儿童白癜风怎样治 https://m-mip.39.net/nk/mipso_4642120.html在《中国制造》中关于汽车发展的整体规划中强调了“轻量化仍然是重中之重”,“轻量化”已然成为国家的重要战略,越来越多的研究机构和汽车行业将其研究工作的重点放在汽车轻量化上。
轻量化这一概念最先起源于赛车运动。汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。
当前,由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。实验证明,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;汽车整备质量每减少公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。
图1油耗与汽车质量图2排放量与汽车质量
01如何实现量产车轻量化?
量产车轻量化的前提是建立在汽车的整体品质、性能和造价不变甚至优化的基础之上的,所以即使减配可以有效减轻车重并提高车辆性能,也不能作为汽车轻量化的有效手段,而是要通过材料、工艺和结构的重新设计,来实现整车减重的目标。
一、设计能力提升和制造工艺进步
汽车不同部位在行驶过程中的受力和安全要求不同,工程师针对不同部位进行钢材差异化的选择,在力学性能要求高的部位选用高强度钢,而非加厚板材,在其他部位选用成本较低的钢材起到基本的结构和覆盖功能。这样即有效控制了成本,又减轻了车重。现在汽车生产用钢通常被分为5-6个等级,不同等级的搭配使用能使白车身减重25%,而白车身又占据了整车质量的1/4,仅仅该部分的优化潜力就可达上百公斤。
金属成型方式主要分为锻造和铸造两种,铸造件容易产生沙眼、气孔等缺陷,而锻造件可使材料晶格排列整齐,晶粒细化,组织更致密,所以一般情况下锻造件力学性能要优于铸造件。但汽车零部件种类繁多,有些零部件形状复杂,受限于当时的技术水平,难以采用锻造工艺。随着金属加工成型工艺水平提高,复杂形状零部件也开始应用锻造工艺。更好地力学性能也就意味着更薄的结构和更轻的重量。
以铝合金轮毂为例,要达到相同的力学性能,一组铸造轮毂要比锻造轮毂多出20%的重量。
图3锻造件与铸造件对比图
焊接是车身装配过程中的一道主要工序,车身底板、车架、车顶、车门等部分都会采用焊接工艺。传统电阻焊是通过电流形成的电阻热融化焊件接触面,通过压力使焊件连接的方法,其技术特点决定了电阻焊在用于板材连接时需留有翻边。而新的激光焊工艺可以通过激光束直接融化需焊接部位,省去了翻边,减轻了重量的同时也使外形更美观,使车体密封性更好。
图4激光焊与电阻焊对比图
另外借助CAD、CAE等软件和有限元模拟,汽车工程师可以方便的在计算机中对汽车进行设计和模拟,不必反复造样车拿去撞,然后回炉重新设计,大幅提高了设计效率,也便于设计师发现更多可以采取蜂窝、镂空等轻量化设计的部位。
二、新材料的渗透
汽车轻量化的升级过程中,车体材料经历了钢材到镁、铝合金再到碳纤维的演变过程,越好的材料越轻质高强。但车身轻量化并不是新材料对原有材料的简单替代过程,简而言之,汽车生产厂商是要盈利的,成本和性能的权衡也就成了量产车设计的主旋律。
一种材料如果能大规模的应用在量产车上,必然有生产规模化、品质稳定、成本可控,加工性能优越的特点。铝合金和镁合金具有密度低、抗冲击性能好、加工性能优良等特点,开始逐步替代汽车用钢材。以车身底盘零部件为例,铝合金应用在前后转向节中可使重量减轻40%,而镁合金用于车轮毂则可减重30%。
图5单车用铝量图6单车用镁量
当前汽车用材中钢铁比重较大,其中绝大多数钢制零部件都可用铝、镁合金代替,包括发动机、轮毂、热交换器、车身、转向轴、变速器支架、悬架等。目前铝合金在变速箱、轮毂、热交换器领域渗透率较高,部分整车厂如捷豹等已经开始尝试大批量生产全铝车身,减重效果明显。而镁合金性能上虽然更优于铝合金,但由于其成本和表面处理工艺的复杂性,在汽车中应用仍受到极大限制。但随着各界在镁合金应用推广上不断的努力,未来汽车用镁量年均增长率将超过20%。
以碳纤维和玻璃纤维作为增强体的复合材料凭借其高强度、高弹性模量和远低于钢材和铝材的重量成为未来最理想的汽车轻量化材料。其比重不足钢材的1/4,仅有铝合金的1/2,而抗拉强度却能达到钢材的7-9倍。目前推广车用碳纤维最积极的厂商莫过于宝马,保守估计它的车用碳纤维产能占全球总产能50%以上,在宝马7系、i3等车型上均能看到其身影。但由于其生产工艺尚不成熟,成本过高,目前在量产车中的应用还处于初步阶段,但相信不久后,这项应用一定会迈向成熟,普及推广。
而进入到21世纪以来,新材料不断面世和材料加工成型工艺的发展使得汽车轻量化成为了可能。
在《中国制造》中关于汽车发展的整体规划中强调了“轻量化仍然是重中之重”,“轻量化”已然成为国家的重要战略,越来越多的研究机构和汽车行业将其研究工作的重点放在汽车轻量化上。
汽车轻量化是大势所趋。但铝合金和其他轻型材料的使用量并不能完全代表一辆车轻量化的程度,轻量化是一项系统工程,只有通过结构系统的不断优化,搭配合适的材料,适当控制成本,才能造出真正为人们所接受的轻量化汽车。
在不牺牲任何安全性和舒适性的前提下,依靠轻量化的技术,提高经济性和动力性,才是轻量化的真正目标。
02铝合金锻造轮毂
都知道比起钢制轮毂和铸造轮毂,锻造轮毂的重量会更轻,对汽车性能的提升也更明显。
于是为了轻量化,很多人便认为锻造轮毂也是越轻越好,一味的去追求更轻的轮毂,但是这种想法并不正确。
首先从材料上来看,和钢制和铸造轮毂不同,锻造轮毂需要专门的铝材才能加工。锻造使用的材料是在国防工业、航空工业上都扮演重要角色的T铝材,这种铝材在抗冲击力、抗张力及冷热受力等各项强度较其它两种工艺都要高得多。
而除了常用的T铝材,有些工厂可能也会用其它标号的铝材来做锻造轮毂的原材料,由于用的材料不同,重量也会有所差异,另外成型后切割掉的材料也会影响着成品的重量。
也就是说,在材料以及尺寸等方面相同的情况下,锻造轮毂的重量并不会相差太多,如果过轻,反而可能是切割掉的材料太多,那么轮毂的强度和刚性可能会没那么好。
除了材料,轮毂的重量和形状款式也有着密切的关系。锻造轮毂由于是由自动车床铣加工成造型,完全不使用模具,所以可定制的造型丰富,可制成的款式也有很多的选择。这其中,不同形状的轮毂重量也会有所差别,并不能表示它是越轻越好。
也就是说,锻造轮毂越轻越好这个说法并不正确,锻造轮毂的好坏并不能单从重量上去判断。轮毂是安全件,更需要的是一个雄厚且可靠的品牌,来满足我们对爱车外观和性能安全上的追求。
中南车轮一直坚持走高起点、高科技之路,引领中国汽车铝合金车轮研发生产制造产业,被认定为南海区第一批“南海制造业全国隐形冠*”。中南车轮旗下拥有多家生产基地,年产超过万只汽车和摩托车铝合金车轮。
OEM汽轮、零售汽轮生产基地
中南铝车轮制造(佛山)有限公司
位于佛山市南海区狮山工业园,距离一汽大众南海工厂仅10分钟车程。拥有现代化生产基地近10万平方米,采用行业先进的铸造、机加、涂装、检验设备,全程配备自动化机械手、全自动化物流滾道,并配合MES系统、