汽修知識:新能源汽車鎂合金零部件分析

       新能源汽車是一種針對通例型燃料動力汽車的新車型,其中要緊包含密集幾個范例,即氫能源動力汽車、混合動力汽車以及太陽能汽車等。新能源汽車生產(chǎn)與生產(chǎn)期間,更多因此新質(zhì)料為主,到達(dá)節(jié)省資源的目的。從1990年開始,鎂合金開始在汽車零部件開發(fā)中得到應(yīng)用,汽車用鎂的增進(jìn)速率開始逐年增大,現(xiàn)如今漸漸成為汽車質(zhì)料技術(shù)中不可忽視的重要平臺。現(xiàn)階段,國表里的汽車行業(yè)開始對新能源汽車零部件開開展開研究,以期能夠充分發(fā)揮鎂合金零部件上風(fēng)提高新能源汽車質(zhì)量。

1 新能源汽車研究現(xiàn)狀
       新能源汽車有“可替代燃料汽車”之稱,一般因此乙醇、壓縮天然氣這一類清潔燃料取代傳統(tǒng)的柴油、汽油。另外,當(dāng)前美國研發(fā)的新能源燃料局限也不斷擴(kuò)大,例如生物柴油、混合動力和氫燃料等,為新能源汽車開展提供了新的動力。對于新能源汽車的寬泛應(yīng)用,和政府部分推出的政策有直接關(guān)系,例如1993年美國政府便出臺了“新一代汽車伙伴決策”,以支持新能源汽車的研發(fā)和開展,在這一政策下也有效降低了汽車的CO2排放量。
       歐洲國度在研發(fā)新能源汽車方面,將關(guān)注點放在溫室氣體減排方面,要求新開發(fā)的汽車CO2排放量必須要滿足要求。研究初期要緊因此生物質(zhì)燃料、天然氣為主,進(jìn)入到21世紀(jì)之后,便開始以生物質(zhì)燃料、CNG、氫燃料取代23%石油,極大的降低了溫室氣體排放量。
       我國現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)水平顯著增進(jìn),恢弘群眾的購車剛需也漸漸上漲,汽車保有量增進(jìn)趨向十分可觀。通過相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,停止到2017年12月份,我國民用汽車保有量已經(jīng)突破了27527萬輛,相比2016年提高了16.2%,其中包含15336萬輛的私人汽車、15863萬輛的民用轎車以及16224萬輛的私人轎車。汽車保有量的不斷增進(jìn),汽車能源消耗與排放隨之增加,為了實現(xiàn)綠色生態(tài)建設(shè),“863決策”被正式提上日程。從2015年開始,“十三五”規(guī)劃開始落實,其中便包含新能源汽車推廣決策,有望以此能夠提升電動車家當(dāng)化開展水平。但是因為新能源汽車一系列研究需求大量經(jīng)費,加上研究人員有限,因此家當(dāng)還處于開展階段,相較于歐美等蓬勃國度存在一定差距,尤其是新能源汽車零部件的研發(fā),往后需求從高新技術(shù)著手,完善相關(guān)設(shè)施,存身于政府部分提出的相關(guān)優(yōu)惠政策加快研發(fā)鎂合金零部件,從而提高新能源汽車競爭力。

2 鎂合金質(zhì)料在零部件開發(fā)中應(yīng)用上風(fēng)
2.1質(zhì)量密度較小
       鎂合金質(zhì)料質(zhì)量密度相對小,要緊為2g/cm3,相比鋁這種質(zhì)料要輕36%左右,比鋅合金質(zhì)料則輕73%左右。若將其應(yīng)用在新能源汽車的零部件開發(fā)中,鎂合金將有效減輕其質(zhì)量。
2.2減振性極佳
       鎂合金質(zhì)料的阻尼容量與減振性極佳,能夠承受相對大的打擊振動,與鋁、鋼等質(zhì)料相比性能極佳,可以用戶研發(fā)汽車?yán)锩娉惺艽驌糨d荷以及振動零部件,提高其運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
2.3比強度與比剛度較高
       若質(zhì)量條件一致,辣么鎂合金的比剛度更高。鎂合金質(zhì)量和鋼、鋁合金等質(zhì)料相相對低,比強度和比剛度更高。
2.4支持收購行使
       鎂合金質(zhì)料的提取要緊因此再生資源為主,可以完全實現(xiàn)收購行使,因為鎂的熔點相對低,收購行使消耗的能源也相對少。
3 新能源汽車鎂合金零部件的開發(fā)
3.1鎂合金質(zhì)料在新能源汽車開發(fā)中的應(yīng)用
       從20世紀(jì)初期開始,德國是最早將鎂合金應(yīng)用于汽車生產(chǎn)中的國度,開展到50年代,大眾公司生產(chǎn)研發(fā)甲殼蟲汽車的結(jié)構(gòu)零件中便運用了大量的鎂合金質(zhì)料。隨后,歐美國度也開始投入到鎂合金零部件的研發(fā)中?,F(xiàn)如今,北美在全世界的汽車用鎂量居領(lǐng)先職位,歐洲緊隨其后,相比之下日本落后于歐美區(qū)域,早期只是應(yīng)用鎂合金生產(chǎn)氣缸蓋和座椅架等零部件。但是跟著其技術(shù)的不斷開展,對于鎂合金質(zhì)料的應(yīng)用也更為普遍,例如豐田企業(yè)特地研發(fā)了鎂合金轉(zhuǎn)向盤,近年來推出了鎂合金骨架的前排座椅。
       相比之下,我國汽車工業(yè)對于鎂合金的使用相對晚,現(xiàn)如今依然停頓在開發(fā)階段。上汽企業(yè)在研發(fā)過程中將鎂合金應(yīng)用在變速器殼體以及離合器外殼中,一汽則要緊因此鎂合金作為發(fā)動機(jī)罩蓋和離合器殼等零部件的要緊質(zhì)料,二汽在研發(fā)鎂合金質(zhì)料的過程中,漸漸形成了成熟的研發(fā)系統(tǒng),投入了大量的鎂合金壓鑄件生產(chǎn)線,支持更多汽車零部件的生產(chǎn)。
       鎂合金在新能源汽車中的應(yīng)用,目前研發(fā)兼職更多是密集在動力系統(tǒng)零件。為了滿足發(fā)動機(jī)零件運轉(zhuǎn)期間溫度的劃定,最近歐美區(qū)域的國度開始對高強度鎂合金質(zhì)料進(jìn)行研發(fā),例如AE、Mg-Al-Ca等?,F(xiàn)如今,少許新型鎂合金質(zhì)料也相繼研發(fā)勝利,例如耐蝕鎂合金、變形鎂合金、高強高韌鎂合金以及阻燃鎂合金等。其中變形鎂合金更多是被應(yīng)用于車身,好比車身組件外板以及車門窗、座椅、底盤和車身的框架。

3.2鎂合金零部件在新能源汽車中的運用
       3.2.1鎂合金儀表板骨架通例車型的儀表板骨架更多是接納鋼件焊接制成,為了滿足汽車輕量化這一要求,需求在保證原本功效的基礎(chǔ)上,確保裝配面與孔的部位不改變,因此將儀表板骨架零部件替代為鎂合金。鎂合金儀表板骨架制作時要緊應(yīng)用擠壓、彎曲這兩種工藝,所有鎂合金件之間以氫弧焊進(jìn)行連接。因為鎂合金與鋼這兩種質(zhì)料接觸之后會被腐蝕,因此儀表板骨架和車身、儀表板等零部件進(jìn)行連接,建議接納鋼質(zhì)滲鋁螺栓作為連接件。經(jīng)過現(xiàn)實得知,輕量化鎂合金儀表板骨架的質(zhì)量是1.957kg,相比通例車型所接納的原鋼件質(zhì)量減輕了62.9%。
       3.2.2鎂合金副駕駛座椅骨架通例車型的駕駛座椅骨架要緊為鋼件,其中包含靠背骨架、座墊骨架、滑軌這三個片面。因為城規(guī)車型的改制存在一定的限制,按照轎車座椅設(shè)計的有關(guān)劃定,為了保證汽車性能,將副駕駛座位的椅骨架替代為鎂合金。制作工藝要緊應(yīng)用擠壓、彎曲和沖壓三種,鎂合金件的焊接技術(shù)為氫弧焊,使用結(jié)構(gòu)膠連接所有質(zhì)料零部件。經(jīng)過現(xiàn)實之后,鎂合金副駕駛座椅骨架的質(zhì)量顯示為12.66kg,和鋼結(jié)構(gòu)件對比質(zhì)量減輕了8.3%。
       3.2.3鎂合金前、后副車架為保證鎂合金前、后副車架技術(shù)參數(shù)能夠滿足劃定要求,需求完善原本的結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計過程中,通過楔形增強筋、部分位置設(shè)置縱向增強梁以及部分增厚這三種要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對最終設(shè)計成果展開有限元考證、說明,可以得出設(shè)計而成的鎂合金前、后副車架技術(shù)參數(shù)與劃定相符。這一片面所應(yīng)用的工藝要緊有擠壓、彎曲和整形三種,焊接生產(chǎn)則因此分段生產(chǎn)、環(huán)形焊與角焊為主,結(jié)束焊接操縱之后壓入支承套橡膠內(nèi)襯,使用螺栓連接轎車,同時設(shè)置復(fù)合質(zhì)料墊圈,到達(dá)良好的聯(lián)接效果。經(jīng)過輕量化設(shè)計之后的鎂合金前、后副車架,其質(zhì)量與鋼件相比分別減輕了50.5%、62.3%。
       3.2.4鎂合金輪輞按照鎂合金生產(chǎn)的有關(guān)劃定,輪輞小輻條根部位置必須要進(jìn)行挖深處理,鎂合金車輪必須要滿足性能要求,彎曲疲勞、徑向疲勞的最大應(yīng)力相比鎂合金質(zhì)料的疲勞強度必須小于110MPa,使用期限超過107次。經(jīng)過現(xiàn)實可知,輕量化設(shè)計之后的鎂合金輪輞質(zhì)量降低為7.9kg,相比鋁合金質(zhì)料的輪惘減輕了37%。
       3.2.5 3D打印現(xiàn)如今,汽車行業(yè)的競爭趨向越發(fā)激烈,各個企業(yè)為了在市場中占有有益職位,均投入到新科技技術(shù)的研發(fā)中。3D打印技術(shù)是諸多新技術(shù)的一種,因此新車模型、對象的現(xiàn)實運用為前提研發(fā)的先進(jìn)技術(shù),應(yīng)用道理如圖1所示。通過掃描鏡、激光束等部件制作鎂合金零部件,有效提升了零部件制作的速率?,F(xiàn)如今,3D打印技術(shù)已經(jīng)在汽車企業(yè)中實現(xiàn)普及,節(jié)省研發(fā)成本的同時,很好的提升了研發(fā)效率,可以滿足要求多、批量小的客戶。

4 新能源汽車鎂合金零部件開發(fā)前景
       現(xiàn)如今,跟著環(huán)境護(hù)衛(wèi)理念的提升,綠色技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)成為環(huán)節(jié)。鎂合金是新環(huán)境下最炙手可熱的綠色質(zhì)料,是工業(yè)研究的一個重點。當(dāng)前我國在新能源汽車結(jié)構(gòu)研究過程中,漸漸明白了往后行業(yè)開展的要緊方向,即低排放、低污染,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。在這一目標(biāo)的引領(lǐng)下,往后一段時間鎂合金質(zhì)料開展速率將不斷攀升。預(yù)計在一段時間內(nèi),歐美區(qū)域國度鎂質(zhì)料的消費量將連接增進(jìn)。在全世界局限內(nèi),亞、歐洲是鎂質(zhì)料消費增進(jìn)速率最快的區(qū)域,尤其是亞洲,目前我國鎂質(zhì)料的增進(jìn)速率超過了30%,有望成為亞洲甚至于全世界的領(lǐng)先區(qū)域。存身于新能源汽車行業(yè)開展情況,壓鑄行業(yè)是鎂質(zhì)料最為焦點的增進(jìn)點,若其年均增進(jìn)率為10%,辣么到2020年鎂質(zhì)料的消費量將顯著提升。

5 結(jié)論
       綜上所述,新能源汽車中鎂合金零部件的開發(fā)與應(yīng)用,代表汽車行業(yè)的創(chuàng)新與晉級,同時也為往后行業(yè)開展明白了方向,必須要深入研究包含鎂合金在內(nèi)的新質(zhì)料,減輕汽車質(zhì)量,提高汽車性能,從而推進(jìn)我國汽車行業(yè)快速、穩(wěn)定開展。


                                           



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