Автокөлік өнеркәсібінің жеңіл материалдарға деген кең тараған қозғалысы жанармайдың тиімділігіне қатысты қатаң ережелер, электромобильдердің танымалдылығының артуы және өңдеу өнімділігін арттыруға ұмтылумен түрткі болды. Басқару тұтқасының төлкелері кішігірім бөліктер болып саналғанымен, олар да осы түрлендірудің бөлігі болып табылады. Олардың дизайны қаттылық, беріктік және дірілді басу сияқты маңызды өнімділік аспектілерін сақтай отырып немесе тіпті жақсарта отырып, салмақты азайту үшін айтарлықтай дамыды. VDI басқару тұтқасы 4H0407182B бұл заманауи тәсілдің үлгісі болып табылады — құрылымдық тұтастықты немесе динамикалық өнімділікті жоғалтпай салмақты үнемдеуге қол жеткізу үшін оңтайландырылған геометриямен және жетілдірілген материалдармен жасалған.
Дәстүрлі түрде басқару тұтқасының сыртқы металл корпусы қалың қабырғалары бар берік болат цилиндрден жасалған, ол берік құрылымдық тұтастықты және эластомер мен металды байланыстыру үшін сенімді бетті ұсынады. Болаттың ерекше беріктігі оның қолжетімділігімен бірге оны көптеген жылдар бойы стандартты нұсқа ретінде бекітті. Дегенмен, автомобиль өндірушілері таралмаған салмақты азайтуды мақсат еткендіктен (доңғалақтар, хабтар, тежегіштер және суспензия қосылымдары сияқты аспа серіппелері ұстанбайтын бөлшектер), үлкен болат корпусы жақсартудың негізгі нүктесі болды.
Өтпелі кезең жұқа қабырғалары бар жоғары берік болатты (HSS) енгізуден басталды. 500–800 МПа жоғары аққыштық шегіне ие жетілдірілген жоғары беріктігі төмен легірленген (AHSS) түрлерін қолдану арқылы инженерлер қабырға қалыңдығын айтарлықтай төмендете алды (әдетте 30–50%-ға), жүк көтеру қабілетін немесе байланыс тұтастығын бұзбай. Бұл жұқа болат жабын салмақты азайта отырып, радиалды ұсақтау күштеріне төтеп беру үшін қажетті құрсаудың маңызды беріктігін қамтамасыз етеді.
Салмақты азайту өте маңызды сценарийлерде, әсіресе электрлік және люкс автомобильдерде, алюминий қорытпалары сыртқы қабық үшін болатты толығымен ауыстырды. Салмағы болаттың үштен бір бөлігін құрайтын (7,8 г/см³ салыстырғанда 2,7 г/см³) алюминий жалпы салмақты айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Алюминийдің төменгі серпімділік модулін және оның болатқа қарсы салыстырмалы түрде әлсіз беріктігін өтеу үшін жеңдер жиі шамалы үлкенірек диаметрлермен немесе қосымша тірек қабырғаларымен жобаланады, бұл салыстырмалы тұрақтылық пен шаршауға төзімділікті қамтамасыз етеді.
Сонымен қатар, втулканың жалпы салмағын азайту үшін эластомердің (резеңке немесе заманауи полимер өзегі) мөлшері азайтылды. Тіпті азайған материалмен де жүктемені көтеру қабілеті мен қаттылықты сақтау үшін инженерлер ішкі дизайнды реттейді:
● Ішкі тесік диаметрінің қабырға қалыңдығына қатынасы резеңке пайдалануды азайта отырып, қажетті радиалды және осьтік қаттылыққа жету үшін ақырлы элементтерді талдау (FEA) арқылы қайта қаралады.
●Негізгі цилиндрлік пішіндердің орнын алу үшін неғұрлым жеңілдетілген көлденең қима пішіндері енгізілген. Дөңгелек емес пішіндер (мысалы, сопақ немесе көпбұрышты) материалды кернеулер ең үлкен жерлерге бағыттап, ығысуға төзімділікті арттырады.
●Экцентрлік конфигурациялар (ішкі жең сырттан ығысқан жерде) біркелкі емес қаттылық сипаттамаларын жасайды — бір бағытта моментке немесе бүйірлік жүктемеге төзімділік үшін үлкенірек, ал икемділік үшін басқа бағытта азырақ — қосымша материалды қажет етпестен.
Бұл геометриялық жақсартулар төлкенің радиалды жүктеме сыйымдылығы, бұралу қаттылығы және беріктігі бойынша салыстырмалы немесе жақсартылған өнімділікті қамтамасыз ететініне кепілдік береді, тіпті төменгі массамен де. Демек, суспензияның жауап беру уақытына оң әсер ететін, доңғалақ жинағындағы инерцияны төмендететін және өтпелі өңдеудің дәлдігін жақсартатын серіппелі салмақтың айтарлықтай төмендеуі байқалады (мысалы, жылдамырақ айналу және соққыны жақсы сіңіру).
Артықшылықтарды басқарудан басқа, серпілмейтін салмақты азайту жоғары тиімділікке қол жеткізуге көмектеседі. Іштен жану қозғалтқыштарымен жұмыс істейтін көліктерде жылжымалы кедергінің төмендеуі және массаға байланысты жоғалтулар жанармай тиімділігін шамалы, бірақ қосымша жақсартуларға әкеледі. Электрлік көліктер жағдайында суспензия салмағын тіпті аз мөлшерде азайту жеделдету және қалпына келтіру тежеу фазалары кезінде энергияны тұтынуды азайту арқылы көліктің жүре алатын қашықтықты арттырады.
VDI басқару тұтқасының втулкасы 4H0407182B сияқты өнімдер берік металл жеңдерден жеңіл, жоғары берік болатқа немесе алюминийге дейін, жақсартылған эластомерлік пішіндермен бірге осы ауысуды қамтиды - салмақты азайту, автомобиль өнімділігін және қозғалтқышты пайдаланудың ұзақ мерзімділігінің бәсекелес талаптарын қанағаттандыру үшін тіпті ұсақ бөлшектердің қалай қайта жобаланатынын көрсетеді.
