכות מתלים עצמאיות לסוג עצם המשאלות, סוג זרוע נגרר, סוג רב-קישור, סוג נרות וסוג מקפרסון. זרוע הצלב והזרוע הנגררת הם מבנה דו-כוח לזרוע יחידה במולטי-קישור, עם שתי נקודות חיבור. שני מוטות דו-כוחיים מורכבים על המפרק האוניברסלי בזווית מסוימת, וקווי החיבור של נקודות החיבור יוצרים מבנה משולש. הזרוע התחתונה של המתלה הקדמי של מקפרסון היא זרוע נדנדה שלוש נקודות עם שלוש נקודות חיבור. הקו המחבר בין שלוש נקודות החיבור הוא מבנה משולש יציב שיכול לעמוד עומסים בכיוונים מרובים.
המבנה של זרוע הנדנדה הדו-כוחית הוא פשוט, והתכנון המבני נקבע לרוב על פי המומחיות המקצועית השונה ונוחות העיבוד של כל חברה. לדוגמה, מבנה המתכת החותמת (ראה איור 1), מבנה העיצוב הוא צלחת פלדה יחידה ללא ריתוך, והחלל המבני הוא בעיקר בצורת "i"; המבנה המרתך המתכת (ראה איור 2), מבנה העיצוב הוא צלחת פלדה מרותכת, והחלל המבני הוא יותר בצורת "口"; או לוחות חיזוק מקומיים משמשים לריתוך ולחזק את המיקום המסוכן; מבנה עיבוד מכונות הפלדה, החלל המבני הוא מוצק והצורה מותאמת לרוב בהתאם לדרישות פריסת השלדה; מבנה עיבוד מכונות הזיוף האלומיניום (ראה איור 3), המבנה שהחלל הוא מוצק ודרישות הצורה דומות לזיוף פלדה; מבנה צינור הפלדה פשוט במבנה, והחלל המבני הוא מעגלי.
מבנה זרוע הנדנדה שלוש נקודות מסובך, והתכנון המבני נקבע לרוב על פי דרישות ה- OEM. בניתוח סימולציה של תנועה, זרוע הנדנדה אינה יכולה להפריע לחלקים אחרים, ולרובם יש דרישות מרחק מינימום. לדוגמה, מבנה המתכת החותמת משמש לרוב במקביל למבנה מרותך המתכת, חור רתמת החיישן או מוט המייצב של סוגר חיבור מוט חיבור וכו 'ישנה את מבנה העיצוב של זרוע הנדנדה; חלל המבני עדיין בצורת "פה", וחלל זרוע הנדנדה יהיה מבנה סגור טוב יותר ממבנה לא סגור. חלל המבנה של מבנה מזויף, חלל המבני הוא בעיקר צורה "I", שיש לו את המאפיינים המסורתיים של פיתול ועמידות בפני כיפוף; מבנה מעונה, צורה וחלל מבני מצוידים ברובם בצלעות חיזוק ובחורים הפחתת משקל בהתאם למאפייני היציקה; ריתוך מתכת גיליון את המבנה המשולב עם הזיוף, בגלל דרישות שטח הפריסה של שלדת הרכב, מפרק הכדור משולב בזיוף, והזיוף מחובר למתכת הגיליון; מבנה עיבוד האלומיניום המותקן יצוק מספק ניצול ופריון חומרים טובים יותר מאשר זיוף, והוא עדיף על חוזק החומרי של יציקות, שהוא יישום טכנולוגיה חדשה.
2. צמצם את העברת הרטט לגוף, ואת העיצוב המבני של האלמנט האלסטי בנקודת החיבור של זרוע הנדנדה
מכיוון שמשטח הכביש עליו נוהג המכונית לא יכול להיות שטוח לחלוטין, כוח התגובה האנכי של משטח הכביש הפועל על הגלגלים משפיע לרוב, במיוחד כאשר נוהגים במהירות גבוהה על משטח כביש רע, כוח ההשפעה הזה גורם גם לנהג להרגיש לא בנוח. , אלמנטים אלסטיים מותקנים במערכת המתלים, והחיבור הנוקשה מומר לחיבור אלסטי. לאחר ההשפעה של האלמנט האלסטי, הוא מייצר רטט, והרטט הרציף גורם לנהג להרגיש לא בנוח, ולכן מערכת המתלה זקוקה לאלמנטים לדיבוי כדי להפחית את משרעת הרטט במהירות.
נקודות החיבור בעיצוב המבני של זרוע הנדנדה הן חיבור אלמנטים אלסטי וחיבור מפרק הכדור. האלמנטים האלסטיים מספקים דעיכת רטט ומספר קטן של דרגות חופש סיבוביות ומתנדנדות. תותבי גומי משמשים לרוב כרכיבים אלסטיים במכוניות, ושימושים גם בתותבים הידראוליים וצירים צולבים.
איור 2 איור 2 זרוע נדנדה לריתוך מתכת
מבנה תותב הגומי הוא בעיקר צינור פלדה עם גומי בחוץ, או מבנה כריך של צינור פלדה מפלדת צינור פלדה. צינור הפלדה הפנימי דורש עמידות בפני לחץ ודרישות קוטר, ושכרות נגד החלקה נפוצות בשני הקצוות. שכבת הגומי מתאימה את נוסחת החומר ואת מבנה העיצוב בהתאם לדרישות קשיחות שונות.
לטבעת הפלדה החיצונית ביותר יש לעתים קרובות דרישת זווית עופרת, התורמת להתאמה.
לתותב ההידראולי יש מבנה מורכב, והוא מוצר עם תהליך מורכב וערך מוסף גבוה בקטגוריית התותבים. יש חלל בגומי, ויש שמן בחלל. תכנון מבנה החלל מתבצע על פי דרישות הביצועים של התותב. אם שמן דולף, התותב פגום. תותבים הידראוליים יכולים לספק עקומת קשיחות טובה יותר, המשפיעה על יכולת הנהיגה הכללית של הרכב.
לציר הצלב יש מבנה מורכב והוא חלק מורכב של צירי גומי וכדור. זה יכול לספק עמידות טובה יותר מאשר תותב, זווית הנדנדה וזווית הסיבוב, עקומת הנוקשות המיוחדת, ולעמוד בדרישות הביצועים של הרכב כולו. צירי צלב פגומים יניבו רעש לתא הנהג כאשר הרכב בתנועה.
3. עם תנועת הגלגל, העיצוב המבני של אלמנט הנדנדה בנקודת החיבור של זרוע הנדנדה
משטח הכביש הלא אחיד גורם לגלגלים לקפוץ למעלה ולמטה ביחס לגוף (מסגרת), ובאותה עת הגלגלים נעים, כמו סיבוב, ללכת ישר וכו ', המחייבים את מסלול הגלגלים כדי לעמוד בדרישות מסוימות. זרוע הנדנדה והמפרק האוניברסלי מחוברים לרוב על ידי ציר כדור.
ציר כדור הזרוע הנדנדה יכול לספק זווית נדנדה העולה על ± 18 ° ויכול לספק זווית סיבוב של 360 °. עונה באופן מלא על דרישות ההפעלה וההגה. וציר הכדור עומד בדרישות האחריות של שנתיים או 60,000 ק"מ ו -3 שנים או 80,000 ק"מ לכל הרכב.
על פי שיטות החיבור השונות בין זרוע הנדנדה לציר הכדור (מפרק הכדור), ניתן לחלק אותו לחיבור בריח או מסמרת, לציר הכדור יש אוגן; לחיבור הפרעות לחץ על לחץ, לציר הכדור אין אוגן; משולב, זרוע הנדנדה והכדור ציר הכל באחד. עבור מבנה מתכת יחיד ומבנה מרותך מתכת רב גיליונות, שני סוגי החיבורים לשעבר נמצאים בשימוש נרחב יותר; סוג האחרון של חיבור כמו זיוף פלדה, זיוף אלומיניום וברזל יצוק נמצא בשימוש נרחב יותר
ציר הכדור צריך לענות על התנגדות השחיקה בתנאי העומס, בגלל זווית העבודה הגדולה יותר מאשר התותב, דרישת החיים הגבוהה יותר. לפיכך, ציר הכדור נדרש להיות מעוצב כמבנה משולב, כולל שימון טוב של הנדנדה ומערכת שימון אטום אבק ועמיד למים.
איור 3 איור 3 זרוע נדנדה מזויפת אלומיניום
ההשפעה של עיצוב זרוע נדנדה על איכות ומחיר
1. גורם איכותי: ככל שהצית יותר טוב
התדירות הטבעית של הגוף (המכונה גם תדירות הרטט החופשית של מערכת הרטט) שנקבעה על ידי קשיחות המתלה והמסה הנתמכת על ידי מעיין המתלים (מסה קפואה) היא אחד ממדדי הביצועים החשובים של מערכת המתלים המשפיעים על נוחות הנסיעה של המכונית. תדר הרטט האנכי המשמש את גוף האדם הוא תדירות הגוף הנעה למעלה ולמטה במהלך ההליכה, שהיא בערך 1-1.6 הרץ. התדר הטבעי של הגוף צריך להיות קרוב ככל האפשר לטווח תדרים זה. כאשר קשיחות מערכת המתלים קבועה, ככל שהמסה הקופצת קטנה יותר, כך העיוות האנכי של המתלה קטן יותר, וככל שהתדר הטבעי גבוה יותר.
כאשר העומס האנכי קבוע, כך קשיחות המתלה קטנה יותר, כך התדר הטבעי של המכונית נמוך יותר, וככל שהמרחב הנדרש לגדול יותר לגלגל לקפוץ למעלה ולמטה.
כאשר תנאי הכביש ומהירות הרכב זהים, ככל שהמסה הבלתי פוסקת קטנה יותר, כך עומס ההשפעה על מערכת המתלים קטן יותר. המסה הבלתי פוסקת כוללת מסת גלגלים, מסת המפרק האוניברסלית והמדריך וכו 'וכו'.
באופן כללי, לזרוע הנדנדה האלומיניום יש את המסה הקלה ביותר ולזרוע הנדנדה של הברזל יצוק יש את המסה הגדולה ביותר. אחרים נמצאים בין לבין.
מכיוון שמסת סט של זרועות נדנדה היא לרוב פחות מ- 10 ק"ג, לעומת רכב עם מסה של יותר מ 1000 ק"ג, למסת זרוע הנדנדה השפעה מועטה על צריכת הדלק.
2. גורם מחיר: תלוי בתוכנית העיצוב
ככל שיותר דרישות, העלות גבוהה יותר. בהנחת היסוד כי החוזק והקשיחות המבנית של זרוע הנדנדה עומדים בדרישות, דרישות סובלנות הייצור, קושי בתהליך הייצור, סוג החומר והזמינות ודרישות קורוזיה פני השטח משפיעות ישירות על המחיר. לדוגמה, גורמים נגד קורוזיה: ציפוי אלקטרו-גלוון, דרך פסיבציה פני השטח וטיפולים אחרים יכולים להשיג בערך 144 שעות; הגנת השטח מחולקת לציפוי צבע אלקטרופורטי קתודי, שיכול להשיג עמידות בפני קורוזיה של 240 שעות באמצעות התאמה של עובי הציפוי ושיטות הטיפול; ציפוי ברזל אבץ או אבץ-ניקל, שיכול לעמוד בדרישות הבדיקה נגד קורוזיה של יותר מ- 500 שעות. ככל שדרישות בדיקת הקורוזיה עולות, כך גם עלות החלק.
ניתן להפחית את העלות על ידי השוואה בין תוכניות התכנון והמבנה של זרוע הנדנדה.
כידוע לכולנו, סידורי נקודה קשה שונים מספקים ביצועי נהיגה שונים. בפרט, יש לציין כי אותו סידור נקודה קשה ועיצובים שונים של נקודת חיבור יכולים לספק עלויות שונות.
ישנם שלושה סוגים של חיבור בין חלקים מבניים למפרקי כדור: חיבור דרך חלקים סטנדרטיים (ברגים, אגוזים או מסמרות), חיבור להתאמה ושילוב. בהשוואה למבנה החיבור הסטנדרטי, מבנה החיבור להתאמת הפרעות מקטין את סוגי החלקים, כמו ברגים, אגוזים, מסמרות וחלקים אחרים. היצירה המשולבת משולבת ממבנה חיבור ההתאמה של הפרעות מפחיתה את מספר החלקים של מעטפת מפרק הכדור.
ישנן שתי צורות של חיבור בין החבר המבני לאלמנט האלסטי: האלמנטים האלסטיים הקדמיים והאחוריים מקבילים ציר וניצב צירי. שיטות שונות קובעות תהליכי הרכבה שונים. לדוגמה, הכיוון הלוחץ של התותב הוא באותו כיוון ומנכח לגוף זרוע הנדנדה. ניתן להשתמש בעיתון ראש כפול תחנה חד-תחנתית כדי לחיצה על התואמים הקדמיים והאחוריים בו זמנית, תוך שמירה על כוח אדם, ציוד וזמן; אם כיוון ההתקנה אינו עקבי (אנכי), ניתן להשתמש בעיתון ראש כפול תחנות חד-תחומי כדי ללחוץ ולהתקין את התותב ברציפות, ולחסוך כוח אדם וציוד; כאשר התותב נועד לחיצה פנימה מבפנים, יש צורך בשתי תחנות ושתי מכבשים, לחץ על התאם את התותב ברציפות.
