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浅析轻型商用车底盘轻量化的研究与应用

2017/7/24    来源:互联网    作者:王小军      
关键字:轻型商用车  底盘  轻量化  
汽车轻量化是当前汽车制造行业竞相追求的目标,其一方面可以有效降低油耗、减少车主的开支,另一方面也可以使汽车的灵活性舒适性有较大的提升。从实际应用来看,底盘的轻量化是实现汽车轻量化的有效途径。我国当前对于汽车底盘轻量化的研究可以分为三点:结构设计、轻量化材料、新工艺使用。本文便以轻型商用车底盘轻量化的研究与应用为主题,提出了实现汽车底盘轻量化的方法,以期为今后轻型商用车底盘轻量化的研究提供一些参考。

    1 前言

    在汽车制造行业,实现节能环保一方面要提升汽车发动机的工作效率,达到汽油的充分燃烧;另一方面要减少汽车的整体重量,以实现轻量化的目标。就当前来说,汽车轻量化实现的有效途径是汽车底盘的轻量化。我国对于汽车底盘轻量化的研究可以分为三点:结构设计、轻量化材料、新工艺使用,下面便对这三点进行介绍。

    2 结构设计优化

    汽车结构设计的优劣直接影响着轻量化的效果。当前,结构轻量化是通过降重手段实现的,所以在电子计算机进行结构轻量化模拟之时,要做好结构CAE分析及拓扑优化的设计。

    在结构设计上追求汽车轻量化常出现的问题是,无法事先确认汽车零件的具体使用寿命,这表现为某些零件在汽车整体寿命达到前就出现损坏。科研人员通过实际考察及大量研究发现,造成这种状况的原因在于汽车设计结构的不合理。某些设计为了追求汽车的牢固性及耐用性而刻意加强设计中的厚度,或者在强度不足的情况下增加零部件的重量,这两种情况都会导致结构设计上的不平衡,无法达到零件的最佳使用效果。

    3 轻质材料的应用

    实现汽车底盘轻量化的直接制约因素在于材料的选取,而轻质材料的应用可以使汽车底盘有效实现轻量化的目标。当前最为常用的轻质材料是轻质合金材料、高强度钢材料、高性能球墨铸铁及塑料材料等等,下面对这四种材料分别进行简述。

    3.1 轻质合金材料

    轻质合金材料分为铝合金和镁合金,两种材料都具有密度小、重量低、可塑性强、耐腐蚀等优势,两种材料常被用于汽车副车架的制造之中。铝合金副车架较传统材质制造的副车架可以减少高达40%的重量,因而可以有效实现汽车轻量化。

    3.2 高强度钢材料

    在汽车制造中,高强度钢是一种应用较早的轻量化材质,多用于前下摆臂的生产。当应用在轻量化制造时,一般采用单片钢板冲压成形,并且使用如FB780等强度更高的材料。这可以保证在预期厚度不变的前提下减少重量,实现轻量化。

    3.3 高性能球墨铸铁

    高性能球墨铸铁多被使用在齿轮生产制造之中,较传统工艺生产出的钢齿轮,高性能球墨铸铁齿轮使用起来更为安静,重量上也较传统钢齿轮轻2%左右。同时,高性能球墨铸铁齿轮的生产成本较以往降低约30%,大大降低了企业的成本。我们相信,随着等温淬火工艺的不断成熟,高性能球墨铸铁会更为广泛地使用到汽车制造之中。

    3.4 塑料材料

    塑料材料较金属材料来说,在重量上有着绝对的优势,同时在成型性、耐腐蚀性、减震、隔音等方面也具有良好的特性。但由于塑料的强度不足,在传统的汽车制造中,塑料材料常用于汽车内外饰上。

    但随着有机化学的不断发展,塑料材料的硬度缺陷已经被逐步弥补。近年来,塑料材料逐步被应用到汽车的结构件和功能件生产上,在发电机系统、冷凝系统等方面得到了应用,使得汽车轻量化得以实现。

    4 新工艺的应用

    汽车轻量化实现的又一途径是采用新工艺,如采用激光焊接、超声波焊接等技术,减少焊接添加物以达到重量降低。另外,采用汽车领域的新技术,如空气悬架、橡胶悬架等也可以有效降低汽车的重量,实现汽车轻量化。

    5 结语

    汽车轻量化是伴随着可持续发展理念诞生的,对于资源节约和环境保护具有重要的意义。同时,其还可以降低汽车企业的生产成本、提升利润,减少广大车主的油耗支出,是一项一举多得的技术。我们相信,随着科学技术的不断发展,汽车轻量化会更为广泛地应用到汽车领域中。

责任编辑:张纯子
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