A lengőkar általában a kerék és a test között helyezkedik el, és a vezetőhöz kapcsolódó biztonsági alkatrész, amely erőt továbbít, gyengíti a rezgésátvitelt és szabályozza az irányt.
A lengőkar általában a kerék és a test között helyezkedik el, és a vezetőhöz kapcsolódó biztonsági alkatrész, amely erőt továbbít, csökkenti a rezgésátvitelt és szabályozza az irányt. Ez a cikk bemutatja a piacon kapható lengőkarok általános szerkezeti kialakítását, és összehasonlítja és elemzi a különböző szerkezetek hatását a folyamatra, a minőségre és az árra.
Az autó alvázfelfüggesztése nagyjából első és hátsó felfüggesztésre oszlik. Mind az első, mind a hátsó felfüggesztés lengőkarokkal van felszerelve, amelyek összekötik a kerekeket a karosszériával. A lengőkarok általában a kerekek és a karosszéria között helyezkednek el.
A vezető lengőkar szerepe a kerék és a váz összekapcsolása, az erőátvitel, a rezgésátvitel csökkentése és az irány szabályozása. Ez egy biztonsági elem, amely a vezetőt is érinti. A felfüggesztési rendszerben erőátviteli szerkezeti elemek találhatók, így a kerekek a karosszériához képest egy bizonyos pályán mozognak. A szerkezeti elemek továbbítják a terhelést, és a teljes felfüggesztési rendszer viseli az autó kezelhetőségi teljesítményét.
Az autó lengőkarjának közös funkciói és szerkezeti kialakítása
1. A teherátadás, a lengőkar szerkezetének kialakítása és a technológia követelményeinek való megfelelés érdekében
A legtöbb modern autó független felfüggesztési rendszert használ. A különböző szerkezeti formák szerint a független felfüggesztési rendszerek feloszthatók lengőkaros, hosszlengőkaros, többlengőkaros, gyertyakaros és McPherson típusú rendszerekre. A keresztlengőkar és a hosszlengőkar egy kétirányú szerkezet egyetlen karhoz a többlengőkaros rendszerben, két csatlakozási ponttal. Két kétirányú rúd van egy bizonyos szögben a kardáncsuklón összeszerelve, és a csatlakozási pontok összekötő vonalai háromszög alakú szerkezetet alkotnak. A MacPherson első felfüggesztés alsó lengőkarja egy tipikus hárompontos lengőkar három csatlakozási ponttal. A három csatlakozási pontot összekötő vonal egy stabil háromszög alakú szerkezet, amely több irányban is képes ellenállni a terhelésnek.
A kétirányú lengőkar szerkezete egyszerű, és a szerkezeti kialakítást gyakran az egyes vállalatok eltérő szakmai tapasztalata és feldolgozási kényelme határozza meg. Például a sajtolt lemezszerkezet (lásd az 1. ábrát) egyetlen hegesztés nélküli acéllemezből készült szerkezet, és a szerkezeti üreg többnyire "I" alakú; a hegesztett lemezszerkezet (lásd a 2. ábrát) hegesztett acéllemezből készült szerkezet, és a szerkezeti üreg inkább "口" alakú; vagy helyi megerősítő lemezeket használnak a veszélyes helyzet hegesztésére és megerősítésére; az acélkovácsoló gép feldolgozó szerkezete, a szerkezeti üreg tömör, és az alakját többnyire az alváz elrendezési követelményei szerint igazítják; az alumíniumkovácsoló gép feldolgozó szerkezete (lásd a 3. ábrát) tömör szerkezetű, és az alakkövetelmények hasonlóak az acélkovácsoláshoz; az acélcső szerkezete egyszerű szerkezetű, és a szerkezeti üreg kör alakú.
A hárompontos lengőkar szerkezete bonyolult, és a szerkezeti kialakítást gyakran az OEM követelményei szerint határozzák meg. A mozgásszimulációs elemzés során a lengőkar nem ütközhet más alkatrészekkel, és a legtöbbjüknek minimális távolságkövetelményei vannak. Például a préselt lemezszerkezetet többnyire a lemezhegesztett szerkezettel együtt használják, az érzékelő kábelköteg furata vagy a stabilizátorrúd összekötő rúdjának csatlakozókonzolja stb. megváltoztatja a lengőkar szerkezeti kialakítását; a szerkezeti üreg továbbra is "száj" alakú, és a lengőkar ürege... A zárt szerkezet jobb, mint a nyitott szerkezet. Kovácsolt megmunkált szerkezet esetén a szerkezeti üreg többnyire "I" alakú, amely a torziós és hajlítási ellenállás hagyományos jellemzőivel rendelkezik; az öntvényes megmunkált szerkezet, az alak és a szerkezeti üreg többnyire megerősítő bordákkal és súlycsökkentő furatokkal van ellátva az öntvény jellemzői szerint; a lemezhegesztés a kovácsolt szerkezettel kombinálva, a jármű alvázának elrendezési helyigénye miatt a gömbcsukló a kovácsoltvasba van integrálva, és a kovácsoltvas a lemezhez van csatlakoztatva; Az öntött-kovácsolt alumínium megmunkáló szerkezet jobb anyagkihasználást és termelékenységet biztosít, mint a kovácsolás, és anyagszilárdságában felülmúlja az öntvényekét, ami az új technológia alkalmazásának köszönhető.
2. Csökkentse a rezgés átvitelét a testre, és javítsa a rugalmas elem szerkezeti kialakítását a lengőkar csatlakozási pontjánál
Mivel az útfelület, amelyen az autó halad, nem lehet teljesen sík, az útfelület kerekekre ható függőleges reakcióereje gyakran jelentős, különösen nagy sebességgel, rossz útfelületen történő vezetés esetén, ez az ütközési erő a vezető számára is kellemetlen érzést okoz. A felfüggesztési rendszerbe rugalmas elemeket szerelnek be, és a merev csatlakozás rugalmas csatlakozássá alakul. Miután a rugalmas elem ütközést kap, rezgést generál, és a folyamatos rezgés kellemetlen érzést kelt a vezetőben, ezért a felfüggesztési rendszernek csillapító elemekre van szüksége a rezgés amplitúdójának gyors csökkentéséhez.
A lengőkar szerkezeti kialakításában a csatlakozási pontok rugalmas elemes csatlakozás és gömbcsuklós csatlakozás. A rugalmas elemek rezgéscsillapítást és kis számú forgási és rezgési szabadságfokot biztosítanak. Az autókban gyakran használnak gumi perselyeket rugalmas alkatrészként, valamint hidraulikus perselyeket és keresztcsuklókat is.
2. ábra Lemezhegesztő lengőkar
A gumi persely szerkezete többnyire acélcső, külső gumival, vagy acélcső-gumi-acélcső szendvicsszerkezet. A belső acélcső nyomásállósági és átmérőkövetelményeket igényel, és mindkét végén gyakori a csúszásgátló borda. A gumi réteg az anyagösszetételt és a kialakítást a különböző merevségi követelményeknek megfelelően igazítja.
A legkülső acélgyűrűnek gyakran van bevezetési szögkövetelménye, ami elősegíti a présillesztést.
A hidraulikus persely összetett szerkezetű, és a persely kategóriájában egy összetett eljárással előállított, magas hozzáadott értékű termék. A gumiban üreg található, és az üregben olaj van. Az üregszerkezet kialakítása a persely teljesítménykövetelményeinek megfelelően történik. Ha olajszivárgás történik, a persely megsérül. A hidraulikus perselyek jobb merevségi görbét biztosíthatnak, ami befolyásolja a jármű általános vezethetőségét.
A keresztpánt összetett szerkezetű, gumi és gömbcsuklókból álló kompozit alkatrész. Jobb tartósságot, lengési szöget és elfordulási szöget, speciális merevségi görbét biztosít, mint a persely, és megfelel a teljes jármű teljesítménykövetelményeinek. A sérült keresztpántok zajt keltenek a vezetőfülkében, amikor a jármű mozgásban van.
3. A kerék mozgásával a lengőkar csatlakozási pontjánál lévő lengőelem szerkezeti kialakítása
Az egyenetlen útfelület miatt a kerekek a karosszériához (vázhoz) képest fel-le ugrálnak, és ezzel egyidejűleg a kerekek mozognak, például fordulnak, egyenesen haladnak stb., ami megköveteli, hogy a kerekek pályája megfeleljen bizonyos követelményeknek. A lengőkar és a kardáncsukló többnyire gömbcsuklóval van összekötve.
A lengőkar gömbcsuklója ±18°-nál nagyobb lengési szöget, és 360°-os elfordulási szöget biztosít. Teljes mértékben megfelel a kerék ütési és kormányzási követelményeinek. A gömbcsukló megfelel a teljes járműre vonatkozó 2 év vagy 60 000 km, illetve 3 év vagy 80 000 km garanciális követelményeknek.
A lengőkar és a gömbcsukló (gömbcsukló) közötti különböző csatlakozási módok szerint a csatlakozások feloszthatók csavaros vagy szegecselt csatlakozásra, a gömbcsukló peremes; présillesztéses csatlakozásra, a gömbcsukló peremes; integrált csatlakozásra, a lengőkar és a gömbcsukló egyben. Egylemezes szerkezethez és többlemezes hegesztett szerkezethez az előbbi két csatlakozástípust szélesebb körben használják; az utóbbi csatlakozástípust, például az acélkovácsolást, az alumíniumkovácsolást és az öntöttvasat, szélesebb körben használják.
A gömbcsuklónak terhelés alatt is kopásállónak kell lennie, mivel a perselyhez képest nagyobb a működési szöge, így hosszabb az élettartama. Ezért a gömbcsuklót kombinált szerkezetként kell megtervezni, beleértve a lengés jó kenését, valamint a por- és vízálló kenőrendszert.
3. ábra Kovácsolt alumínium lengőkar
A lengőkar kialakításának hatása a minőségre és az árra
1. Minőségi tényező: minél könnyebb, annál jobb
A test sajátfrekvenciája (más néven a rezgési rendszer szabad rezgési frekvenciája), amelyet a felfüggesztés merevsége és a rugó által tartott tömeg (rugózott tömeg) határoz meg, a felfüggesztési rendszer egyik fontos teljesítménymutatója, amely befolyásolja az autó menetkényelmét. Az emberi test által használt függőleges rezgési frekvencia a test fel-le mozgásának frekvenciája járás közben, ami körülbelül 1-1,6 Hz. A test sajátfrekvenciájának a lehető legközelebb kell lennie ehhez a frekvenciatartományhoz. Amikor a felfüggesztési rendszer merevsége állandó, minél kisebb a rugózott tömeg, annál kisebb a felfüggesztés függőleges deformációja, és annál nagyobb a sajátfrekvencia.
Állandó függőleges terhelés esetén minél kisebb a felfüggesztés merevsége, annál alacsonyabb az autó sajátfrekvenciája, és annál nagyobb helyre van szükség a kerék fel-le ugrásához.
Amikor az útviszonyok és a jármű sebessége azonos, minél kisebb a rugózatlan tömeg, annál kisebb az ütközési terhelés a felfüggesztési rendszerre. A rugózatlan tömeg magában foglalja a kerék tömegét, a kardáncsukló és a vezetőkar tömegét stb.
Általánosságban elmondható, hogy az alumínium lengőkarnak van a legkönnyebb, az öntöttvas lengőkarnak pedig a legnagyobb tömege. A többi típus a kettő között helyezkedik el.
Mivel a lengőkarok tömege többnyire kevesebb, mint 10 kg, szemben egy 1000 kg-nál nagyobb tömegű járművel, a lengőkar tömege csekély hatással van az üzemanyag-fogyasztásra.
2. Ártényező: a tervtől függ
Minél több követelmény, annál magasabb a költség. Feltételezve, hogy a lengőkar szerkezeti szilárdsága és merevsége megfelel a követelményeknek, a gyártási tűréshatárok, a gyártási folyamat nehézségei, az anyag típusa és elérhetősége, valamint a felületi korrózióval szembeni követelmények mind közvetlenül befolyásolják az árat. Például a korróziógátló tényezők: az elektro-galvanizált bevonat felületi passziválással és egyéb kezelésekkel körülbelül 144 órát érhet el; a felületvédelmet katódos elektroforetikus festékbevonatra osztják, amely a bevonat vastagságának és a kezelési módszerek beállításával 240 órás korrózióállóságot érhet el; cink-vas vagy cink-nikkel bevonatra, amely több mint 500 órás korróziógátló vizsgálati követelményeket is teljesíthet. A korrózióvizsgálati követelmények növekedésével az alkatrész költsége is növekszik.
A költségek csökkenthetők a lengőkar kialakításának és szerkezeti sémáinak összehasonlításával.
Mint mindannyian tudjuk, a különböző merevpont-elrendezések eltérő vezetési teljesítményt biztosítanak. Különösen fontos kiemelni, hogy ugyanaz a merevpont-elrendezés és a különböző csatlakozási pont-kialakítások eltérő költségeket eredményezhetnek.
A szerkezeti elemek és a gömbcsuklók között háromféle csatlakozás létezik: szabványos alkatrészekkel (csavarok, anyák vagy szegecsek) történő csatlakozás, szoros illesztéses csatlakozás és integrált csatlakozás. A szabványos csatlakozási szerkezethez képest a szoros illesztéses csatlakozási szerkezet csökkenti az alkatrészek típusát, például csavarokat, anyákat, szegecseket és egyéb alkatrészeket. Az integrált, egy darabból álló csatlakozási szerkezet csökkenti a gömbcsukló héjának alkatrészeinek számát, mint a szoros illesztéses csatlakozási szerkezet.
A szerkezeti elem és a rugalmas elem között kétféle csatlakozási forma létezik: az első és hátsó rugalmas elemek tengelyirányban párhuzamosak és tengelyirányban merőlegesek. A különböző módszerek eltérő összeszerelési folyamatokat határoznak meg. Például a persely préselési iránya azonos irányú és merőleges a lengőkar testére. Egy egyállomásos kétfejes prés segítségével az első és a hátsó perselyek egyszerre préselhetők, ami munkaerőt, berendezést és időt takarít meg; Ha a beépítési irány nem egyforma (függőleges), egy egyállomásos kétfejes prés segítségével egymás után préselhető és szerelhető be a persely, ami munkaerőt és berendezést takarít meg; ha a perselyt belülről kell bepréselni, két állomásra és két présre van szükség a persely egymás utáni préseléséhez.
