Die Europese motorbedryf is bekend vir sy gevorderde en hoogs innoverende benadering. Met die bevordering van energiebesparing en emissiereduksiebeleid, word verbeterde en innoverend ontwerpte aluminiumlegerings wyd gebruik in motorontwerp om brandstofverbruik en koolstofdioksiedvrystellings te verminder. Volgens statistieke het die gemiddelde hoeveelheid aluminium wat in passasiersmotors gebruik word, in die afgelope tien jaar verdubbel, en die gewigsvermindering van aluminiumlegerings word in Figuur 1 hieronder getoon. Gebaseer op innoverende ontwerpkonsepte, sal hierdie tendens in die volgende paar jaar voortduur.
In die proses van liggewig-ontwikkeling staar aluminiumlegerings strawwe kompetisie in die gesig met ander nuwe materiale, soos hoësterkte-staal, wat steeds hoë sterkte kan handhaaf na dunwandige ontwerp. Daarbenewens is daar magnesium-, titanium-, glas- of koolstofvesel-saamgestelde materiale, waarvan laasgenoemde reeds wyd in die lugvaart gebruik word. Nou is die konsep van multimateriaalontwerp in motorontwerp geïntegreer, en pogings word aangewend om geskikte materiale op geskikte onderdele toe te pas. 'n Baie belangrike uitdaging is die probleem van verbinding en oppervlakbehandeling, en verskeie oplossings is ontwikkel, soos enjinblok- en kragstasiekomponente, raamontwerp (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), dunplaatstruktuur (Honda NSX, Jaguar, Rover), vering (DC-E-klas, Renault, Peugeot) en ander strukturele komponentontwerp. Figuur 2 toon die komponente van aluminium wat in motors gebruik word.
BIW-ontwerpstrategie
Die wit bakwerk is die swaarste deel van 'n konvensionele motor en maak 25% tot 30% van die voertuig se gewig uit. Daar is twee strukturele ontwerpe in die wit bakwerkontwerp.
1. "Profielruimteraamontwerp" vir klein en mediumgrootte motorsDie Audi A8 is 'n tipiese voorbeeld, die wit bakwerk weeg 277 kg, bestaan uit 59 profiele (61 kg), 31 gietstukke (39 kg) en 170 plaatmetaal (177 kg). Hulle word verbind deur klinknaels, MIG-sweiswerk, lasersweiswerk, ander hibriede sweiswerk, gomwerk, ens.
2. "Gesmede plaatmetaal monokokstruktuur" vir medium- tot grootkapasiteit motortoepassingsByvoorbeeld, Jaguar XJ (X350), 2002-model (soos getoon in Figuur 4 hieronder), 295 kg massa "gestempelde bakwerk monokokstruktuur" bakwerk-in-wit het bestaan uit 22 profiele (21 kg), 15 gietstukke (15 kg) en 273 plaatmetaalonderdele (259 kg). Die verbindingsmetodes sluit in binding, klinknaels en MIG-sweising.
Toepassing van aluminiumlegering op die liggaam
1. Verouderingsgeharde Al-Mg-Si-legering
Die 6000-reeks legerings bevat magnesium en silikon en word tans in motorbakplate gebruik as A6016, A6111 en A6181A. In Europa het 1-1.2 mm EN-6016 uitstekende vormbaarheid en korrosiebestandheid en word wyd gebruik.
2. Nie-hittebehandelbare Al-Mg-Mn-legering
As gevolg van die spesifieke hoëspanningsverharding, vertoon Al-Mg-Mn-legerings uitstekende vormbaarheid en hoë sterkte, en word wyd gebruik in warmgewalste en koudgewalste plate en hidrovormde buise vir motorvoertuie. Toepassing in die onderstel of wiele is selfs meer effektief omdat die massavermindering van ongeveerde bewegende dele die rygerief verder verbeter en geraasvlakke verminder.
3. Aluminiumprofiel
In Europa is heeltemal nuwe motorkonsepte voorgestel gebaseer op aluminiumprofielontwerp, byvoorbeeld aluminiumlegeringsrame en komplekse onderstrukture. Hul groot potensiaal vir komplekse ontwerpe en funksionele integrasie maak hulle die beste geskik vir koste-effektiewe reeksproduksie. Omdat afkoeling tydens ekstrusie benodig word, word mediumsterkte 6000 en hoësterkte 7000 ouderdomsverhardbare legerings gebruik. Vormbaarheid en uiteindelike sterkte word beheer deur ouderdomsverharding deur daaropvolgende verhitting. Aluminiumlegeringsprofiele word hoofsaaklik in raamontwerp, botsbalke en ander botskomponente gebruik.
4. Aluminium gietwerk
Gietstukke is die mees gebruikte aluminiumkomponente in motors, soos enjinblokke, silinderkoppe en spesiale onderstelkomponente. Selfs dieselenjins, wat hul markaandeel in Europa aansienlik vergroot het, skuif oor na aluminiumgietstukke as gevolg van toenemende eise vir sterkte en duursaamheid. Terselfdertyd word aluminiumgietstukke ook gebruik in raamontwerp, asdele en strukturele dele, en hoëdrukgieting van nuwe AlSiMgMn-aluminiumlegerings het hoër sterkte en rekbaarheid bereik.
Aluminium is die materiaal van keuse vir baie motortoepassings soos onderstelle, bakwerk en baie strukturele komponente as gevolg van sy lae digtheid, goeie vormbaarheid en goeie korrosiebestandheid. Aluminium wat in bakwerkstruktuurontwerp gebruik word, kan ten minste 30% gewigsvermindering behaal onder die uitgangspunt dat aan prestasievereistes voldoen word. Ook kan aluminiumlegerings op die meeste dele van die huidige bedekking toegepas word. In sommige gevalle met hoë sterktevereistes kan 7000-reeks legerings steeds kwaliteitsvoordele handhaaf. Daarom, vir hoë-volume toepassings, is aluminiumlegeringsgewigverminderingsoplossings die mees ekonomiese metode.
Geredigeer deur May Jiang van MAT Aluminium
Plasingstyd: 8 Desember 2023
