汽车连杆研究国内外同类-为汽车连杆选材,可有哪些选择

tamoadmin 0
  1. 汽车上的连杆瓦常用以下哪种材料
  2. 基于长度可变连杆的运行特性研究
  3. 为什么几根连杆就能支撑住汽车?

你这个问题应该是很少见的,连杆一般是断裂,如果是弯了一般情况可能已经接近断裂。连杆出现问题情况很多,有零件本身的质量问题。还有就是发动机各个缸点火顺序没有根据相关要求来可能有点偏差。还有发动机强制性急停也会对连杆造成一定的伤害。发动机过载等等很多情况都会找出连杆损坏!

汽车上的连杆瓦常用以下哪种材料

很多中高档车型的后悬架都会***用多连杆独立悬架,而很多低档车型或者微面都是***用后扭力梁非独立悬架,所以很多人就说多连杆悬架要比扭力梁悬架强,更加舒适,那么这样的说***确吗,我们先来了解下悬架的作用以及两者的区别。

悬架的作用:悬架的作用主要有四个;第一就是起到支撑性作用;

汽车连杆研究国内外同类-为汽车连杆选材,可有哪些选择
(图片来源网络,侵删)

第二就是起传力作用,将发动机的动力传递到车轮上,将车轮的制动力和支撑力传递到车身;第三就是缓冲作用:降低缓冲汽车在行驶过程中带来的震动。第四就是提高汽车操控性,保证前轮前束和方向具有自动回正功能等。 多连杆独立悬架的优缺点:

多连杆独立悬架:多连杆独立悬架是由连杆,减震器和减震弹簧组成的。它的连杆比一般悬架要多些,一般都把4连杆或更多连杆结构的悬挂,称为多连杆。优点:多连杠独立悬挂不仅可以保证拥有一定的舒适性,而且由于连杆较多,可以使车轮和地面尽最大可能保持垂直,尽最大可能减小车身的倾斜,最大可能维持轮胎的贴地性。高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆悬架。 ? 性能和操控稳定性,所以大多使用多连杆悬架。缺点:多连杆悬架需要更多的空间,并且架构相对来说比较复杂,材料、研究成本之类的都比较高。

基于长度可变连杆的运行特性研究

纯铜、纯铝等。汽车上的连杆瓦的主要作用是减小连杆大头与连杆轴颈之间的磨损,一般由薄钢背和减磨合金层制成,通常用纯铜、纯铝、青铜、灰铸铁材料。功用:将活塞的力传给曲轴,变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动,组成:连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等组成。

为什么几根连杆就能支撑住汽车?

长度可变的连杆能相对简易地集成到现有的发动机中,并使其具有可变的压缩比。发动机运行安全性和成本是零部件开发中最重要的课题。德国海尔布隆大学在发动机试验台和试验车辆上验证了长度可变连杆的运行特性,同时介绍了其在实际发动机上运行的试验结果。

0?前言

可变压缩比在汽油机上的应用包括在一定的全负荷平均压力曲线下运作时,发动机需要在尽可能宽广的工况范围内提高效率。能否使发动机进一步提高效率取决于诸多因素,为此研究人员应对各种使用环境分别予以评估,其中必须考虑到混合动力系统、全新的行驶循环及代用燃料等方面。基于上述情况可知,使用可变压缩比技术的前提条件为逐步提升零部件的可用性。研究人员能基于现有发动机结构的可集成性和制造成本来决定未来是否使用可变压缩比系统,以及使用何种系统。

1?偏心活塞销座方案及其历史

连杆长度的可变性能直接借助于直线导向装置或偏心轮来实现。***用偏心轮可明显降低连杆所承受的作用力。通过偏心活塞销座和2个液压缸来支承偏心力矩,已被证实具有较高可行性。早在2005年,基于倒拖发动机的试验结果已首次验证了该项功能。在后续的数年中,研究人员又在实际运行的发动机上进行了试验。近年来,针对连杆的工业化研究得以开展,预计该类产品将于2023?年开始量产。

2?液压支承效果的试验研究

偏心轮所***用的液压支承是发动机实现无故障安全运行的前提条件。在2个终端位置时,2个支承活塞中的1个布置于气缸底部,另1个布置在1个封闭的机油容器上。由于与零件的弹性变形、可压缩性及泄漏等因素密切相关,周期性作用在活塞销上的负荷使支承机构出现了运动现象,研究人员应尽可能消除此类现象。对于上述目标的构件设计过程而言,研究人员需要对偏转现象和由此产生的支承压力进行深入研究,而这2?类情况的出现又取决于运行工况点。

为了对支承功能进行研究,研究人员将配备了压力和行程传感器的长度可变连杆安装在1台3缸1.0?L发动机上,并在实际运行的发动机上进行试验。研究人员对摇臂传输信号进行了测量,同时在第3缸连杆轴颈旁安装了1个压力传感器,其信号可通过1个滑环传送器进行传输。图1示出了实际投入应用的微型传感器及其集成在气缸体曲轴箱中的情况,以及传感器和在连杆试验台上为长度可变连杆配备测量摇臂的情况。

图2示出了所选择的2种稳定运行工况点的信号曲线。发动机在第1个运行工况点时,会***用高压缩比εHigh,所得到的负荷基本相当于自然吸气全负荷,而偏心轮力矩M?由测得的缸内气体压力和基于运动学的活塞惯性力计算得到。正力矩会产生作用于GKS侧油缸支承室的负荷,负力矩会产生作用于MKS侧油缸支承室的负荷,其中在εHigh终端位置上的MKS支承活塞位于油缸底部,由此产生的压力较低。构件的负荷状况、间隙、可压缩性和泄漏会引起偏心轮角度调节的柔性变化,这很大程度上与GKS支承油缸中的压力曲线相关,在上止点(TDC)后不久会使偏心轮的最大扭转角达到0.8°。当发动机在该工况点运行时,低压侧仅呈现出较小的压力波动。

如图2所示,发动机在第2个运行工况点时,会***用低压缩比εLow。此时GKS支承活塞首先处于油缸底部,呈负值的偏心轮力矩在MKS支承油缸中会产生相应的压力pMKS,先前吸入的机油也会在GKS支承油缸中产生一定压力,在上止点后不久即达到偏心轮的最大扭转角,该数值约为1.6°。连杆轴瓦上油槽中的压力pNut曲线呈现出了明显的动力学变化。

3?试验车辆

在加速过程中,研究人员必须调低发动机的压缩比,以防止产生爆燃现象。为了测试真实行驶状态下的转换特性,研究人员专门为1台6缸3.0?L发动机配备了长度可变连杆,并将其安装到试验车辆上。图3示出了一些结构细节及其在发动机上的集成效果。偏心距为3.0?mm,能将其长度同样也调整为3.0?mm,由此能使整机具有2种压缩,其中εHigh为13.0,εLow为9.7。

支承活塞使用了由Freudenberg公司开发的聚四氟乙烯密封环来进行密封。止回阀由1个淬硬的阀板和1个直径为3.0?mm?的陶瓷球组成。执行机构可借助于Sonceboz公司的12?V?扭转电机以操纵可活动的机械偏心轮。每个气缸旁安装了1个霍尔传感器以***集实时压缩比,压缩比传感器的信号处理和执行电机的控制过程与发动机电控单元无关,而是单独由National?Instrument公司的Compact?Rio型控制器进行控制。研究人员为此设置了1个屏幕,可显示出各个气缸的压缩比瞬时值和其他测量值,而无需与发动机控制器进行专门匹配。

4?在汽车上的试验

研究人员将设定的静态转换特性曲线存储在控制器中,并将其用于压缩比的转换。在所示的转换策略下,当平均有效压力瞬时值有所提升时,压缩比即会切换到εLow,而负荷参数则是由发动机电控单元提供的接合力矩计算得出。

图4?负荷突变期间,发动机转换到低压缩比的过程长途行驶中的负荷和转速曲线示于图4,下方的3张曲线图示出了其向εLow转换的细节,其中各个数据点分别代表每次转换终了时参数的实时值,瞬态负荷全部由控制器每10?ms更新1次。一旦这些数值分别低于相应的阈值,控制器就会对压缩比进行调整,在所示的细节中,其时间点处于2个数据点之间,并被定义为开始时间点(t=?0?s)。在下一个时间点,执行器已对部分调节行程进行了设定,在下一次转动终了时执行器就会抵达终端挡板。根据长度可变连杆何时经过偏心轮元件表面,以及当时气缸处于哪个工作循环等因素,压缩比会逐步向εLow进行调整。所有6个长度可变连杆均可实现同步连续调节。在这个典型的示范性细节中,第5气缸的长度可变连杆将在曲轴第18转时达到其终端位置,因此调节过程会在0.48?s后结束。

在催化转化器加热期间,应优先使用低压缩比,以便能实现尽可能高的废气温度。发动机停机时会处于εHigh状态,在后续的试验中,研究人员将对正处于εHigh状态的发动机如何能在起动过程中迅速地转换到εLow状态开展进一步研究。在操纵起动机前,偏心轮元件就已处于εLow位置。图5示出了在发动机起动阶段及后续过程中的信号曲线。在时间点t=0?s时,曲轴会转动第1圈,在转过第1圈后,各个连杆的调节程度存在显著差异。换言之,各个连杆的转换阀会根据曲轴布置顺序的错开角度和错开时间来进行操纵。在操纵之后不管后续行程为压缩行程或排气行程,在t=2.0?s时,所有气缸都已达到了εLow状态。

5?总结和展望

本文介绍了长度可变的连杆系统在实际发动机上运行时的试验结果。重要状态参数曲线可通过较高的分辨率与曲轴转角得以同步记录,使研究人员可以清楚地看到工作循环内的机械和液压过程。同时,研究人员在所试验的运行工况点上观察到的最大压力约为10?MPa,在转速为4?000?r/min并***用εLow时,观察到偏心轮最大的偏转角度为1.6°。在德国海尔布隆大学的其他研究项目中,研究人员还成功地在高于6?000?r/min的发动机转速条件下进行了试验。

研究人员将另1台同样也配备长度可变连杆的发动机安装在汽车上,并进行了瞬态工况试验,在向εLow转换的调节过程中,各个气缸之间的偏差较小。在典型的负荷突变情况下,该过程持续了约0.5?s。在εHigh状态时,停止运行的发动机能在起动后约2.0?s后切换到εLow状态。未来,研究人员将针对用于液压支承型长度可变连杆的执行机构方案而开展相关研究。

本文发表于《汽车与新动力》杂志2020年第5期

作者:[德]K.WITTEK等

整理:范明强

编辑:伍赛特

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

如上图所示,支撑车身的只要是弹簧,可不要小看避震弹簧的力量,通常我们会根据K值大小来选择合适的弹簧,K值简单点说就是比如某弹簧4K,那么就代表用四公斤的力量去压缩它、或去拉伸它,只会产生一毫米的形变,而通常车用的避震弹簧都能产生几十毫米的形变程度,所以承受起百八十公斤的重量并不是什么难事;况且K值大的避震弹簧很多,前悬挂可以到11K、后悬可以到8.5K左右,当然系数更大的也有,只是不常用;

选择弹簧K值的时候应注意,k值太大的弹簧比较硬,遇到冲击产生的形变程度很低,虽然能提供充足的支撑,但无法通过较大程度的形变去泄力,所以冲击力会作用于车内、塔顶,让车内人员感觉不舒服,而一般赛车的弹簧都是这样的,目的就在于提供充足的支撑、而牺牲掉舒适性;而K值太低也不行,k值过低的舒适性肯定更好,因为弹簧可以利用较大的形变程度对冲击力充分的进行缓冲,但由于太软则容易吃避震筒的行程,因为形变程度太大会容易用把避震筒的行程用到极限,会导致避震器加速报废。。。 其实从图上就能看出,大部分的悬挂系统支撑起车身其实主要靠的就是弹簧、避震器,当然这只的是静态支撑,而只有当车子跑起来的之后那些个连杆、横臂才能发挥出作用;四个避震筒?弹簧都顶得上四个千斤顶了,所以支撑起车身是没有任何问题的,千斤顶一个都能把车子顶起来对吧?道理是很容易理解的;车辆保持静态时,所有的重量都是由避震系统所支撑,只不过在运动状态下各个连杆、或上下横臂开始介入承担来至于各个角度的撕扯力,当然从这个角度就考验悬挂的构造了,当然***功底也很重要!

上图就是典型的麦弗逊悬挂,优势就是结构更加小巧,对于促进横置前驱车的普及有很大的贡献,因为横置发动机太占用空间,大型悬挂系统如多连杆、双横臂占地面积大,不容易布置;从理论上讲麦弗逊悬挂的运动性不如双叉臂、舒适性不如多连杆,但通过高超的调校技术也能比拟双叉臂悬挂,只不过差异就在于极限偏低,不过像保时捷911这样的发动机后置跑车,前悬挂用麦弗逊还可以,因为车头重量不大过弯时产生的横向撕扯力不大,所以麦弗逊足以应付,但保时捷的麦弗逊悬挂可不是普通的麦弗逊,无论设计、结构、材质都属于上品! 如上图所示最适合运动的双横臂前悬挂,最主要的就是比麦弗逊多了一个上横臂(图中弹簧附近的横臂),更善于控制高速行驶中来至于横向的撕扯力,其实普通车友用不到这些,很多配置都是在很极端的条件下才能发挥出其应该有的作用,而日常行驶中是很难以感觉出来的;鄙人最喜欢的悬挂就是双横臂,倒不是因为它性能强,只是看上去更粗壮、厚重,有种安全感;悬挂就是这样,往往一些结构越简单的悬挂,虽然造价低,但由于其控制变量太少却给设计、***带来了极大的困难,而如五连杆、双叉臂这样的大型悬挂组,造价成本会更高些,但由于控制变量多,所以更容易***出优秀的性能!

问题中的连杆属于 汽车 悬架中的一部分, 汽车 悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统,而这个结构系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当 汽车 行驶在路面上时因地面的变化而受到震动及冲击,这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收,但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬架装置来吸收的。

悬架的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂,厂家不但要考虑 汽车 的舒适性,操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略。也就产生了现在比较常见的五种悬架:麦弗逊式独立悬架、双叉臂式独立悬架、单纵臂扭杆梁式非独立悬架、连杆支柱式独立悬架、多连杆式独立悬架。

一般的车轮都有3-5根连杆组成支撑,全车会有十数根一起来承接 汽车 重量,大部分的 汽车 重量在1吨到2吨之间,一根连杆理论上可以支撑的重量至少300-500KG,所以不用担心连杆无法支撑 汽车 的重量。

恩,那种***我也经常看,不过***那种车辆往往都是带大梁的硬派越野车,后轴悬挂往往都是多连杆整体桥的。我们常见的多数车辆支撑车身重力还得靠车架、副架将整车重量分摊给整体桥、螺旋弹簧和减震器,最后再均分到各个轮子上。这其中连杆也会起到一丢丢的支撑作用,但连杆的主要作用是连接车轮和车架、平衡稳定、保持车轮在标定范围内可以独立的随意变动。

以多连杆后悬挂为例,车轮会通过副架连接到车身骨架上(活性连接),螺旋弹簧、减震器一端连接车轮另一段也会通过车身副驾连接到车身骨架。车辆静止或者满座的情况下车身的重量基本都是靠它俩来支撑的,连杆几乎不会承车身重量。当车辆行驶起来车身重力主要仍是靠它俩支撑,但由于路面不平整会造成轮子摆动、倾斜、受力不均匀的情况,连杆这时会守到重力惯性影响但它的主要作用是:连接、平衡、拖拽、调节并分担一小部分运动惯性支撑。不过连杆的活动区间和力度也不是没有限度的,只要在***设定的范围内都没事,不过一旦过于激烈驾驶,超过承受额定范围断杆、断轴、断副驾的情况也很多。

另外常见几款悬架支撑可以了解下:

麦弗逊

家用车居多也是最常见的前悬挂,麦弗逊悬挂的受力支撑主要靠的是减震和螺旋弹簧。当然在车辆运动的情况中下摆臂和防倾杆也会由于运动惯性受重力影响,但是受重力影响并不大,主要仍是控制轮子在一定范围内可独立调整。类似演变出来的双叉臂前悬挂、双球节、三连杆等虽然结构有差异但是性质一样。

双叉臂后悬挂

后悬挂遇到的比较多,也是成本最低的最省空间的独立悬挂,特点是由上下两个A型叉臂连接车身骨架或者副架。双叉臂后悬挂车身重量的支撑主要还是得靠减震器和螺旋弹簧,在运动状态悬挂也是主要用来调整震动和轮子摆动幅度。

扭力梁悬挂

扭力梁就不多说了,一根大梁连接车轮,由减震器主要承担承受车身重量。运动起来后震动不可避免,两轮各自不独立只能靠减震和弹簧抵消震动。

扭力梁+瓦特连杆半独立悬挂

和扭力梁大差不差,只是多了一套副架+连杆的组合,承重仍然靠减震和弹簧。由于瓦特连杆的存在车辆运动起来驾驶感和操控感要比非独立悬挂好很多。这么粗壮结实的横梁你应该不会担心它断吧,不过结实不结实连接处的设计和用料才是关键。(回忆下别克的分体式衬套)

总之你可以理解为连杆是控制车轮调节摆动的的它并不是承载车身重量的。

这四根钢板卡子能承受一百吨的压力。

汽车 连杆主要作用就是起到支撑车辆,缓冲路面对车辆冲击,提高乘员舒适性。

我们看到的普通家用轿车,连杆将作用力都是传递到车身上的,由车身承受最终的力。所以有的家用轿车车身刚度不够的话,走烂路会出现咯吱的异响。

越野车会有一个从前贯穿到后的纵梁,承受路面的冲击。越野车用承载式车身的话,很容易车身变形无法使用了

从力学的角度来说,这些杆虽然细了点,但通过合理的结构设计,组合成一套连杆系统,使得每根杆都受拉力,而不是弯矩或扭矩,避免了应力集中,因而不会有很大的应力,正常工况下是安全的。

扭力梁受弯矩,太薄了就,,,比如某高级车某腾,主要是省得太狠了!

为什么几根骨头就能支撑一个人

同理,为什么你两跟那么细的骨头能支撑起你那么重的身体,

其实,连杆主要是起到拉升的作用,根本就不会支撑。那是避震的功劳。所以那些说日系车,筷子连杆,都是骗骗没有文化的人。都说筷子容易折断,你有本事把他拉断?

一台车加上货物才2吨啊,,,平均下来,一个轮子500公斤,当然能撑得住了。

标签: #连杆

上一篇上海大众汽车减震器多少钱-上海大众汽车减震器

下一篇当前文章已是最新一篇了