U bracciu oscillante hè generalmente situatu trà a rota è u corpu, è hè un cumpunente di sicurezza ligatu à u cunduttore chì trasmette a forza, indebulisce a trasmissione di vibrazioni è cuntrolla a direzzione.
U bracciu oscillante hè generalmente situatu trà a rota è u corpu, è hè un cumpunente di sicurezza ligatu à u cunduttore chì trasmette a forza, riduce a trasmissione di vibrazioni è cuntrolla a direzzione. Questu articulu introduce u disignu strutturale cumunu di u bracciu oscillante nantu à u mercatu, è paraguna è analizza l'influenza di diverse strutture nantu à u prucessu, a qualità è u prezzu.
A sospensione di u chassis di l'auto hè divisa in sospensione anteriore è sospensione posteriore. Sia e sospensioni anteriori sia quelle posteriori anu bracci oscillanti per cunnette e rote è a carrozzeria. I bracci oscillanti sò generalmente situati trà e rote è a carrozzeria.
U rolu di u bracciu oscillante di guida hè di cunnette a rota è u quadru, trasmette a forza, riduce a trasmissione di vibrazioni è cuntrullà a direzzione. Hè un cumpunente di sicurezza chì implica u cunduttore. Ci sò parti strutturali chì trasmettenu a forza in u sistema di sospensione, in modu chì e rote si movenu in relazione à a carrozzeria secondu una certa traiettoria. E parti strutturali trasmettenu u caricu, è tuttu u sistema di sospensione porta e prestazioni di maneggevolezza di a vittura.
Funzioni cumuni è cuncepimentu di a struttura di u bracciu oscillante di l'auto
1. Per risponde à i requisiti di trasferimentu di carica, cuncepimentu di a struttura di u bracciu oscillante è tecnulugia
A maiò parte di e vitture muderne utilizanu sistemi di sospensione indipendenti. Sicondu e diverse forme strutturali, i sistemi di sospensione indipendenti ponu esse divisi in tipu à forcella, tipu à bracciu posteriore, tipu multi-link, tipu à candela è tipu McPherson. U bracciu trasversale è u bracciu posteriore sò una struttura à duie forze per un bracciu unicu in u multi-link, cù dui punti di cunnessione. Dui aste à duie forze sò assemblate nantu à u giuntu universale à un certu angulu, è e linee di cunnessione di i punti di cunnessione formanu una struttura triangolare. U bracciu inferiore di sospensione anteriore MacPherson hè un bracciu oscillante tipicu à trè punti cù trè punti di cunnessione. A linea chì cullega i trè punti di cunnessione hè una struttura triangolare stabile chì pò sustene carichi in parechje direzzioni.
A struttura di u bracciu oscillante à duie forze hè simplice, è u cuncepimentu strutturale hè spessu determinatu secondu e diverse cumpetenze prufessiunali è a cunvenienza di trasfurmazione di ogni sucietà. Per esempiu, a struttura di lamiera stampata (vede Figura 1), a struttura di cuncepimentu hè una sola piastra d'acciaio senza saldatura, è a cavità strutturale hè principalmente in forma di "I"; a struttura saldata in lamiera (vede Figura 2), a struttura di cuncepimentu hè una piastra d'acciaio saldata, è a cavità strutturale hè più Hè in forma di "口"; o piastre di rinforzu lucali sò aduprate per saldà è rinfurzà a pusizione periculosa; a struttura di trasfurmazione di a macchina di forgiatura d'acciaio, a cavità strutturale hè solida, è a forma hè principalmente aghjustata secondu i requisiti di layout di u chassis; a struttura di trasfurmazione di a macchina di forgiatura d'aluminiu (vede Figura 3), a struttura A cavità hè solida, è i requisiti di forma sò simili à a forgiatura d'acciaio; a struttura di u tubu d'acciaio hè simplice in struttura, è a cavità strutturale hè circulare.
A struttura di u bracciu oscillante à trè punti hè cumplicata, è u cuncepimentu strutturale hè spessu determinatu secondu i requisiti di l'OEM. In l'analisi di simulazione di u muvimentu, u bracciu oscillante ùn pò micca interferisce cù altre parti, è a maiò parte di elle anu requisiti di distanza minima. Per esempiu, a struttura di lamiera stampata hè aduprata principalmente à u listessu tempu chè a struttura saldata in lamiera, u foru di cablaggio di u sensore o a staffa di cunnessione di a biella di a barra stabilizzatrice, ecc. cambierà a struttura di cuncepimentu di u bracciu oscillante; a cavità strutturale hè sempre in forma di "bocca", è a cavità di u bracciu oscillante Una struttura chjusa hè megliu cà una struttura micca chjusa. Struttura lavorata per forgiatura, a cavità strutturale hè principalmente in forma di "I", chì hà e caratteristiche tradiziunali di resistenza à a torsione è à a flessione; struttura lavorata per fusione, a forma è a cavità strutturale sò principalmente dotate di nervature di rinforzu è fori di riduzione di u pesu secondu e caratteristiche di a fusione; saldatura di lamiera A struttura cumminata cù a forgiatura, per via di i requisiti di spaziu di layout di u chassis di u veiculu, u giuntu sfericu hè integratu in a forgiatura, è a forgiatura hè cunnessa cù a lamiera; A struttura di machinazione in aluminiu forgiatu à fusione furnisce una megliu utilizzazione di u materiale è una megliu produttività chè a forgiatura, è hè superiore à a resistenza di u materiale di i getti, chì hè l'applicazione di una nova tecnulugia.
2. Riduce a trasmissione di vibrazioni à u corpu, è u disignu strutturale di l'elementu elasticu à u puntu di cunnessione di u bracciu oscillante
Siccomu a superficia di a strada nantu à a quale a vittura viaghja ùn pò esse assolutamente piatta, a forza di reazione verticale di a superficia di a strada chì agisce nantu à e rote hè spessu impattante, soprattuttu quandu si guida à alta velocità nantu à una superficia di strada in cattivu statu, sta forza d'impattu face ancu chì u cunduttore si senti scomodu. , elementi elastici sò installati in u sistema di sospensione, è a cunnessione rigida hè cunvertita in cunnessione elastica. Dopu chì l'elementu elasticu hè statu impattatu, genera vibrazioni, è a vibrazione cuntinua face chì u cunduttore si senti scomodu, dunque u sistema di sospensione hà bisognu di elementi di smorzamentu per riduce rapidamente l'ampiezza di vibrazione.
I punti di cunnessione in u disignu strutturale di u bracciu oscillante sò a cunnessione di l'elementi elastici è a cunnessione di u giuntu sfericu. L'elementi elastici furniscenu smorzamentu di vibrazioni è un picculu numeru di gradi di libertà rotazionali è oscillanti. E boccole di gomma sò spessu aduprate cum'è cumpunenti elastici in e vitture, è sò ancu aduprate boccole idrauliche è cerniere trasversali.
Figura 2 Bracciu oscillante per saldatura di lamiera
A struttura di a boccola di gomma hè principalmente un tubu d'acciaio cù gomma à l'esternu, o una struttura a sandwich di tubu d'acciaio-gomma-tubu d'acciaio. U tubu d'acciaio internu richiede esigenze di resistenza à a pressione è di diametru, è e dentellature antiscivolo sò cumuni à e duie estremità. U stratu di gomma adatta a formula di u materiale è a struttura di cuncepimentu secondu diverse esigenze di rigidità.
L'anellu d'acciaio più esternu hà spessu un requisitu d'angulu d'entrata, chì hè favurevule à u montaggio à pressione.
A boccola idraulica hà una struttura cumplessa, è hè un pruduttu cù un prucessu cumplessu è un altu valore aghjuntu in a categuria di e boccole. Ci hè una cavità in a gomma, è ci hè oliu in a cavità. U cuncepimentu di a struttura di a cavità hè realizatu secondu i requisiti di prestazione di a boccola. Sè ci hè una perdita d'oliu, a boccola hè dannighjata. E boccole idrauliche ponu furnisce una megliu curva di rigidità, affettendu a guidabilità generale di u veiculu.
A cerniera trasversale hà una struttura cumplessa è hè una parte cumposta di cerniere in gomma è sfera. Pò furnisce una megliu durabilità cà a boccola, un angulu di oscillazione è un angulu di rotazione, una curva di rigidità speciale, è risponde à i requisiti di prestazione di tuttu u veiculu. E cerniere trasversali danneggiate genereranu rumore in a cabina quandu u veiculu hè in muvimentu.
3. Cù u muvimentu di a rota, u disignu strutturale di l'elementu basculante à u puntu di cunnessione di u bracciu basculante
A superficia irregulare di a strada face chì e rote saltinu in sù è in giù in relazione à a carrozzeria (quadru), è à u listessu tempu e rote si movenu, cum'è girate, andendu dritte, ecc., ciò chì richiede chì a traiettoria di e rote rispetti certi requisiti. U bracciu oscillante è u giuntu universale sò per u più cunnessi da una cerniera à sfera.
A cerniera à sfera di u bracciu oscillante pò furnisce un angulu di oscillazione più grande di ±18°, è pò furnisce un angulu di rotazione di 360°. Risponde pienamente à i requisiti di scentratura di e rote è di sterzata. È a cerniera à sfera risponde à i requisiti di garanzia di 2 anni o 60.000 km è 3 anni o 80.000 km per tuttu u veiculu.
Sicondu i sfarenti metudi di cunnessione trà u bracciu oscillante è a cerniera à sfera (articulazione à sfera), pò esse divisu in cunnessione à bullone o rivettu, a cerniera à sfera hà una flangia; cunnessione à interferenza à pressa, a cerniera à sfera ùn hà micca flangia; integratu, u bracciu oscillante è a cerniera à sfera Tuttu in unu. Per a struttura metallica à una sola lamiera è a struttura saldata à più lamiere, i primi dui tipi di cunnessione sò più largamente aduprati; u secondu tipu di cunnessione cum'è a forgiatura di l'acciaiu, a forgiatura di l'aluminiu è a ghisa hè più largamente aduprata.
A cerniera à sfera deve risponde à a resistenza à l'usura sottu à e cundizioni di carica, per via di l'angulu di travagliu più grande di a boccola, u requisitu di vita più altu. Dunque, a cerniera à sfera deve esse cuncipita cum'è una struttura cumminata, cumprese una bona lubrificazione di l'oscillazione è un sistema di lubrificazione resistente à a polvere è à l'acqua.
Figura 3 Bracciu oscillante forgiatu in alluminio
L'impattu di u cuncepimentu di u bracciu oscillante nantu à a qualità è u prezzu
1. Fattore di qualità: più ligeru hè megliu
A frequenza naturale di u corpu (cunnisciuta ancu cum'è a frequenza di vibrazione libera di u sistema di vibrazione) determinata da a rigidità di a sospensione è a massa supportata da a molla di sospensione (massa sospesa) hè unu di l'indicatori di prestazione impurtanti di u sistema di sospensione chì influenza u cunfortu di guida di a vittura. A frequenza di vibrazione verticale aduprata da u corpu umanu hè a frequenza di u corpu chì si move in su è in giù durante a camminata, chì hè circa 1-1,6 Hz. A frequenza naturale di u corpu deve esse u più vicinu pussibule à questu intervallu di frequenza. Quandu a rigidità di u sistema di sospensione hè costante, più chjuca hè a massa sospesa, più chjuca hè a deformazione verticale di a sospensione, è più alta hè a frequenza naturale.
Quandu u caricu verticale hè custante, più chjuca hè a rigidità di a sospensione, più bassa hè a frequenza naturale di a vittura, è più grande hè u spaziu necessariu per chì a rota salti in su è in giù.
Quandu e cundizioni di a strada è a velocità di u veiculu sò listesse, più chjuca hè a massa senza sospensione, più chjuca hè a carica d'impattu nantu à u sistema di sospensione. A massa senza sospensione include a massa di a rota, a massa di u giuntu universale è di u bracciu di guida, ecc.
In generale, u bracciu oscillante in aluminiu hà a massa più ligera è u bracciu oscillante in ghisa hà a massa più grande. Altri sò trà mezu.
Siccomu a massa di un inseme di bracci oscillanti hè per u più menu di 10 kg, paragunata à un veiculu cù una massa di più di 1000 kg, a massa di u bracciu oscillante hà pocu effettu nant'à u cunsumu di carburante.
2. Fattore di prezzu: dipende da u pianu di cuncepimentu
Più esigenze ci sò, più altu hè u costu. Partendu da a premisa chì a resistenza strutturale è a rigidità di u bracciu oscillante rispondenu à i requisiti, i requisiti di tolleranza di fabricazione, a difficultà di u prucessu di fabricazione, u tipu è a dispunibilità di u materiale, è i requisiti di corrosione di a superficia influenzanu tutti direttamente u prezzu. Per esempiu, i fattori anticorrosione: u rivestimentu elettrogalvanizatu, per via di a passivazione di a superficia è altri trattamenti, pò ottene circa 144 ore; a prutezzione di a superficia hè divisa in rivestimentu di pittura elettroforetica catodica, chì pò ottene una resistenza à a corrosione di 240 ore per via di l'aghjustamentu di u spessore di u rivestimentu è di i metudi di trattamentu; rivestimentu di zincu-ferru o zincu-nichel, chì pò risponde à i requisiti di prova anticorrosione di più di 500 ore. Cù l'aumentu di i requisiti di prova di corrosione, aumenta ancu u costu di a parte.
U costu pò esse riduttu paragunendu i schemi di cuncepimentu è di struttura di u bracciu oscillante.
Cum'è tutti sapemu, diverse disposizioni di punti rigidi furniscenu diverse prestazioni di guida. In particulare, si deve signalà chì a stessa disposizione di punti rigidi è diversi disinni di punti di cunnessione ponu furnisce costi diversi.
Ci sò trè tippi di cunnessione trà e parti strutturali è i giunti à sfera: cunnessione per mezu di parti standard (bulloni, dadi o rivetti), cunnessione per adattamentu interferente è integrazione. In paragone cù a struttura di cunnessione standard, a struttura di cunnessione per adattamentu interferente riduce i tipi di parti, cum'è bulloni, dadi, rivetti è altre parti. L'integrazione in un pezzu solu rispetto à a struttura di cunnessione per adattamentu interferente riduce u numeru di parti di a carcassa di u giuntu à sfera.
Ci sò duie forme di cunnessione trà l'elementu strutturale è l'elementu elasticu: l'elementi elastici anteriori è posteriori sò assialmente paralleli è assialmente perpendiculari. Diversi metudi determinanu diversi prucessi di assemblaggio. Per esempiu, a direzzione di pressatura di a boccola hè in a listessa direzzione è perpendiculare à u corpu di u bracciu oscillante. Una pressa à doppia testa à stazione unica pò esse aduprata per pressà e boccole anteriori è posteriori à u listessu tempu, risparmiendu manodopera, equipaggiamenti è tempu; Se a direzzione di installazione hè inconsistente (verticale), una pressa à doppia testa à stazione unica pò esse aduprata per pressà è installà a boccola successivamente, risparmiendu manodopera è equipaggiamenti; quandu a boccola hè cuncepita per esse pressata da l'internu, sò necessarie duie stazioni è duie presse, per pressà successivamente a boccola.
