Ang swing arm ay karaniwang matatagpuan sa pagitan ng gulong at ng katawan ng sasakyan, at ito ay isang bahagi ng kaligtasan na may kaugnayan sa drayber na nagpapadala ng puwersa, nagpapahina sa paghahatid ng vibration, at kumokontrol sa direksyon.
Ang swing arm ay karaniwang matatagpuan sa pagitan ng gulong at ng katawan ng sasakyan, at ito ay isang bahagi ng kaligtasan na may kaugnayan sa drayber na nagpapadala ng puwersa, nagbabawas ng transmisyon ng panginginig ng boses, at kumokontrol sa direksyon. Ipinakikilala ng artikulong ito ang karaniwang disenyo ng istruktura ng swing arm sa merkado, at inihahambing at sinusuri ang impluwensya ng iba't ibang istruktura sa proseso, kalidad at presyo.
Ang suspensyon ng tsasis ng kotse ay halos nahahati sa suspensyon sa harap at suspensyon sa likuran. Ang mga suspensyon sa harap at likuran ay may mga swing arm upang ikonekta ang mga gulong at ang katawan ng sasakyan. Ang mga swing arm ay karaniwang matatagpuan sa pagitan ng mga gulong at katawan ng sasakyan.
Ang papel ng guide swing arm ay ang pagkonekta sa gulong at frame, pagpapadala ng puwersa, pagbabawas ng pagpapadala ng vibration, at pagkontrol sa direksyon. Ito ay isang bahagi ng kaligtasan na kinasasangkutan ng drayber. May mga bahaging istruktural na nagpapadala ng puwersa sa sistema ng suspensyon, upang ang mga gulong ay gumalaw kaugnay ng katawan ayon sa isang tiyak na trajectory. Ang mga bahaging istruktural ang nagpapadala ng karga, at ang buong sistema ng suspensyon ang siyang may hawak ng performance sa paghawak ng sasakyan.
Mga karaniwang tungkulin at disenyo ng istruktura ng swing arm ng kotse
1. Upang matugunan ang mga kinakailangan ng paglilipat ng karga, disenyo at teknolohiya ng istraktura ng swing arm
Karamihan sa mga modernong sasakyan ay gumagamit ng mga independent suspension system. Ayon sa iba't ibang anyo ng istruktura, ang mga independent suspension system ay maaaring hatiin sa wishbone type, trailing arm type, multi-link type, candle type at McPherson type. Ang cross arm at trailing arm ay isang two-force structure para sa isang single arm sa multi-link, na may dalawang connection point. Dalawang two-force rod ang pinagsama-sama sa universal joint sa isang partikular na anggulo, at ang mga connecting lines ng mga connecting point ay bumubuo ng isang triangular structure. Ang MacPherson front suspension lower arm ay isang tipikal na three-point swing arm na may tatlong connection point. Ang linya na nagdurugtong sa tatlong connection point ay isang matatag na triangular structure na kayang tiisin ang mga load sa iba't ibang direksyon.
Ang istruktura ng two-force swing arm ay simple, at ang disenyo ng istruktura ay kadalasang tinutukoy ayon sa iba't ibang propesyonal na kadalubhasaan at kaginhawahan sa pagproseso ng bawat kumpanya. Halimbawa, ang stamped sheet metal structure (tingnan ang Figure 1), ang disenyo ng istruktura ay isang solong steel plate na walang hinang, at ang structural cavity ay kadalasang nasa hugis "I"; ang sheet metal welded structure (tingnan ang Figure 2), ang disenyo ng istruktura ay isang welded steel plate, at ang structural cavity ay mas hugis "口"; o mga lokal na reinforcement plate ang ginagamit upang magwelding at palakasin ang mapanganib na posisyon; ang steel forging machine processing structure, ang structural cavity ay solid, at ang hugis ay kadalasang inaayos ayon sa mga kinakailangan sa layout ng chassis; ang aluminum forging machine processing structure (tingnan ang Figure 3), ang istruktura ng cavity ay solid, at ang mga kinakailangan sa hugis ay katulad ng steel forging; ang steel pipe structure ay simple sa istraktura, at ang structural cavity ay pabilog.
Komplikado ang istruktura ng three-point swing arm, at ang disenyo ng istruktura ay kadalasang tinutukoy ayon sa mga kinakailangan ng OEM. Sa pagsusuri ng motion simulation, ang swing arm ay hindi maaaring makagambala sa ibang mga bahagi, at karamihan sa mga ito ay may mga minimum na kinakailangan sa distansya. Halimbawa, ang stamped sheet metal structure ay kadalasang ginagamit kasabay ng sheet metal welded structure, ang sensor harness hole o ang stabilizer bar connecting rod connection bracket, atbp. ay magbabago sa disenyo ng istruktura ng swing arm; ang structural cavity ay nasa hugis pa rin ng isang "bibig", at ang swing arm cavity ay magiging mas mainam. Ang isang saradong istraktura ay mas mainam kaysa sa isang hindi saradong istraktura. Sa forging machined structure, ang structural cavity ay kadalasang hugis "I", na may tradisyonal na katangian ng torsion at bending resistance; ang casting machined structure, hugis at structural cavity ay kadalasang nilagyan ng reinforcing ribs at weight-reducing holes ayon sa mga katangian ng casting; sheet metal welding. Ang pinagsamang istraktura sa forging, dahil sa mga kinakailangan sa espasyo ng layout ng chassis ng sasakyan, ang ball joint ay isinama sa forging, at ang forging ay konektado sa sheet metal; Ang istrukturang machining na gawa sa cast-forged aluminum ay nagbibigay ng mas mahusay na paggamit at produktibidad ng materyal kaysa sa pagpapanday, at mayroon itong nakahihigit na lakas sa materyal ng mga castings, na siyang aplikasyon ng bagong teknolohiya.
2. Bawasan ang pagpapadala ng vibration sa katawan, at ang istrukturang disenyo ng elastic element sa connection point ng swing arm
Dahil hindi maaaring maging ganap na patag ang ibabaw ng kalsadang minamaneho ng sasakyan, ang patayong puwersa ng reaksyon ng ibabaw ng kalsada na kumikilos sa mga gulong ay kadalasang nakakaapekto, lalo na kapag nagmamaneho nang mabilis sa isang masamang ibabaw ng kalsada, ang puwersa ng pagbangga na ito ay nagdudulot din ng hindi komportableng pakiramdam ng drayber. , ang mga elastic na elemento ay inilalagay sa sistema ng suspensyon, at ang matibay na koneksyon ay ginagawang elastic na koneksyon. Matapos maapektuhan ang elastic na elemento, ito ay lumilikha ng panginginig ng boses, at ang patuloy na panginginig ng boses ay nagpaparamdam ng hindi komportableng pakiramdam ng drayber, kaya ang sistema ng suspensyon ay nangangailangan ng mga damping na elemento upang mabilis na mabawasan ang amplitude ng panginginig ng boses.
Ang mga punto ng koneksyon sa disenyo ng istruktura ng swing arm ay ang koneksyon ng elastic element at koneksyon ng ball joint. Ang mga elastic element ay nagbibigay ng vibration damping at kaunting rotational at oscillating degrees of freedom. Ang mga rubber bushing ay kadalasang ginagamit bilang mga elastic component sa mga kotse, at ginagamit din ang mga hydraulic bushing at cross hinges.
Pigura 2 Swing arm na pang-welding ng sheet metal
Ang istruktura ng rubber bushing ay kadalasang gawa sa bakal na tubo na may goma sa labas, o kaya naman ay sandwich structure ng steel pipe-rubber-steel pipe. Ang panloob na bakal na tubo ay nangangailangan ng pressure resistance at diameter requirements, at karaniwan ang mga anti-skid serrations sa magkabilang dulo. Inaayos ng rubber layer ang formula ng materyal at disenyo ayon sa iba't ibang requirements ng rigidity.
Ang pinakalabas na singsing na bakal ay kadalasang may kinakailangang anggulong lead-in, na nakakatulong sa press-fitting.
Ang hydraulic bushing ay may masalimuot na istraktura, at ito ay isang produktong may masalimuot na proseso at mataas na idinagdag na halaga sa kategorya ng bushing. May butas sa goma, at may langis sa butas. Ang disenyo ng istraktura ng butas ay isinasagawa ayon sa mga kinakailangan sa pagganap ng bushing. Kung may tagas ng langis, nasira ang bushing. Ang mga hydraulic bushing ay maaaring magbigay ng mas mahusay na kurba ng stiffness, na nakakaapekto sa pangkalahatang kakayahang magmaneho ng sasakyan.
Ang cross hinge ay may masalimuot na istraktura at isang pinagsamang bahagi ng mga bisagra na goma at bola. Maaari itong magbigay ng mas mahusay na tibay kaysa sa bushing, swing angle at rotation angle, espesyal na stiffness curve, at nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagganap ng buong sasakyan. Ang mga sirang cross hinge ay lilikha ng ingay sa loob ng kabin kapag gumagalaw ang sasakyan.
3. Kasabay ng paggalaw ng gulong, ang istrukturang disenyo ng elemento ng swing sa punto ng koneksyon ng swing arm
Ang hindi pantay na ibabaw ng kalsada ay nagiging sanhi ng pagtalon pataas at pababa ng mga gulong kaugnay ng katawan (frame), at kasabay nito ay gumagalaw ang mga gulong, tulad ng pag-ikot, pagdiretso, atbp., na nangangailangan ng trajectory ng mga gulong upang matugunan ang ilang mga kinakailangan. Ang swing arm at ang universal joint ay kadalasang konektado sa pamamagitan ng isang ball hinge.
Ang bisagra ng bola ng swing arm ay maaaring magbigay ng anggulo ng pag-ikot na higit sa ±18°, at maaaring magbigay ng anggulo ng pag-ikot na 360°. Ganap na nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagtakbo ng gulong at pagpipiloto. At ang bisagra ng bola ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa warranty na 2 taon o 60,000 km at 3 taon o 80,000 km para sa buong sasakyan.
Ayon sa iba't ibang paraan ng koneksyon sa pagitan ng swing arm at ng ball hinge (ball joint), maaari itong hatiin sa bolt o rivet connection, ang ball hinge ay may flange; press-fit interference connection, ang ball hinge ay walang flange; integrated, ang swing arm at ang ball hinge na All-in-one. Para sa single sheet metal structure at multi-sheet metal welded structure, ang unang dalawang uri ng koneksyon ay mas malawakang ginagamit; ang huling uri ng koneksyon tulad ng steel forging, aluminum forging at cast iron ay mas malawakang ginagamit.
Kailangang matugunan ng ball hinge ang resistensya sa pagkasira sa ilalim ng kondisyon ng karga, dahil sa mas malaking anggulo ng pagtatrabaho kaysa sa bushing, mas mataas ang kinakailangan sa buhay. Samakatuwid, ang ball hinge ay kinakailangang idisenyo bilang isang pinagsamang istraktura, kabilang ang mahusay na pagpapadulas ng swing at dustproof at waterproof na sistema ng pagpapadulas.
Pigura 3 Swing arm na gawa sa aluminyo
Ang epekto ng disenyo ng swing arm sa kalidad at presyo
1. Salik ng kalidad: mas magaan mas mabuti
Ang natural na dalas ng katawan (kilala rin bilang free vibration frequency ng vibration system) na tinutukoy ng stiffness ng suspension at ng mass na sinusuportahan ng suspension spring (sprung mass) ay isa sa mahahalagang tagapagpahiwatig ng performance ng suspension system na nakakaapekto sa ginhawa ng sasakyan sa pagsakay. Ang vertical vibration frequency na ginagamit ng katawan ng tao ay ang frequency ng paggalaw ng katawan pataas at pababa habang naglalakad, na humigit-kumulang 1-1.6Hz. Ang natural na dalas ng katawan ay dapat na malapit hangga't maaari sa frequency range na ito. Kapag ang stiffness ng suspension system ay pare-pareho, mas maliit ang sprung mass, mas maliit ang vertical deformation ng suspension, at mas mataas ang natural frequency.
Kapag ang patayong karga ay hindi nagbabago, mas maliit ang higpit ng suspensyon, mas mababa ang natural na frequency ng sasakyan, at mas malaki ang espasyong kailangan para lumundag pataas at pababa ang gulong.
Kapag pareho ang kondisyon ng kalsada at bilis ng sasakyan, mas maliit ang unsprung mass, mas maliit din ang impact load sa suspension system. Kasama sa unsprung mass ang wheel mass, universal joint at guide arm mass, atbp.
Sa pangkalahatan, ang aluminum swing arm ang may pinakamagaan na masa at ang cast iron swing arm ang may pinakamalaking masa. Ang iba ay nasa pagitan.
Dahil ang masa ng isang set ng swing arm ay kadalasang mas mababa sa 10kg, kumpara sa isang sasakyan na may masa na higit sa 1000kg, ang masa ng swing arm ay may kaunting epekto sa konsumo ng gasolina.
2. Salik sa presyo: depende sa plano ng disenyo
Mas mataas ang gastos kung mas marami ang kinakailangan. Dahil sa saligan na ang lakas at tigas ng istruktura ng swing arm ay nakakatugon sa mga kinakailangan, ang mga kinakailangan sa pagpapaubaya sa paggawa, kahirapan sa proseso ng paggawa, uri at kakayahang magamit ng materyal, at mga kinakailangan sa kalawang sa ibabaw ay direktang nakakaapekto sa presyo. Halimbawa, ang mga salik na anti-corrosion: ang electro-galvanized coating, sa pamamagitan ng surface passivation at iba pang mga paggamot, ay maaaring umabot sa humigit-kumulang 144 oras; ang proteksyon sa ibabaw ay nahahati sa cathodic electrophoretic paint coating, na maaaring umabot sa 240 oras na resistensya sa kalawang sa pamamagitan ng pagsasaayos ng kapal ng patong at mga pamamaraan ng paggamot; zinc-iron o zinc-nickel coating, na maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa anti-corrosion test na higit sa 500 oras. Habang tumataas ang mga kinakailangan sa corrosion test, tumataas din ang halaga ng bahagi.
Maaaring mabawasan ang gastos sa pamamagitan ng paghahambing ng disenyo at mga iskema ng istruktura ng swing arm.
Gaya ng alam nating lahat, ang iba't ibang kaayusan ng hard point ay nagbibigay ng iba't ibang performance sa pagmamaneho. Sa partikular, dapat bigyang-diin na ang parehong kaayusan ng hard point at iba't ibang disenyo ng connection point ay maaaring magdulot ng iba't ibang gastos.
May tatlong uri ng koneksyon sa pagitan ng mga bahaging istruktural at mga ball joint: koneksyon sa pamamagitan ng mga karaniwang bahagi (bolt, nut o rivet), koneksyon gamit ang interference fit at integration. Kung ikukumpara sa karaniwang istruktura ng koneksyon, binabawasan ng istruktura ng koneksyon gamit ang interference fit ang mga uri ng bahagi, tulad ng mga bolt, nut, rivet at iba pang bahagi. Ang integrated one-piece connection structure ay binabawasan ang bilang ng mga bahagi ng shell ng ball joint joint kaysa sa interference fit connection structure.
Mayroong dalawang anyo ng koneksyon sa pagitan ng structural member at ng elastic element: ang mga elastic element sa harap at likuran ay axially parallel at axially perpendicular. Iba't ibang pamamaraan ang tumutukoy sa iba't ibang proseso ng pag-assemble. Halimbawa, ang direksyon ng pagpindot ng bushing ay nasa parehong direksyon at perpendicular sa katawan ng swing arm. Maaaring gamitin ang single-station double-head press upang i-press-fit ang harap at likurang bushing nang sabay, na nakakatipid sa manpower, kagamitan, at oras; Kung ang direksyon ng pag-install ay hindi pare-pareho (patayo), maaaring gamitin ang single-station double-head press upang i-press at i-install ang bushing nang sunud-sunod, na nakakatipid sa manpower at kagamitan; kapag ang bushing ay idinisenyo upang i-press papasok mula sa loob, dalawang station at dalawang press ang kinakailangan, sunud-sunod na i-press-fit ang bushing.
