1.Εισαγωγή
Η ελαφρότητα των αυτοκινήτων ξεκίνησε στις ανεπτυγμένες χώρες και αρχικά καθοδηγήθηκε από παραδοσιακούς γίγαντες της αυτοκινητοβιομηχανίας. Με συνεχή ανάπτυξη, έχει αποκτήσει σημαντική δυναμική. Από την εποχή που οι Ινδοί χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά κράμα αλουμινίου για την παραγωγή στροφαλοφόρων αξόνων αυτοκινήτων μέχρι την πρώτη μαζική παραγωγή αυτοκινήτων εξ ολοκλήρου από αλουμίνιο από την Audi το 1999, το κράμα αλουμινίου έχει σημειώσει ισχυρή ανάπτυξη στις εφαρμογές της αυτοκινητοβιομηχανίας λόγω των πλεονεκτημάτων του, όπως η χαμηλή πυκνότητα, η υψηλή ειδική αντοχή και ακαμψία, η καλή ελαστικότητα και αντοχή στις κρούσεις, η υψηλή ανακυκλωσιμότητα και ο υψηλός ρυθμός αναγέννησης. Μέχρι το 2015, το ποσοστό εφαρμογής κράματος αλουμινίου στα αυτοκίνητα είχε ήδη ξεπεράσει το 35%.
Η ελαφρότητα των αυτοκινήτων στην Κίνα ξεκίνησε πριν από λιγότερο από 10 χρόνια και τόσο η τεχνολογία όσο και το επίπεδο εφαρμογής υστερούν σε σχέση με τις ανεπτυγμένες χώρες όπως η Γερμανία, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία. Ωστόσο, με την ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων, η ελαφρότητα των υλικών προχωρά ραγδαία. Αξιοποιώντας την άνοδο των νέων ενεργειακών οχημάτων, η τεχνολογία ελαφρότητας των αυτοκινήτων στην Κίνα δείχνει μια τάση να πλησιάζει τις ανεπτυγμένες χώρες.
Η αγορά ελαφρών υλικών της Κίνας είναι τεράστια. Αφενός, σε σύγκριση με τις ανεπτυγμένες χώρες του εξωτερικού, η τεχνολογία ελαφρού βάρους της Κίνας ξεκίνησε αργά και το συνολικό βάρος των οχημάτων είναι μεγαλύτερο. Λαμβάνοντας υπόψη το σημείο αναφοράς του ποσοστού ελαφρών υλικών σε ξένες χώρες, υπάρχει ακόμη άφθονο περιθώριο ανάπτυξης στην Κίνα. Από την άλλη πλευρά, λόγω των πολιτικών, η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας οχημάτων νέας ενέργειας της Κίνας θα ενισχύσει τη ζήτηση για ελαφρά υλικά και θα ενθαρρύνει τις αυτοκινητοβιομηχανίες να στραφούν προς το ελαφρύ βάρος.
Η βελτίωση των προτύπων εκπομπών και κατανάλωσης καυσίμου επιβάλλει την επιτάχυνση της μείωσης του βάρους των αυτοκινήτων. Η Κίνα εφάρμοσε πλήρως τα πρότυπα εκπομπών China VI το 2020. Σύμφωνα με τη «Μέθοδο Αξιολόγησης και Δείκτες για την Κατανάλωση Καυσίμου των Επιβατικών Αυτοκινήτων» και τον «Χάρτη Πορείας για την Εξοικονόμηση Ενέργειας και την Τεχνολογία Νέων Ενεργειακών Οχημάτων», το πρότυπο κατανάλωσης καυσίμου είναι 5,0 L/km. Λαμβάνοντας υπόψη τον περιορισμένο χώρο για ουσιαστικές ανακαλύψεις στην τεχνολογία κινητήρων και τη μείωση των εκπομπών, η υιοθέτηση μέτρων για τα ελαφριά εξαρτήματα αυτοκινήτων μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τις εκπομπές των οχημάτων και την κατανάλωση καυσίμου. Η μείωση του βάρους των οχημάτων νέας ενέργειας έχει γίνει μια ουσιαστική πορεία για την ανάπτυξη του κλάδου.
Το 2016, η Κινεζική Εταιρεία Αυτοκινητοβιομηχανίας εξέδωσε τον «Χάρτη Πορείας για την Εξοικονόμηση Ενέργειας και την Τεχνολογία Νέων Ενεργειακών Οχημάτων», ο οποίος σχεδίαζε παράγοντες όπως η κατανάλωση ενέργειας, η αυτονομία πλεύσης και τα υλικά κατασκευής για οχήματα νέας ενέργειας από το 2020 έως το 2030. Η μείωση του βάρους θα αποτελέσει βασική κατεύθυνση για τη μελλοντική ανάπτυξη οχημάτων νέας ενέργειας. Η μείωση του βάρους μπορεί να αυξήσει την αυτονομία πλεύσης και να αντιμετωπίσει το «άγχος αυτονομίας» στα οχήματα νέας ενέργειας. Με την αυξανόμενη ζήτηση για εκτεταμένη αυτονομία πλεύσης, η μείωση του βάρους στα αυτοκίνητα καθίσταται επείγουσα και οι πωλήσεις οχημάτων νέας ενέργειας έχουν αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις του συστήματος βαθμολόγησης και του «Μεσοπρόθεσμου έως Μακροπρόθεσμου Σχεδίου Ανάπτυξης για την Αυτοκινητοβιομηχανία», εκτιμάται ότι έως το 2025, οι πωλήσεις οχημάτων νέας ενέργειας στην Κίνα θα ξεπεράσουν τα 6 εκατομμύρια μονάδες, με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης που θα υπερβαίνει το 38%.
2. Χαρακτηριστικά και εφαρμογές κράματος αλουμινίου
2.1 Χαρακτηριστικά του κράματος αλουμινίου
Η πυκνότητα του αλουμινίου είναι το ένα τρίτο αυτής του χάλυβα, γεγονός που το καθιστά ελαφρύτερο. Έχει υψηλότερη ειδική αντοχή, καλή ικανότητα εξώθησης, ισχυρή αντοχή στη διάβρωση και υψηλή ανακυκλωσιμότητα. Τα κράματα αλουμινίου χαρακτηρίζονται από το ότι αποτελούνται κυρίως από μαγνήσιο, παρουσιάζουν καλή αντοχή στη θερμότητα, καλές ιδιότητες συγκόλλησης, καλή αντοχή στην κόπωση, αδυναμία ενίσχυσης με θερμική επεξεργασία και την ικανότητα αύξησης της αντοχής μέσω ψυχρής κατεργασίας. Η σειρά 6 χαρακτηρίζεται από το ότι αποτελείται κυρίως από μαγνήσιο και πυρίτιο, με το Mg2Si ως την κύρια φάση ενίσχυσης. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα κράματα σε αυτήν την κατηγορία είναι τα 6063, 6061 και 6005A. Η πλάκα αλουμινίου 5052 είναι μια πλάκα αλουμινίου κράματος σειράς AL-Mg, με μαγνήσιο ως το κύριο στοιχείο κράματος. Είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα αλουμινίου κατά της σκουριάς. Αυτό το κράμα έχει υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή στην κόπωση, καλή πλαστικότητα και αντοχή στη διάβρωση, δεν μπορεί να ενισχυθεί με θερμική επεξεργασία, έχει καλή πλαστικότητα στη σκλήρυνση με ημι-ψυχρή κατεργασία, χαμηλή πλαστικότητα στη σκλήρυνση με ψυχρή κατεργασία, καλή αντοχή στη διάβρωση και καλές ιδιότητες συγκόλλησης. Χρησιμοποιείται κυρίως για εξαρτήματα όπως πλαϊνά πάνελ, καλύμματα στέγης και πάνελ θυρών. Το κράμα αλουμινίου 6063 είναι ένα θερμικά επεξεργάσιμο ενισχυτικό κράμα της σειράς AL-Mg-Si, με μαγνήσιο και πυρίτιο ως κύρια στοιχεία κράματος. Είναι ένα θερμικά επεξεργάσιμο ενισχυτικό προφίλ κράματος αλουμινίου μεσαίας αντοχής, που χρησιμοποιείται κυρίως σε δομικά στοιχεία όπως κολώνες και πλαϊνά πάνελ για την αντοχή. Μια εισαγωγή στις ποιότητες κραμάτων αλουμινίου παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.
2.2 Η εξώθηση είναι μια σημαντική μέθοδος σχηματισμού κράματος αλουμινίου
Η εξώθηση κράματος αλουμινίου είναι μια μέθοδος θερμής διαμόρφωσης και ολόκληρη η διαδικασία παραγωγής περιλαμβάνει τη διαμόρφωση κράματος αλουμινίου υπό τριμερή θλιπτική τάση. Ολόκληρη η διαδικασία παραγωγής μπορεί να περιγραφεί ως εξής: α. Το αλουμίνιο και άλλα κράματα τήκονται και χυτεύονται στις απαιτούμενες μπιγέτες κράματος αλουμινίου. β. Οι προθερμασμένες μπιγέτες τοποθετούνται στον εξοπλισμό εξώθησης για εξώθηση. Υπό την επίδραση του κύριου κυλίνδρου, η μπιγέτα κράματος αλουμινίου διαμορφώνεται στα απαιτούμενα προφίλ μέσω της κοιλότητας του καλουπιού. γ. Προκειμένου να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες των προφίλ αλουμινίου, πραγματοποιείται επεξεργασία διαλύματος κατά τη διάρκεια ή μετά την εξώθηση, ακολουθούμενη από επεξεργασία γήρανσης. Οι μηχανικές ιδιότητες μετά την επεξεργασία γήρανσης ποικίλλουν ανάλογα με τα διαφορετικά υλικά και τα καθεστώτα γήρανσης. Η κατάσταση θερμικής επεξεργασίας των προφίλ φορτηγών τύπου κουτιού φαίνεται στον Πίνακα 2.
Τα προϊόντα εξώθησης από κράμα αλουμινίου έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες μεθόδους διαμόρφωσης:
α. Κατά την εξώθηση, το εξωθημένο μέταλλο αποκτά ισχυρότερη και πιο ομοιόμορφη τριμερή θλιπτική τάση στη ζώνη παραμόρφωσης από την έλαση και τη σφυρηλάτηση, έτσι ώστε να μπορεί να αξιοποιήσει πλήρως την πλαστικότητα του επεξεργασμένου μετάλλου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία μετάλλων που είναι δύσκολο να παραμορφωθούν και δεν μπορούν να υποστούν επεξεργασία με έλαση ή σφυρηλάτηση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή διαφόρων σύνθετων κοίλων ή συμπαγών στοιχείων διατομής.
β. Επειδή η γεωμετρία των προφίλ αλουμινίου μπορεί να ποικίλλει, τα εξαρτήματά τους έχουν υψηλή ακαμψία, η οποία μπορεί να βελτιώσει την ακαμψία του αμαξώματος του οχήματος, να μειώσει τα χαρακτηριστικά NVH του και να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά δυναμικού ελέγχου του οχήματος.
γ. Τα προϊόντα με απόδοση εξώθησης, μετά από σβέση και γήρανση, έχουν σημαντικά υψηλότερη διαμήκη αντοχή (R, Raz) από τα προϊόντα που υποβάλλονται σε επεξεργασία με άλλες μεθόδους.
δ. Η επιφάνεια των προϊόντων μετά την εξώθηση έχει καλό χρώμα και καλή αντοχή στη διάβρωση, εξαλείφοντας την ανάγκη για άλλη αντιδιαβρωτική επιφανειακή επεξεργασία.
ε. Η επεξεργασία εξώθησης έχει μεγάλη ευελιξία, χαμηλό κόστος εργαλείων και καλουπιών και χαμηλό κόστος αλλαγής σχεδιασμού.
στ. Λόγω της δυνατότητας ελέγχου των διατομών των προφίλ αλουμινίου, ο βαθμός ενσωμάτωσης των εξαρτημάτων μπορεί να αυξηθεί, ο αριθμός των εξαρτημάτων μπορεί να μειωθεί και διαφορετικά σχέδια διατομών μπορούν να επιτύχουν ακριβή τοποθέτηση συγκόλλησης.
Η σύγκριση απόδοσης μεταξύ των προφίλ αλουμινίου διέλασης για φορτηγά τύπου κουτιού και του απλού ανθρακούχου χάλυβα παρουσιάζεται στον Πίνακα 3.
Επόμενη κατεύθυνση ανάπτυξης προφίλ κραμάτων αλουμινίου για φορτηγά τύπου κουτιού: Περαιτέρω βελτίωση της αντοχής του προφίλ και ενίσχυση της απόδοσης εξώθησης. Η κατεύθυνση της έρευνας για νέα υλικά για προφίλ κραμάτων αλουμινίου για φορτηγά τύπου κουτιού φαίνεται στο Σχήμα 1.
3. Δομή, ανάλυση αντοχής και επαλήθευση φορτηγού από κράμα αλουμινίου
3.1 Δομή φορτηγού από κράμα αλουμινίου
Το κοντέινερ του φορτηγού αποτελείται κυρίως από ένα συγκρότημα μπροστινού πάνελ, ένα συγκρότημα αριστερού και δεξιού πλευρικού πάνελ, ένα συγκρότημα πλευρικού πάνελ πίσω πόρτας, ένα συγκρότημα δαπέδου, ένα συγκρότημα οροφής, καθώς και μπουλόνια σχήματος U, πλευρικά προστατευτικά, πίσω προστατευτικά, λασπωτήρες και άλλα αξεσουάρ που συνδέονται με το πλαίσιο δεύτερης κατηγορίας. Οι εγκάρσιες δοκοί του αμαξώματος, οι κολόνες, οι πλευρικές δοκοί και τα πάνελ των θυρών είναι κατασκευασμένα από εξωθημένα προφίλ από κράμα αλουμινίου, ενώ τα πάνελ δαπέδου και οροφής είναι κατασκευασμένα από επίπεδες πλάκες από κράμα αλουμινίου 5052. Η δομή του φορτηγού από κράμα αλουμινίου φαίνεται στο Σχήμα 2.
Χρησιμοποιώντας τη διαδικασία θερμής εξώθησης του κράματος αλουμινίου σειράς 6, είναι δυνατή η δημιουργία σύνθετων κοίλων διατομών. Ένας σχεδιασμός προφίλ αλουμινίου με σύνθετες διατομές μπορεί να εξοικονομήσει υλικά, να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις αντοχής και ακαμψίας του προϊόντος και να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις αμοιβαίας σύνδεσης μεταξύ διαφόρων εξαρτημάτων. Επομένως, η δομή σχεδιασμού της κύριας δοκού και οι ροπές αδράνειας I και οι ροπές αντίστασης W φαίνονται στο Σχήμα 3.
Μια σύγκριση των κύριων δεδομένων στον Πίνακα 4 δείχνει ότι οι ροπές αδράνειας και οι ροπές αντίστασης της διατομής του σχεδιασμένου προφίλ αλουμινίου είναι καλύτερες από τα αντίστοιχα δεδομένα της διατομής δοκού από σίδηρο. Τα δεδομένα συντελεστή ακαμψίας είναι περίπου τα ίδια με αυτά της αντίστοιχης διατομής δοκού από σίδηρο και όλα πληρούν τις απαιτήσεις παραμόρφωσης.
3.2 Υπολογισμός Μέγιστης Τάσης
Λαμβάνοντας ως αντικείμενο το βασικό φέρον στοιχείο, την εγκάρσια δοκό, υπολογίζεται η μέγιστη τάση. Το ονομαστικό φορτίο είναι 1,5 t και η εγκάρσια δοκός είναι κατασκευασμένη από προφίλ κράματος αλουμινίου 6063-T6 με μηχανικές ιδιότητες όπως φαίνεται στον Πίνακα 5. Η δοκός απλοποιείται ως δομή προβόλου για τον υπολογισμό της δύναμης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.
Λαμβάνοντας μια δοκό ανοίγματος 344 mm, το θλιπτικό φορτίο στη δοκό υπολογίζεται ως F=3757 N με βάση 4,5 t, το οποίο είναι τριπλάσιο του τυπικού στατικού φορτίου. q=F/L
όπου q είναι η εσωτερική τάση της δοκού υπό το φορτίο, N/mm· F είναι το φορτίο που φέρει η δοκός, υπολογισμένο με βάση το 3πλάσιο του τυπικού στατικού φορτίου, το οποίο είναι 4,5 t· L είναι το μήκος της δοκού, mm.
Επομένως, η εσωτερική τάση q είναι:
Ο τύπος υπολογισμού της τάσης έχει ως εξής:
Η μέγιστη ροπή είναι:
Λαμβάνοντας την απόλυτη τιμή της ροπής, M=274283 N·mm, τη μέγιστη τάση σ=M/(1,05×w)=18,78 MPa, και τη μέγιστη τιμή τάσης σ<215 MPa, η οποία πληροί τις απαιτήσεις.
3.3 Χαρακτηριστικά σύνδεσης διαφόρων εξαρτημάτων
Το κράμα αλουμινίου έχει κακές ιδιότητες συγκόλλησης και η αντοχή του στο σημείο συγκόλλησης είναι μόνο το 60% της αντοχής του βασικού υλικού. Λόγω της κάλυψης ενός στρώματος Al2O3 στην επιφάνεια του κράματος αλουμινίου, το σημείο τήξης του Al2O3 είναι υψηλό, ενώ το σημείο τήξης του αλουμινίου είναι χαμηλό. Όταν συγκολλάται κράμα αλουμινίου, το Al2O3 στην επιφάνεια πρέπει να σπάσει γρήγορα για να πραγματοποιηθεί συγκόλληση. Ταυτόχρονα, το υπόλειμμα του Al2O3 θα παραμείνει στο διάλυμα του κράματος αλουμινίου, επηρεάζοντας τη δομή του κράματος αλουμινίου και μειώνοντας την αντοχή του σημείου συγκόλλησης του κράματος αλουμινίου. Επομένως, κατά το σχεδιασμό ενός δοχείου εξ ολοκλήρου από αλουμίνιο, αυτά τα χαρακτηριστικά λαμβάνονται πλήρως υπόψη. Η συγκόλληση είναι η κύρια μέθοδος τοποθέτησης και τα κύρια φέροντα εξαρτήματα συνδέονται με βίδες. Συνδέσεις όπως η πριτσίνια και η δομή χελιδονοουράς φαίνονται στα Σχήματα 5 και 6.
Η κύρια δομή του κιβωτίου από αλουμίνιο υιοθετεί μια δομή με οριζόντιες δοκούς, κάθετες κολόνες, πλευρικές δοκούς και δοκούς ακμών που αλληλοσυνδέονται. Υπάρχουν τέσσερα σημεία σύνδεσης μεταξύ κάθε οριζόντιας δοκού και κάθετης κολόνας. Τα σημεία σύνδεσης είναι εφοδιασμένα με οδοντωτές φλάντζες για να εμπλέκονται με την οδοντωτή άκρη της οριζόντιας δοκού, αποτρέποντας αποτελεσματικά την ολίσθηση. Τα οκτώ γωνιακά σημεία συνδέονται κυρίως με ένθετα χαλύβδινου πυρήνα, στερεωμένα με βίδες και αυτοασφαλιζόμενα πριτσίνια και ενισχυμένα με τριγωνικές πλάκες αλουμινίου 5 mm συγκολλημένες στο εσωτερικό του κιβωτίου για την ενίσχυση των γωνιακών θέσεων εσωτερικά. Η εξωτερική εμφάνιση του κιβωτίου δεν έχει συγκόλληση ή εκτεθειμένα σημεία σύνδεσης, εξασφαλίζοντας τη συνολική εμφάνιση του κιβωτίου.
3.4 Τεχνολογία Σύγχρονης Μηχανικής SE
Η τεχνολογία σύγχρονης μηχανικής SE χρησιμοποιείται για την επίλυση των προβλημάτων που προκαλούνται από μεγάλες συσσωρευμένες αποκλίσεις μεγέθους για τα αντίστοιχα εξαρτήματα στο σώμα του κιβωτίου και τις δυσκολίες στην εύρεση των αιτιών των κενών και των βλαβών επιπεδότητας. Μέσω της ανάλυσης CAE (βλ. Σχήμα 7-8), διεξάγεται μια συγκριτική ανάλυση με σιδερένια σώματα για να ελεγχθεί η συνολική αντοχή και ακαμψία του σώματος του κιβωτίου, να εντοπιστούν αδύνατα σημεία και να ληφθούν μέτρα για την αποτελεσματικότερη βελτιστοποίηση και βελτίωση του σχεδίου σχεδιασμού.
4. Ελαφρύτερη επίδραση του φορτηγού από κράμα αλουμινίου
Εκτός από το αμάξωμα του κιβωτίου, τα κράματα αλουμινίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση του χάλυβα σε διάφορα εξαρτήματα εμπορευματοκιβωτίων τύπου κιβωτίου, όπως λασπωτήρες, πίσω προστατευτικά, πλευρικά προστατευτικά, μάνδαλα θυρών, μεντεσέδες θυρών και άκρες πίσω ποδιάς, επιτυγχάνοντας μείωση βάρους από 30% έως 40% για το διαμέρισμα φορτίου. Το αποτέλεσμα μείωσης βάρους για ένα άδειο εμπορευματοκιβώτιο φορτίου 4080mm×2300mm×2200mm φαίνεται στον Πίνακα 6. Αυτό λύνει ουσιαστικά τα προβλήματα του υπερβολικού βάρους, της μη συμμόρφωσης με τις ανακοινώσεις και τους κανονιστικούς κινδύνους των παραδοσιακών διαμερισμάτων φορτίου από σίδηρο.
Αντικαθιστώντας τον παραδοσιακό χάλυβα με κράματα αλουμινίου για τα εξαρτήματα αυτοκινήτων, όχι μόνο μπορούν να επιτευχθούν εξαιρετικά αποτελέσματα μείωσης του βάρους, αλλά μπορεί επίσης να συμβάλει στην εξοικονόμηση καυσίμου, στη μείωση των εκπομπών και στη βελτίωση της απόδοσης του οχήματος. Προς το παρόν, υπάρχουν διάφορες απόψεις σχετικά με τη συμβολή της μείωσης του βάρους στην εξοικονόμηση καυσίμου. Τα αποτελέσματα της έρευνας του Διεθνούς Ινστιτούτου Αλουμινίου παρουσιάζονται στο Σχήμα 9. Κάθε μείωση 10% στο βάρος του οχήματος μπορεί να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου κατά 6% έως 8%. Με βάση τα εγχώρια στατιστικά στοιχεία, η μείωση του βάρους κάθε επιβατικού αυτοκινήτου κατά 100 kg μπορεί να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου κατά 0,4 L/100 km. Η συμβολή της μείωσης του βάρους στην εξοικονόμηση καυσίμου βασίζεται σε αποτελέσματα που λαμβάνονται από διαφορετικές ερευνητικές μεθόδους, επομένως υπάρχει κάποια διακύμανση. Ωστόσο, η μείωση του βάρους των αυτοκινήτων έχει σημαντικό αντίκτυπο στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου.
Για τα ηλεκτρικά οχήματα, το φαινόμενο της μείωσης του βάρους είναι ακόμη πιο έντονο. Επί του παρόντος, η ενεργειακή πυκνότητα μονάδας των μπαταριών ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων διαφέρει σημαντικά από αυτή των παραδοσιακών οχημάτων υγρών καυσίμων. Το βάρος του συστήματος ισχύος (συμπεριλαμβανομένης της μπαταρίας) των ηλεκτρικών οχημάτων συχνά αντιπροσωπεύει το 20% έως 30% του συνολικού βάρους του οχήματος. Ταυτόχρονα, η υπέρβαση του σημείου συμφόρησης απόδοσης των μπαταριών αποτελεί παγκόσμια πρόκληση. Πριν υπάρξει μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία μπαταριών υψηλής απόδοσης, η μείωση του βάρους είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για τη βελτίωση της αυτονομίας πλεύσης των ηλεκτρικών οχημάτων. Για κάθε μείωση βάρους 100 κιλών, η αυτονομία πλεύσης των ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να αυξηθεί κατά 6% έως 11% (η σχέση μεταξύ μείωσης βάρους και αυτονομίας πλεύσης φαίνεται στο Σχήμα 10). Επί του παρόντος, η αυτονομία πλεύσης των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες των περισσότερων ανθρώπων, αλλά η μείωση του βάρους κατά ένα ορισμένο ποσό μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αυτονομία πλεύσης, μειώνοντας το άγχος της αυτονομίας και βελτιώνοντας την εμπειρία του χρήστη.
5. Συμπέρασμα
Εκτός από την εξ ολοκλήρου από αλουμίνιο δομή του φορτηγού από κράμα αλουμινίου που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο, υπάρχουν διάφοροι τύποι φορτηγών, όπως πάνελ αλουμινίου με κηρήθρα, πλάκες αλουμινίου με πόρπη, πλαίσια αλουμινίου + δέρματα αλουμινίου και υβριδικά εμπορευματοκιβώτια σιδήρου-αλουμινίου. Έχουν τα πλεονεκτήματα του ελαφρού βάρους, της υψηλής ειδικής αντοχής και της καλής αντοχής στη διάβρωση και δεν απαιτούν ηλεκτροφορητική βαφή για προστασία από τη διάβρωση, μειώνοντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ηλεκτροφορητικής βαφής. Το φορτηγό από κράμα αλουμινίου λύνει ουσιαστικά τα προβλήματα του υπερβολικού βάρους, της μη συμμόρφωσης με τις ανακοινώσεις και των κανονιστικών κινδύνων των παραδοσιακών διαμερισμάτων φορτίου από σίδηρο.
Η εξώθηση είναι μια βασική μέθοδος επεξεργασίας για τα κράματα αλουμινίου και τα προφίλ αλουμινίου έχουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, επομένως η ακαμψία της διατομής των εξαρτημάτων είναι σχετικά υψηλή. Λόγω της μεταβλητής διατομής, τα κράματα αλουμινίου μπορούν να επιτύχουν τον συνδυασμό πολλαπλών λειτουργιών εξαρτημάτων, καθιστώντας τα ένα καλό υλικό για την ελαφρότητα των αυτοκινήτων. Ωστόσο, η ευρεία εφαρμογή των κραμάτων αλουμινίου αντιμετωπίζει προκλήσεις όπως η ανεπαρκής ικανότητα σχεδιασμού για τα διαμερίσματα φορτίου από κράμα αλουμινίου, προβλήματα διαμόρφωσης και συγκόλλησης και το υψηλό κόστος ανάπτυξης και προώθησης για νέα προϊόντα. Ο κύριος λόγος εξακολουθεί να είναι ότι το κράμα αλουμινίου κοστίζει περισσότερο από τον χάλυβα πριν ωριμάσει η οικολογία ανακύκλωσης των κραμάτων αλουμινίου.
Συμπερασματικά, το πεδίο εφαρμογής των κραμάτων αλουμινίου στα αυτοκίνητα θα διευρυνθεί και η χρήση τους θα συνεχίσει να αυξάνεται. Στις τρέχουσες τάσεις εξοικονόμησης ενέργειας, μείωσης των εκπομπών και ανάπτυξης της βιομηχανίας οχημάτων νέας ενέργειας, με την εμβάθυνση της κατανόησης των ιδιοτήτων των κραμάτων αλουμινίου και των αποτελεσματικών λύσεων σε προβλήματα εφαρμογής κραμάτων αλουμινίου, τα υλικά εξώθησης αλουμινίου θα χρησιμοποιηθούν ευρύτερα στην ελαφρότητα των αυτοκινήτων.
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Aluminum
Ώρα δημοσίευσης: 12 Ιανουαρίου 2024
