隨著環境污染和能源危機的日益加重,減輕車重、降低油耗成了汽車行業綠色發展的重要方向。根據相關統計,乘...
來源:PRATIC 普拉迪 點擊數:13151次 更新時間:2016-07-28
隨著環境污染和能源危機的日益加重,減輕車重、降低油耗成了汽車行業綠色發展的重要方向。根據相關統計,乘用車的重量減輕10%,油耗將降低6%~8%。可見,汽車輕量化不但能夠在一定程度上緩解能源危機,還能對環境污染的控制做出貢獻,因此,汽車輕量化這一主題具備了非常重大的現實意義。
世界上最早把鋁材應用的汽車上的是印度人。根據相關資料記載,1896年印度人率先用鋁制作了汽車曲軸箱。20世紀早期,鋁在豪華汽車和賽車上有了應用,如福特的Model T汽車就是鋁制車身。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。
在汽車內外板上用鋁合金板代替鋼板可使車身減重約40%-50%;如采用鋁合金覆蓋件整車減重10%-15%,可見采用鋁合金車身板的減重效果十分顯著。
德國奧迪A8L型高級轎車的整個車身均采用鋁材制造,如下圖所示,框架采用立體框架式結構,覆蓋件為鋁板沖壓而成。這種鋁車身與鋼車身相比,質量減輕30-50%,油耗減低5-8%。
下圖為鋁合金的分類情況。鋁合金的分類和牌號相對比較復雜,汽車上使用的鋁合金可以分為鑄造鋁合金和變形鋁合金兩大類。其中,鑄造鋁合金的使用量大約占了80%。
鑄造鋁合金具備優良的鑄造性能,可以根據使用目的、零件形狀、尺寸精度、數量、質量標準、機械性能等方面要求和經濟效益選擇適合的合金和合適的鑄造方法,主要用于制造發動機汽缸體、離合器殼體、轉向器殼體、變速器、車輪、發動機框架、制動鉗、油缸及制動盤等非發動機構件。
變形鋁合金包括板材、箔材、擠壓材、鍛件等,一般在汽車上主要用于制造車門、行李箱等車身面板、保險杠、發動機罩、車輪的輪輻、輪轂罩、制動器總成保護罩、車身構架、座位、車廂底板等結構件以及儀表板等裝飾件。
下面,就鋁合金在汽車上的幾個主要應用部位進行介紹:
一、鋁汽缸體、汽缸蓋
發動機的汽缸體、汽缸蓋要求材料導熱性好,耐蝕性高,鋁合金正好能滿足這些性能要求,故很多汽車公司發動機的汽缸體、汽缸蓋多采用全鋁型。如美國通用汽車公司采用全鋁鋼套,法國汽車的鋁汽缸套已達100%,鋁汽缸體達45%。在發動機中采用鋁鑄件的還有發動機活塞、活塞環、連桿等。由于活塞、連桿采用了鑄鋁件,減輕了重量,從而減輕發動機的振動,降低了噪音,使發動機的燃油耗率下降,很符合汽車的發展趨勢。
二、引擎蓋
引擎蓋是影響行人頭部傷害的關鍵部件,為了保證突發事件中行人的安全,對引擎蓋的制造材料的性能有著較高的要求。要求其吸能能力高、強度弱等特性。
鋁板吸能是鋼板的兩倍,這樣有利于減輕碰撞過程中汽車對行人頭部的傷害,對行人起到了較強的保護作用。現在,很多高端車上都采用了鋁合金,并且全鋁的SUV也已經出現,利用鋁合金制作引擎蓋相對也比較廣泛。
鋁合金引擎蓋逐漸已經成為汽車行業的發展趨勢,在被高端車采用后,也進一步在中低端車上得到了體現。馬自達RX-8跑車上采用了保護行人頭部的圓錐形防沖擊鋁合金引擎蓋,該引擎蓋的使用不但可以將行人頭部撞擊危害大大降低,還減輕了車重,更重要的是這種設計理念也是營銷的一個重大的亮點。
三、鋁車身
汽車工業的精髓是汽車車身的制作,車身制作幾乎占用汽車制造公司投資總額的60%。據統計,汽車車身質量約占汽車總質量的30%左右,降低車身的重量對整車輕量化非常關鍵。
2006年全球整個汽車工業用于車身制造的鋁合金總需求量達到了205萬噸,用于車身的鋁合金主要有2000系、5000系、6000系和7000系。現在幾乎所有的世界各大汽車公司都爭相開發鋁合金車身零部件或全鋁車身,而且近期取得了顯著成效。
2003年,捷豹第六代XJ首次采用全鋁車身,正式開啟了全球車壇輕量化、高效能的新紀元。2009年,捷豹第七代XJ誕生,其基于第二代-額外輕量化架構(Premium Lightweight Architecture,PLA)打造,通過鋁鎂合金的應用不斷提升車身剛度及輕量化程度,從而成為當時同級競爭對手中“輕功”最了得的高手。
路虎新攬勝也采用全鋁車身的結構,如圖5所示,利用鋁合金材料將車身上得剛才全部替換,該車車身的鉚接采用了高標準,與之前的白車身相比,全鋁白車身減重約為180kg,減重率高達39%,整車大量采用輕量化技術,減重達420kg。
此外在詳細說一下鋁天窗導軌的加工工藝,采用全自動化四軸旋轉加工,保證加工精度。
可實現自動上下料,完全全自動加工。
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