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正文內(nèi)容

汽車輕量化技術(shù)(學(xué)員版)一(編輯修改稿)

2025-01-27 20:33 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 。高強(qiáng)度鋼在汽車上的應(yīng)用高強(qiáng)度鋼在汽車上的應(yīng)用其他材料的應(yīng)用其他材料的應(yīng)用CAD/CAE在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用結(jié)構(gòu)小型化結(jié)構(gòu)小型化承載式車身在汽車上的應(yīng)用承載式車身在汽車上的應(yīng)用先進(jìn)特種成形工藝的應(yīng)用先進(jìn)特種成形工藝的應(yīng)用汽車輕量化之汽車輕量化之第三章第三章 汽車輕量化的主要途徑汽車輕量化的主要途徑29294輕金屬輕金屬 在汽車上的應(yīng)用在汽車上的應(yīng)用 鋁鋁 、 鎂鎂 、 鈦鈦 合金材料是所有現(xiàn)用金屬材料中密度較低的輕金屬材料 (鎂合金約 , 鋁合金約 ,鈦合金約。而鋼的密度約 ),因而成為汽車減輕自重,提高節(jié)能性和環(huán)保性的首選材料。時(shí)間 1970 1980 1990 1995 21世紀(jì)自身質(zhì)量/ kg l585 1375 l312 l270 l200美國轎車平均自身質(zhì)量變化情況表30294選用輕金屬材料的重要意義選用輕金屬材料的重要意義( 1) 苛刻的安全法規(guī)要求用提高汽車主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性的 眼光來完善汽車的安全設(shè)計(jì) ;( 2)選用輕金屬材料是節(jié)油和降低排放的重要方法;( 3)選用輕金屬材料是提高汽車動(dòng)力性、舒適性和提高競爭力的 方向 因此,輕金屬替代鋼鐵因此,輕金屬替代鋼鐵材料是汽車發(fā)展的重要方材料是汽車發(fā)展的重要方向。世界各大汽車公司都爭向。世界各大汽車公司都爭相開發(fā)輕金屬材料。相開發(fā)輕金屬材料。車名車名 鋼鐵鋼鐵 輕金屬輕金屬 塑料塑料 其它其它大眾路波牌轎車 奔馳 E系列轎車 奧迪 A2型轎車 奧迪 A6型轎車 福特新型 P2023轎車 — 福特 Taurus牌轎車 — BMW公司 3系轎車 —世界幾種典型轎車用材比例世界幾種典型轎車用材比例 %31294(( 1)輕金屬材料)輕金屬材料 ?? 鋁合金鋁合金 自 70年代開始,汽車用鋁量不斷增加。作為一種輕質(zhì)材料,鋁合金正日益受到汽車制造企業(yè)的青睞。目前,全世界耗鋁量的 12%~ 15% 以上用于汽車工業(yè)。有些發(fā)達(dá)國家已超過 25% 。2023年歐美日的小汽車平均用鋁量已經(jīng)達(dá)到 127kg/輛。歐洲鋁協(xié)(EAA)預(yù)測:在 2023年前 ,歐洲小汽車用鋁量將增至 300kg/輛。32294比強(qiáng)度高彈性好導(dǎo)熱性好易加工回收率高耐蝕性好耐磨密度小ρ=鋁及鋁合金鋁及鋁合金的特點(diǎn)鋁及鋁合金的特點(diǎn)33294西南鋁業(yè)集團(tuán)調(diào)查顯示,鋁合金的回收率在80%以上。約60%的汽車用鋁來自廢料216。 汽車輕量化,節(jié)能降耗,有利環(huán)保216。 汽車鋁合金零部件回收再利用率高216。 提高燃油效率,加大載重能力216。 減少工序,提高裝配效率216。 安全舒適鋁合金在汽車上的應(yīng)用優(yōu)勢鋁合金在汽車上的應(yīng)用優(yōu)勢34294汽車用鋁汽車用鋁鑄鋁鑄鋁(( 77% ))變形鋁合金變形鋁合金(( 23% ))板材板材 10%重力鑄造件重力鑄造件 壓力鑄造件壓力鑄造件 擠壓材擠壓材 鍛件鍛件美國研究表明,目前汽車上用鋁大致為美國研究表明,目前汽車上用鋁大致為 :汽車用鋁合金種類汽車用鋁合金種類35294部件系統(tǒng) 零件名稱發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、進(jìn)氣管、水泵殼、發(fā)動(dòng)機(jī)殼、啟動(dòng)機(jī)殼、搖壁、搖壁蓋、濾清器底座、發(fā)動(dòng)機(jī)拖架、正時(shí)鏈輪蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、分電器座、汽化器等傳動(dòng)系統(tǒng) 變速箱殼、離合器殼、連接過濾板、換擋拔叉、傳動(dòng)箱換擋端蓋底盤行走系統(tǒng) 橫梁、上下壁、轉(zhuǎn)向機(jī)殼、制動(dòng)分泵殼、制動(dòng)鉗、車輪、操縱等其它系統(tǒng)部件 離合器踏板、剎車踏板、方向盤、轉(zhuǎn)向節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)框架、 ABS系統(tǒng)部件汽車用鑄造鋁合金的主要部件系統(tǒng)鋁合金在汽車中的應(yīng)用鋁合金在汽車中的應(yīng)用36294變形鋁合金的主要部件系統(tǒng)車身系統(tǒng)部件 發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車頂篷、車門、冀子板、行李箱蓋、地板、車身骨架及覆蓋件等熱交換器系統(tǒng)部件 發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器、機(jī)油散熱器、中冷器、空調(diào)冷凝器和蒸發(fā)器等其他系統(tǒng)部件 沖壓車輪、座椅、保險(xiǎn)桿、車廂低板及裝飾件等37294零件名稱 鑄鐵件質(zhì)量鑄鋁件質(zhì)量質(zhì)量比(鐵:鋁)零件名稱 鋼件質(zhì)量鋁件質(zhì)量質(zhì)量比(鋼:鋁)進(jìn)氣歧管 ~ ~ ( ~2):1前后上操縱杠 : 1汽缸體 80~120 ~32.0( ~): 1懸掛支架 : 1發(fā)動(dòng)機(jī)罩 18~27 ~11.4( ~): 1轉(zhuǎn)向操縱桿 : 1轉(zhuǎn)向機(jī)殼 ~ ~ ( ~): 1萬向接頭 : 1變速器殼 ~23.0~ ( ~): 1托架 : 1制動(dòng)鼓 ~ ~ ( ~): 1吸振軸承 : 1水泵殼 ~ ~ ( ~): 1懸掛支架軸承 : 1油泵殼 ~ ~ ( ~): 1轉(zhuǎn)向桿軸承 : 1鋁材代替鑄鐵和鋼材零件的質(zhì)量對比 kg38294 從上表可知,汽車每使用 1kg鋁,可減輕自重 kg,減重效應(yīng)高達(dá) 125%,在汽車整個(gè)使用壽命周期內(nèi)可減少廢氣排放 20kg。此外,鋁回收簡便,是除鋼鐵以外能最大限度回收利用的材料,幾乎 90%的汽車用鋁可以回收并循環(huán)利用。鋁具有良好的物理和化學(xué)性能,工業(yè)生產(chǎn)中的鑄、鍛、沖工藝均能適用,是可采用多種鑄造工藝制造零件的少數(shù)幾種金屬材料之一,最適于應(yīng)用廣泛的壓力鑄造工藝。但鋁合金的成本仍高于鋼鐵材料。39294鋁合金的主要優(yōu)點(diǎn)是重量輕,散熱性好。隨著發(fā)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,四氣閥結(jié)構(gòu)成為發(fā)動(dòng)機(jī)的主流設(shè)計(jì)趨勢。與兩氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)相比,每缸四氣閥的氣缸蓋比每缸兩氣閥的氣缸蓋在工作時(shí)要產(chǎn)生更多的熱量,采用全鋁合金缸蓋是最好的解決辦法。目前,轎車發(fā)動(dòng)機(jī)部件中不僅活塞、散熱器、油底殼缸體采用鋁合金材料,而且缸蓋、曲軸箱也采用這種材料。在目前的形式下,在發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鋁合金替代鑄鐵已經(jīng)成為主流趨勢。1 發(fā)動(dòng)機(jī)汽車鋁合金典型件汽車鋁合金典型件 法國汽車的鋁汽缸套已達(dá) 100%, 鋁汽缸體達(dá) 45%。在未來幾年里,隨著高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋁合金材料的開發(fā)成功和制造工藝的不斷改進(jìn),鋁合金材料將愈來愈多的用來制造這一類零部件。40294德國大眾先進(jìn)的 W12發(fā)動(dòng)機(jī)采用的基本上都是鋁鎂合金,奧迪 A8Lquattro轎車上因采用 W12發(fā)動(dòng)機(jī),整車重量隨之被降低到 1980kg,低于所有其他車型。而 W12引擎 450馬力、 560Nm的強(qiáng)勁動(dòng)力,使其單位馬力需加速的重量僅為 ,堪與高性能跑車相媲美。大眾最先進(jìn)的 W12發(fā)動(dòng)機(jī)41294北極星 V8發(fā)動(dòng)機(jī)北極星系列引擎是通用旗下除了 LS引擎系列外最頂級的發(fā)動(dòng)機(jī),它是美國首款頂置凸輪軸的 V8鋁合金的引擎。它的汽缸套由全鋁合金壓鑄而成。目前廣泛應(yīng)用于凱迪拉克上的 320馬力,最大扭矩 427Nm。而應(yīng)用于高性能 V系列的機(jī)械增壓款更可高達(dá) 476馬力 /606Nm。422942 輪轂輪轂 汽車廣泛應(yīng)用的鋁制輪轂是鋁合金在汽車上應(yīng)用的一個(gè)例子,幾乎所有的新車型都采用了鋁合金輪轂。 馬自達(dá)跑車輪轂 福特 Focus鋁合金輪轂鋁合金輪轂的優(yōu)點(diǎn)鋁合金輪轂的優(yōu)點(diǎn) :? 減重、省油? 增加發(fā)動(dòng)機(jī)壽命? 散熱好? 真圓度好? 堅(jiān)固耐用? 美觀汽車鋁合金典型件汽車鋁合金典型件43294鋁合金鋁合金 鋼輪轂減重對比鋼輪轂減重對比車車 種種 輪轂規(guī)輪轂規(guī) 格格inch 鋁輪轂質(zhì)鋁輪轂質(zhì) 量量kg 鋼輪轂質(zhì)鋼輪轂質(zhì) 量量kg 減重效果減重效果 kg 單車單車 減重效果減重效果 kg4輪轎車 與客車 58 79 23 8128輪 中型汽 車 17 3310輪 大卡 車37344242125100175185442943 車身覆蓋件車身覆蓋件 車身的重量約為汽車總重量的 30%,故車身的輕量化占有舉足輕重的地位。在汽車內(nèi)外板上用鋁合金板代替鋼板可使車身
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