1. Enkonduko
Aŭtomobila malpeza pezo komenciĝis en evoluintaj landoj kaj estis komence gvidata de tradiciaj aŭtomobilaj gigantoj. Kun kontinua disvolviĝo, ĝi akiris gravan momenton. De la tempo, kiam indianoj unue uzis aluminian alojon por produkti aŭtomobilajn krankojn al la unua amasproduktado de Audi de tute-aluminiaj aŭtoj en 1999, aluminia alojo vidis fortikan kreskon en aŭtomobilaj aplikoj pro ĝiaj avantaĝoj kiel malalta denseco, alta specifa forto kaj rigideco, Bona elasteco kaj efika rezisto, alta reciklebleco kaj alta regenerado. Antaŭ 2015, la aplika proporcio de aluminia alojo en aŭtomobiloj jam superis 35%.
La aŭtomobila malpeza pezo de Ĉinio komenciĝis antaŭ malpli ol 10 jaroj, kaj ambaŭ la teknologio kaj aplika nivelo restas malantaŭ evoluintaj landoj kiel Germanio, Usono kaj Japanio. Tamen, kun la disvolviĝo de novaj energiaj veturiloj, materiala malpeza pezo progresas rapide. Utiligante la pliiĝon de novaj energiaj veturiloj, la aŭtomobila malpeza teknologio de Ĉinio montras tendencon de renkontiĝo kun evoluintaj landoj.
La merkato de ĉinaj malpezaj materialoj estas vasta. Unuflanke, kompare kun evoluintaj landoj eksterlande, la malpeza teknologio de Ĉinio komenciĝis malfrue, kaj la entuta pezo de veturila kurbo estas pli granda. Konsiderante la referencon de la proporcio de malpezaj materialoj en fremdaj landoj, ankoraŭ ekzistas ampleksa loko por disvolviĝo en Ĉinio. Aliflanke, antaŭenpuŝita de politikoj, la rapida disvolviĝo de la nova energia veturila industrio de Ĉinio akcelos la postulon de malpezaj materialoj kaj instigos aŭtomobilajn kompaniojn moviĝi al malpeza pezo.
La plibonigo de normoj pri emisio kaj konsumado de brulaĵo devigas la akcelon de aŭtomobila malpeza pezo. Ĉinio plene efektivigis la ĉinajn vi -emisiajn normojn en 2020. Laŭ la "taksada metodo kaj indikiloj por konsumado de brulaĵoj de pasaĝeraj aŭtoj" kaj la "ŝparado de energio kaj nova energia veturila teknologio", la 5.0 L/km -brula konsumado. Konsiderante la limigitan spacon por substancaj progresoj en motora teknologio kaj redukto de emisioj, adoptante mezurojn al malpezaj aŭtomobilaj komponentoj povas efike redukti veturilajn emisiojn kaj konsumon de brulaĵo. Malpeza pezo de novaj energiaj veturiloj fariĝis esenca vojo por la disvolviĝo de la industrio.
En 2016, la Ĉina Aŭtomobila Inĝenieristika Societo publikigis la "ŝparadon de energiaj veturiloj de energio -veturilo", kiuj planis faktorojn kiel energikonsumo, krozada gamo kaj fabrikaj materialoj por novaj energiaj veturiloj de 2020 ĝis 2030. Malpeza pezo estos ŝlosila direkto Por la estonta disvolviĝo de novaj energiaj veturiloj. Malpeza pezo povas pliigi la krozadan gamon kaj trakti "gamon de angoro" en novaj energiaj veturiloj. Kun la kreskanta postulo pri plilongigita krozada gamo, aŭtomobila malpeza pezo fariĝas urĝa, kaj la vendoj de novaj energiaj veturiloj kreskis signife en la lastaj jaroj. Laŭ la postuloj de la poentada sistemo kaj la "mez-longdaŭra disvolva plano por la aŭto-industrio", oni taksas, ke antaŭ 2025, la vendoj de novaj energiaj veturiloj de Ĉinio superas 6 milionojn da ekzempleroj, kun kompona jara kresko indico superanta 38%.
2. Aluminaj alojaj trajtoj kaj aplikoj
2.1 Karakterizaĵoj de aluminia alojo
La denseco de aluminio estas unu triono de ŝtalo, igante ĝin pli malpeza. Ĝi havas pli altan specifan forton, bonan elfluan kapablon, fortan korodan reziston kaj altan recikleblecon. Aluminiaj alojoj estas karakterizitaj per estado ĉefe kunmetita de magnezio, elmontrante bonan varmegan reziston, bonajn veldajn proprietojn, bonan lacecan forton, nekapablon esti fortigita per varmotraktado kaj la kapablo pliigi forton per malvarma laboro. La 6 serio estas karakterizita per estado ĉefe kunmetita de magnezio kaj silicio, kun MG2SI kiel la ĉefa fortiga fazo. La plej uzataj alojoj en ĉi tiu kategorio estas 6063, 6061 kaj 6005A. 5052 Aluminia plato estas Al-aloja plato Al-Mg-serio, kun magnezio kiel la ĉefa aloja elemento. Ĝi estas la plej uzata kontraŭ-rusto-aluminia alojo. Ĉi tiu alojo havas altan forton, altan fatalan forton, bonan plasticecon kaj korodan reziston, ne povas esti fortigita per varmotraktado, havas bonan plasticecon en duon-malvarma laboro hardado, malalta plasteco en malvarma laboro hardado, bona koroda rezisto kaj bonaj veldaj proprietoj. Ĝi estas uzata ĉefe por komponentoj kiel flankaj paneloj, tegmentaj kovriloj kaj pordaj paneloj. 6063 Aluminia alojo estas varm-traktebla fortiga alojo en la serio Al-Mg-Si, kun magnezio kaj silicio kiel la ĉefaj alojaj elementoj. Ĝi estas varm-traktebla fortiga aluminia alojo-profilo kun meza forto, uzata ĉefe en strukturaj komponentoj kiel kolumnoj kaj flankaj paneloj por porti forton. Enkonduko al aluminiaj alojo -gradoj estas montrita en Tabelo 1.
2.2 Eltiro estas grava formanta metodo de aluminia alojo
Aluminia alojo-eltiro estas varma formado-metodo, kaj la tuta produktada procezo implikas formi aluminian alojon sub tri-kunprema streso. La tuta produktada procezo povas esti priskribita jene: a. Aluminio kaj aliaj alojoj estas fanditaj kaj ĵetitaj en la bezonatajn aluminiajn alojo -monbiletojn; b. La antaŭhejtitaj monbiletoj estas enmetitaj en la ekstreman ekipaĵon por elfluado. Sub la ago de la ĉefa cilindro, la aluminia alojo -monbileto estas formita en la postulatajn profilojn tra la kavo de la muldilo; c. Por plibonigi la mekanikajn proprietojn de aluminiaj profiloj, solva traktado estas farata dum aŭ post elfluado, sekvita per maljuniĝanta kuracado. La mekanikaj proprietoj post maljuniĝanta traktado varias laŭ malsamaj materialoj kaj maljuniĝantaj reĝimoj. La varmotraktado de skatolaj tipaj kamionaj profiloj estas montrita en Tabelo 2.
Aluminiaj alojaj elĉerpitaj produktoj havas plurajn avantaĝojn super aliaj formadaj metodoj:
a. Dum elĉerpiĝo, la elĉerpita metalo akiras pli fortan kaj pli unuforman tri-kunpreman streĉon en la deformada zono ol rulado kaj forĝado, do ĝi povas plene ludi la plasticecon de la prilaborita metalo. Ĝi povas esti uzata por prilabori malfacile metalajn metalojn, kiuj ne povas esti prilaboritaj per rulado aŭ forĝado kaj uzeblaj por fari diversajn kompleksajn kavajn aŭ solidajn transversajn komponentojn.
b. Ĉar la geometrio de aluminiaj profiloj povas esti varia, iliaj komponentoj havas altan rigidecon, kio povas plibonigi la rigidecon de la veturila korpo, redukti ĝiajn NVH -trajtojn kaj plibonigi la karakterizaĵojn de dinamikaj veturiloj.
c. Produktoj kun eltira efikeco, post estingiĝo kaj maljuniĝo, havas signife pli altan longforman forton (R, RAZ) ol produktoj prilaboritaj per aliaj metodoj.
d. La surfaco de produktoj post elfluado havas bonan koloron kaj bonan korodan reziston, forigante la bezonon de aliaj kontraŭkorodaj surfacaj traktadoj.
e. Ekstrema prilaborado havas grandan flekseblecon, malaltajn ilojn kaj muldajn kostojn, kaj malaltajn dezajnajn ŝanĝkostojn.
f. Pro la kontrolebleco de aluminiaj profilaj sekcioj, la grado de komponanta integriĝo povas esti pliigita, la nombro de komponentoj povas esti reduktita, kaj malsamaj transversaj dezajnoj povas atingi precizan veldan pozicion.
La komparo de rendimento inter elĉerpitaj aluminiaj profiloj por skatolaj kamionoj kaj simpla karbona ŝtalo estas montrita en Tabelo 3.
Sekva disvolva direkto de aluminiaj alojo-profiloj por skatolaj kamionoj: plue plibonigi profilan forton kaj plibonigante elfluan rendimenton. La esplora direkto de novaj materialoj por profiloj de aluminiaj alojo por skatolaj kamionoj estas montrita en Figuro 1.
3.aluminia alojo -skatola strukturo, forto -analizo kaj konfirmo
3.1 Aluminia alojo -skatola strukturo
La skatola kamiona ujo plejparte konsistas el antaŭa panela asembleo, maldekstra kaj dekstra flanka panela asembleo, malantaŭa pordo flanka panelo, etaĝa asembleo, tegmenta asembleo, same kiel U-formaj rigliloj, flankaj gardistoj, malantaŭaj gardistoj, kotaj klapoj kaj aliaj akcesoraĵoj konektita al la dua-klasa ĉasio. La skatolaj korpaj krucaj traboj, kolonoj, flankaj traboj kaj pordaj paneloj estas faritaj el aluminiaj alojaj elĉerpitaj profiloj, dum la plankaj kaj tegmentaj paneloj estas faritaj el 5052 aluminiaj alojaj plataj platoj. La strukturo de la aluminia alojo -skatolo estas montrita en Figuro 2.
Uzi la varman elfluan procezon de la 6-serio aluminia alojo povas formi kompleksajn kavajn sekciojn, dezajno de aluminiaj profiloj kun kompleksaj transversaj sekcioj povas ŝpari materialojn, plenumi la postulojn de produkta forto kaj rigideco kaj plenumi la postulojn de reciproka rilato inter diversaj eroj. Sekve, la ĉefa trabo -desegna strukturo kaj sekciaj momentoj de inercio I kaj rezistaj momentoj W estas montritaj en Figuro 3.
Komparo de la ĉefaj datumoj en Tabelo 4 montras, ke la sekciaj momentoj de inercio kaj rezistaj momentoj de la projektita aluminia profilo estas pli bonaj ol la respondaj datumoj de la fera farita trabo-profilo. La datumoj pri rigidecaj koeficientoj estas proksimume la samaj kiel tiuj de la responda fera faska profilo, kaj ĉiuj plenumas la deformajn postulojn.
3.2 Maksimuma streĉa kalkulo
Prenante la ŝlosilan ŝarĝan komponenton, la interkruciĝon, kiel la objekto, la maksimuma streĉado estas kalkulita. La taksita ŝarĝo estas 1,5 T, kaj la krucrapo estas farita el 6063-T6-aluminia alojo-profilo kun mekanikaj proprietoj kiel montrite en Tabelo 5. La trabo estas simpligita kiel kantila strukturo por forto-kalkulo, kiel montras Figuro 4.
Prenante 344mm Span Beam, la kunprema ŝarĝo sur la trabo estas kalkulita kiel F = 3757 N surbaze de 4.5T, kiu estas trioble la norma statika ŝarĝo. q = f/l
kie q estas la interna streĉo de la trabo sub la ŝarĝo, n/mm; F estas la ŝarĝo portita de la trabo, kalkulita surbaze de 3 fojojn la norma statika ŝarĝo, kiu estas 4,5 t; L estas la longo de la trabo, mm.
Tial la interna streĉo q estas:
La formulo de streĉa kalkulo estas kiel sekvas:
La maksimuma momento estas:
Prenante la absolutan valoron de la momento, M = 274283 N · mm, la maksimuman streĉon σ = m/(1,05 × W) = 18,78 MPa, kaj la maksimuman streĉan valoron σ <215 MPa, kiu plenumas la postulojn.
3.3 Konektaj trajtoj de diversaj komponentoj
Aluminia alojo havas malriĉajn veldajn proprietojn, kaj ĝia velda punkto -forto estas nur 60% de la bazmateriala forto. Pro la kovrado de tavolo de AL2O3 sur la aluminia alojo -surfaco, la fandopunkto de AL2O3 estas alta, dum la fandopunkto de aluminio estas malalta. Kiam aluminia alojo estas veldita, la AL2O3 sur la surfaco devas esti rapide rompita por plenumi veldadon. Samtempe, la restaĵo de AL2O3 restos en la aluminia alojo -solvo, tuŝante la aluminian alojan strukturon kaj reduktante la forton de la aluminia alojo -velda punkto. Tial, kiam oni projektas tute-aluminian ujon, ĉi tiuj trajtoj estas plene pripensataj. Soldado estas la ĉefa poziciiga metodo, kaj la ĉefaj ŝarĝaj portantaj komponentoj estas konektitaj per rigliloj. Ligoj kiel riveretado kaj kolomba strukturo estas montritaj en Figuroj 5 kaj 6.
La ĉefa strukturo de la tute-aluminia skatolo adoptas strukturon kun horizontalaj traboj, vertikalaj kolonoj, flankaj traboj kaj randaj traboj interplektantaj unu kun la alia. Estas kvar ligaj punktoj inter ĉiu horizontala trabo kaj vertikala kolono. La ligaj punktoj estas ekipitaj per serpentumitaj gisferoj por maŝo kun la serita rando de la horizontala trabo, efike malhelpante glitadon. La ok angulaj punktoj estas ĉefe konektitaj per ŝtalaj kernaj enmetoj, fiksitaj per rigliloj kaj mem-ŝlosantaj riveretoj, kaj plifortigitaj per 5mm triangulaj aluminiaj platoj velditaj en la skatolo por fortigi la angulajn poziciojn interne. La ekstera aspekto de la skatolo havas neniujn veldajn aŭ elmontritajn ligajn punktojn, certigante la ĝeneralan aspekton de la skatolo.
3.4 SE Sinkrona Inĝenieristika Teknologio
SE Sinkrona Inĝenieristika Teknologio estas uzata por solvi la problemojn kaŭzitajn de grandaj akumulitaj grandecaj devioj por kongruaj komponentoj en la skatola korpo kaj la malfacilaĵoj por trovi la kaŭzojn de mankoj kaj flataj misfunkciadoj. Per CAE-analizo (vidu Figuron 7-8), komparo-analizo estas farita kun feraj skatolaj korpoj por kontroli la ĝeneralan forton kaj rigidecon de la skatola korpo, trovi malfortajn punktojn kaj preni mezurojn por optimumigi kaj plibonigi la projektan skemon pli efike .
4. malpeza efiko de aluminia alojo -skatolo
Aldone al la skatola korpo, aluminiaj alojoj povas esti uzataj por anstataŭigi ŝtalon por diversaj komponentoj de skatolaj kamionaj ujoj, kiel ŝlimoj, malantaŭaj gardistoj, flankaj gardistoj, pordaj latoj, pordaj ĉarniroj kaj malantaŭaj antaŭtukoj, atingante redukton de pezo de 30% ĝis 40% por la ŝarĝa kupeo. La efiko de redukto de pezo por malplena 4080mm × 2300mm × 2200mm ŝarĝa ujo estas montrita en Tabelo 6. Ĉi tiu fundamente solvas la problemojn de troa pezo, ne-konformeco kun anoncoj kaj reguligaj riskoj de tradiciaj feraj kargaj kupeoj.
Anstataŭigante tradician ŝtalon per aluminiaj alojoj por aŭtomobilaj komponentoj, ne nur bonegaj malpezaj efikoj povas esti atingitaj, sed ankaŭ povas kontribui al ŝparado de brulaĵo, redukto de emisioj kaj plibonigita veturilo. Nuntempe estas diversaj opinioj pri la kontribuo de malpeza pezo al ŝparado de brulaĵo. La esploraj rezultoj de la Internacia Aluminia Instituto estas montritaj en Figuro 9. Ĉiu 10% redukto de veturila pezo povas redukti konsumon de brulaĵo de 6% al 8%. Surbaze de hejmaj statistikoj, redukti la pezon de ĉiu pasaĝera aŭto je 100 kg povas redukti konsumon de brulaĵo je 0,4 L/100 km. La kontribuo de malpeza pezo al ŝparado de brulaĵo baziĝas sur rezultoj akiritaj de malsamaj esploraj metodoj, do ekzistas iu variaĵo. Tamen, aŭtomobila malpeza pezo havas gravan efikon sur redukto de konsumado de brulaĵo.
Por elektraj veturiloj, la malpeza efiko estas eĉ pli prononcita. Nuntempe, la unueca energia denseco de elektraj veturilaj elektraj baterioj signife diferencas de tiu de tradiciaj likvaj brulaĵoj. La pezo de la elektra sistemo (inkluzive de la kuirilaro) de elektraj veturiloj ofte respondecas pri 20% ĝis 30% de la tuta veturila pezo. Samtempe, rompi la rendimentan botelon de kuirilaroj estas tutmonda defio. Antaŭ ol ekzistas grava progreso en altfrekta bateria teknologio, malpeza pezo estas efika maniero plibonigi la krozadan gamon de elektraj veturiloj. Por ĉiu 100 kg -redukto de pezo, la krozada gamo de elektraj veturiloj povas esti pliigita de 6% ĝis 11% (la rilato inter redukto de pezo kaj krozada gamo estas montrita en Figuro 10). Nuntempe, la krozada gamo de puraj elektraj veturiloj ne povas plenumi la bezonojn de plej multaj homoj, sed redukti pezon per certa kvanto povas signife plibonigi la krozadon, faciligi la maltrankvilon kaj plibonigi la sperton de la uzanto.
5. Konkludo
Aldone al la tute-aluminia strukturo de la aluminia alojo-skatolo enkondukita en ĉi tiu artikolo, ekzistas diversaj specoj de skatolaj kamionoj, kiel aluminiaj mielĉelaj paneloj, aluminiaj buklaj platoj, aluminiaj kadroj + aluminiaj feloj, kaj feraj aluminiaj hibridaj ujoj . Ili havas la avantaĝojn de malpeza pezo, altan specifan forton kaj bonan korodan reziston, kaj ne bezonas elektroforetikan farbon por protekto de korodo, reduktante la median efikon de elektroforetika farbo. La aluminia alojo-kamioneto fundamente solvas la problemojn de troa pezo, ne-konformeco kun anoncoj kaj reguligaj riskoj de tradiciaj feraj kargaj kupeoj.
Eltiro estas esenca pretiga metodo por aluminiaj alojoj, kaj aluminiaj profiloj havas bonegajn mekanikajn proprietojn, do la sekcio rigideco de komponentoj estas relative alta. Pro la ŝanĝiĝema transversa sekcio, aluminiaj alojoj povas atingi la kombinaĵon de multoblaj komponentaj funkcioj, igante ĝin bona materialo por aŭtomobila malpeza pezo. Tamen, la ĝeneraligita apliko de aluminiaj alojoj alfrontas defiojn kiel nesufiĉa projektokapablo por aluminiaj alojo -kargo -kupeoj, formado kaj veldado de problemoj, kaj alta disvolviĝo kaj reklamaj kostoj por novaj produktoj. La ĉefa kialo estas ankoraŭ, ke aluminia alojo kostas pli ol ŝtalo antaŭ ol la reciklanta ekologio de aluminiaj alojoj maturiĝas.
Konklude, la aplika amplekso de aluminiaj alojoj en aŭtomobiloj fariĝos pli ampleksa, kaj ilia uzado daŭre pliiĝos. En la aktualaj tendencoj de ŝparado de energio, redukto de emisioj kaj disvolviĝo de la nova energia veturila industrio, kun la profundiga kompreno de aluminiaj alojaj proprietoj kaj efikaj solvoj al problemoj de aluminia alojo, aluminiaj elĉerpaj materialoj estos pli vaste uzataj en aŭtomobila malpeza pezo.
Redaktita de May Jiang el Mat Aluminio
Afiŝotempo: Jan-12-2024
