论文部分内容阅读
摘要：轻型汽车结构是汽车行业关注的问题。轻质底盘不仅有助于降低燃油消耗，而且还显著提高了整车的舒适性。实现底盘的轻量化，包括轻合金、铝和镁合金、先进的高强度钢材料、塑料、热压、液压成形工艺和空心结构件。
关键词：汽车底盘;轻量化;材料：工艺
前言
目前，汽车已经成为客运的重要交通工具，给人们带来舒适的同时，也带来了能源和环境危机。因此，汽车制造商目前正在探索减少废气排放的方法。汽车的油耗直接取决于汽车的重量。汽车底盘的重量占汽车总重量的30%以上。如果底盘系统很轻，不仅可以降低汽车的油耗，还可以提高驾驶的舒适性。
一、汽车底盘轻量化技术开展的方式
底盘的大部分部件都是安全部件，因此每个部件的质量要求都很高。在轻量化底盘中，必须对这些部件的结构、材料和工艺进行优化和创新设计。车身底盘结构的整体优化主要包括底盘尺寸、形状和空心部件空间以及零件的整体构造，底盘空心部件的结构材料主要成分有两种：氧化铝合金或氧化镁合金，以此来取代一些传统的复合钢结构材料，达到大大减轻车身重量的使用目的;另一方面，使用比车身底盘传统复合钢板使用强度更高的复合钢材，以大大提高车身底盘的使用功能性，减少传统钢结构的零件数量，并实现重量减轻的总体印象。应尽可能多地使用新型汽车底盘并在热成型和汽车液压在热成型的制造过程中进行优化，以大大减轻汽车底盘内部零件的使用重量。
二、汽车轻量化与节能减排的关系
车辆的重量减轻与车辆阻力的降低和能耗的降低密切相关。铝协会指出，车辆重量减少10%可降低燃油消耗量，当然，车辆燃油消耗量减少产生的排放量也会减少。减轻车辆重量不仅是高效节能的一项重要措施，也是促进环境保护的一项措施。底盘作为汽车的重要部件，也是减轻重量的研究中心。
三、汽车底盘零件轻量化的具体措施
汽车底盘约占总重量的30%。为了减轻汽车的总重量，达到节能减排的目的，我们需要从汽车底盘的轻量化入手。汽车底盘结构复杂，零部件多，轻材料的使用和技术的改进，减轻了底盘各部分的重量，包括底盘、前下体、转向节、扭梁、稳定器等。
1、副车架轻量化
汽车底盘上的支架基板是用于连接和固定汽车悬架控制系统、发动机和汽车转向系统的重要部件。支架刚度和机械强度必须充分满足要求。支架基板的人工成形主要用途是用于热轧成型钢板的焊接冲压和人工焊接。由于汽车底盘支架承载时的重量较大，车架的整体模块化结构性能必须达到较高。选择钢板时，钢板厚度必须控制在2mm至3mm之间。为了减轻基板的重量并实现底盘的重量，大多数国家将在基板的生产中使用液压成形和轻合金材料，以在不影响车架质量的情况下降低基板的总重量。
液压成形采用低碳钢或高强度低合金钢，传力介质为液体材料，工件用杆加工。基板可通过液压成形显著改善阻尼效果，其可减少约30%，这不仅重量轻，还可有效减少底盘中使用的零件数量。便于组装工艺和焊接工艺的冷凝，有效控制生产成本。目前，它广泛应用于国外车辆的生产中。铝合金材料可塑性好，材料密度低，耐腐蚀性强，车架的光效可达40%左右。
2、前下摆臂轻量化
传统汽车底盘前下摆臂的主要工艺为冲压车间，所用材料主要为fb590＼safh440等高强度钢。这些钢的厚度一般大于3mm，屈服强度必须达到300mpa。在焊接这些钢材时，主要的焊接工艺是二氧化碳和氩保护焊。为了实现前下翼臂的重量，已接管了单个钢板的冲压和锻造工艺。同时，在材料选择中使用了比常规钢强度更高的材料，如fb780或cp800，该材料的产量可达到600MPa。此外，需要对结构零件进行优化，以将传统的双板转换为钣金，并且材料厚度可能保持不变或略有增加，这种成型方法可以减少生产过程并降低生产成本。目前有很多低振臂的轻型车型，包括日本车小柯和玄仪;美国汽车嘉年华、欧洲汽车通行证等。
材料特点铝合金本身特点具有耐热可塑性强、密度低的优点。仅就这种材料的总重量而言，它将比其他传统优质钢制汽车零件和金属材料轻了大约30%。然而，由于优质铝合金制造化学品成本相对较高，一般端和低端高级车型不会继续使用优质铝合金材料来严格控制制造成本，但大多数中端和高端高级车型将继续使用优质铝合金钢制材料。为了能够满足前翼和下翼臂的最大强度，采用经过锻造后的铝合金。
3、转向节轻量化
锻造合金或锻造镍铸铁是汽车底盘转向接头的主要工艺。最常用的材料主要是40Cr。方便转向接头的最重要方法也是使用铝合金代替传统的钢材料。通常，光亮效果为40%。铝合金化总成本不高，因此在中高端车辆和低端车辆中广泛使用。
4、扭力梁轻量化
通常，在一些低端动力车型的前轮后轴后面都会使用额定扭力托架。大多数电动扭转柱的载体大都是通过电动冲压机与钢板焊接形成的，钢板作为材料的载体厚度一般大约为4至7mm。为了充分满足各种车辆的运动刚度控制要求，必须在每个扭力柱横梁内全部安装扭力稳定器，为了同时便于控制扭力梁，可以考虑使用完全封闭的双向可变扭力横梁。這种类型的扭转梁通常承担热成型、液压成型和钢管屏蔽的过程。虽然程序不同，但无法与形式区分。钢管厚度一般控制在3mm左右。与钢板形成的扭转梁相比，照明后管束重量可减少约15%。
5、稳定杆轻量化
在传统的汽车工艺中，横向稳定杆是由实心结构制成的。在生产过程中，弹簧杆必须加热然后弯曲。主要材料为55crv或60Si2Mn钢筋。在这种情况下，周围零件的外壳被占用，这一问题必须在设计过程中加以考虑。与传统的固定稳定步骤相比，空心稳定杆的生产工艺有很大不同。热成型技术不能用于生产和改造，但管道必须在室温下弯曲。
结束语
随着当前我国节能汽车行业的快速健康发展和汽车市场竞争力和环境压力的不断变化增大，汽车产品制造商和企业不断积极探索进行汽车产业化的技术创新。环保能源汽车节能轻质产品质量标准化的产业技术创新实现对于确保汽车自身生态环境的良好节能保护及汽车性能上的提升及对对于汽车安全性和驾驶的舒适性都同样可以对其起到很大的技术促进作用。
参考文献
[1]汤配.中型卡车冲焊驱动桥壳安全性分析及优化设计[D].安徽理工大学，2020.
[2]李天勇，武秋丽，张亚萍等.乘用车底盘轻量化技术发展可行性研究[J].上海汽车，2013.，（2）.38-42.
[3]史东杰，王连波，刘对宾等.汽车底盘轻量化材料和工艺[J].热加工工艺，2016，（3）.16-18.
关键词：汽车底盘;轻量化;材料：工艺
前言
目前，汽车已经成为客运的重要交通工具，给人们带来舒适的同时，也带来了能源和环境危机。因此，汽车制造商目前正在探索减少废气排放的方法。汽车的油耗直接取决于汽车的重量。汽车底盘的重量占汽车总重量的30%以上。如果底盘系统很轻，不仅可以降低汽车的油耗，还可以提高驾驶的舒适性。
一、汽车底盘轻量化技术开展的方式
底盘的大部分部件都是安全部件，因此每个部件的质量要求都很高。在轻量化底盘中，必须对这些部件的结构、材料和工艺进行优化和创新设计。车身底盘结构的整体优化主要包括底盘尺寸、形状和空心部件空间以及零件的整体构造，底盘空心部件的结构材料主要成分有两种：氧化铝合金或氧化镁合金，以此来取代一些传统的复合钢结构材料，达到大大减轻车身重量的使用目的;另一方面，使用比车身底盘传统复合钢板使用强度更高的复合钢材，以大大提高车身底盘的使用功能性，减少传统钢结构的零件数量，并实现重量减轻的总体印象。应尽可能多地使用新型汽车底盘并在热成型和汽车液压在热成型的制造过程中进行优化，以大大减轻汽车底盘内部零件的使用重量。
二、汽车轻量化与节能减排的关系
车辆的重量减轻与车辆阻力的降低和能耗的降低密切相关。铝协会指出，车辆重量减少10%可降低燃油消耗量，当然，车辆燃油消耗量减少产生的排放量也会减少。减轻车辆重量不仅是高效节能的一项重要措施，也是促进环境保护的一项措施。底盘作为汽车的重要部件，也是减轻重量的研究中心。
三、汽车底盘零件轻量化的具体措施
汽车底盘约占总重量的30%。为了减轻汽车的总重量，达到节能减排的目的，我们需要从汽车底盘的轻量化入手。汽车底盘结构复杂，零部件多，轻材料的使用和技术的改进，减轻了底盘各部分的重量，包括底盘、前下体、转向节、扭梁、稳定器等。
1、副车架轻量化
汽车底盘上的支架基板是用于连接和固定汽车悬架控制系统、发动机和汽车转向系统的重要部件。支架刚度和机械强度必须充分满足要求。支架基板的人工成形主要用途是用于热轧成型钢板的焊接冲压和人工焊接。由于汽车底盘支架承载时的重量较大，车架的整体模块化结构性能必须达到较高。选择钢板时，钢板厚度必须控制在2mm至3mm之间。为了减轻基板的重量并实现底盘的重量，大多数国家将在基板的生产中使用液压成形和轻合金材料，以在不影响车架质量的情况下降低基板的总重量。
液压成形采用低碳钢或高强度低合金钢，传力介质为液体材料，工件用杆加工。基板可通过液压成形显著改善阻尼效果，其可减少约30%，这不仅重量轻，还可有效减少底盘中使用的零件数量。便于组装工艺和焊接工艺的冷凝，有效控制生产成本。目前，它广泛应用于国外车辆的生产中。铝合金材料可塑性好，材料密度低，耐腐蚀性强，车架的光效可达40%左右。
2、前下摆臂轻量化
传统汽车底盘前下摆臂的主要工艺为冲压车间，所用材料主要为fb590＼safh440等高强度钢。这些钢的厚度一般大于3mm，屈服强度必须达到300mpa。在焊接这些钢材时，主要的焊接工艺是二氧化碳和氩保护焊。为了实现前下翼臂的重量，已接管了单个钢板的冲压和锻造工艺。同时，在材料选择中使用了比常规钢强度更高的材料，如fb780或cp800，该材料的产量可达到600MPa。此外，需要对结构零件进行优化，以将传统的双板转换为钣金，并且材料厚度可能保持不变或略有增加，这种成型方法可以减少生产过程并降低生产成本。目前有很多低振臂的轻型车型，包括日本车小柯和玄仪;美国汽车嘉年华、欧洲汽车通行证等。
材料特点铝合金本身特点具有耐热可塑性强、密度低的优点。仅就这种材料的总重量而言，它将比其他传统优质钢制汽车零件和金属材料轻了大约30%。然而，由于优质铝合金制造化学品成本相对较高，一般端和低端高级车型不会继续使用优质铝合金材料来严格控制制造成本，但大多数中端和高端高级车型将继续使用优质铝合金钢制材料。为了能够满足前翼和下翼臂的最大强度，采用经过锻造后的铝合金。
3、转向节轻量化
锻造合金或锻造镍铸铁是汽车底盘转向接头的主要工艺。最常用的材料主要是40Cr。方便转向接头的最重要方法也是使用铝合金代替传统的钢材料。通常，光亮效果为40%。铝合金化总成本不高，因此在中高端车辆和低端车辆中广泛使用。
4、扭力梁轻量化
通常，在一些低端动力车型的前轮后轴后面都会使用额定扭力托架。大多数电动扭转柱的载体大都是通过电动冲压机与钢板焊接形成的，钢板作为材料的载体厚度一般大约为4至7mm。为了充分满足各种车辆的运动刚度控制要求，必须在每个扭力柱横梁内全部安装扭力稳定器，为了同时便于控制扭力梁，可以考虑使用完全封闭的双向可变扭力横梁。這种类型的扭转梁通常承担热成型、液压成型和钢管屏蔽的过程。虽然程序不同，但无法与形式区分。钢管厚度一般控制在3mm左右。与钢板形成的扭转梁相比，照明后管束重量可减少约15%。
5、稳定杆轻量化
在传统的汽车工艺中，横向稳定杆是由实心结构制成的。在生产过程中，弹簧杆必须加热然后弯曲。主要材料为55crv或60Si2Mn钢筋。在这种情况下，周围零件的外壳被占用，这一问题必须在设计过程中加以考虑。与传统的固定稳定步骤相比，空心稳定杆的生产工艺有很大不同。热成型技术不能用于生产和改造，但管道必须在室温下弯曲。
结束语
随着当前我国节能汽车行业的快速健康发展和汽车市场竞争力和环境压力的不断变化增大，汽车产品制造商和企业不断积极探索进行汽车产业化的技术创新。环保能源汽车节能轻质产品质量标准化的产业技术创新实现对于确保汽车自身生态环境的良好节能保护及汽车性能上的提升及对对于汽车安全性和驾驶的舒适性都同样可以对其起到很大的技术促进作用。
参考文献
[1]汤配.中型卡车冲焊驱动桥壳安全性分析及优化设计[D].安徽理工大学，2020.
[2]李天勇，武秋丽，张亚萍等.乘用车底盘轻量化技术发展可行性研究[J].上海汽车，2013.，（2）.38-42.
[3]史东杰，王连波，刘对宾等.汽车底盘轻量化材料和工艺[J].热加工工艺，2016，（3）.16-18.