1. Ro-ràdh
Thòisich cuideamachadh chàraichean ann an dùthchannan leasaichte agus bha e air a stiùireadh an toiseach le fuamhairean chàraichean traidiseanta. Le leasachadh leantainneach, tha e air spionnadh mòr fhaighinn. Bho àm a chleachd na h-Innseanaich aloi alùmanum an toiseach gus crankshafts chàraichean a dhèanamh gu a’ chiad chinneasachadh mòr de chàraichean uile-alùmanum aig Audi ann an 1999, tha aloi alùmanum air fàs làidir fhaicinn ann an tagraidhean chàraichean air sgàth a bhuannachdan leithid dùmhlachd ìosal, neart sònraichte àrd agus stiffness, deagh elasticity agus strì an aghaidh buaidh, ath-chuairteachadh àrd, agus ìre ath-nuadhachaidh àrd. Ro 2015, bha cuibhreann tagraidh aloi alùmanum ann an càraichean air a dhol thairis air 35% mu thràth.
Thòisich teicneòlas lughdachadh cuideam chàraichean ann an Sìona nas lugha na 10 bliadhna air ais, agus tha an dà chuid an teicneòlas agus ìre an tagraidh air dheireadh air dùthchannan leasaichte mar a’ Ghearmailt, na Stàitean Aonaichte agus Iapan. Ach, le leasachadh charbadan lùtha ùra, tha lughdachadh cuideam stuthan a’ dol air adhart gu luath. A’ cleachdadh àrdachadh charbadan lùtha ùra, tha teicneòlas lughdachadh cuideam chàraichean ann an Sìona a’ sealltainn gluasad a bhith a’ glacadh suas ri dùthchannan leasaichte.
Tha margaidh stuthan aotrom Shìona mòr. Air an aon làimh, an taca ri dùthchannan leasaichte thall thairis, thòisich teicneòlas cuideam aotrom Shìona fadalach, agus tha cuideam sràide iomlan charbadan nas motha. A’ beachdachadh air coimeas ri co-roinn stuthan aotrom ann an dùthchannan cèin, tha àite gu leòr ann fhathast airson leasachadh ann an Sìona. Air an làimh eile, air a stiùireadh le poileasaidhean, àrdaichidh leasachadh luath gnìomhachas charbadan lùtha ùra Shìona an t-iarrtas airson stuthan aotrom agus brosnaichidh e companaidhean chàraichean gus gluasad a dh’ionnsaigh cuideam aotrom.
Tha leasachadh inbhean sgaoilidhean agus caitheamh connaidh a’ toirt air luathachadh lughdachadh cuideam chàraichean. Chuir Sìona inbhean sgaoilidhean Sìona VI an gnìomh gu h-iomlan ann an 2020. A rèir an “Modh Measadh agus Comharran airson Caitheamh Connaidh Chàraichean Luchd-siubhail” agus an “Mapa-rathaid airson Sàbhaladh Lùtha agus Teicneòlas Carbadan Lùtha Ùr”, an inbhe caitheamh connaidh 5.0 L/km. A’ toirt aire don àite cuibhrichte airson adhartasan mòra ann an teicneòlas einnseanan agus lughdachadh sgaoilidhean, faodaidh ceumannan a ghabhail gus pàirtean chàraichean a dhèanamh nas aotroma sgaoilidhean charbadan agus caitheamh connaidh a lughdachadh gu h-èifeachdach. Tha lughdachadh cuideam charbadan lùtha ùra air a thighinn gu bhith na shlighe riatanach airson leasachadh a’ ghnìomhachais.
Ann an 2016, dh’fhoillsich Comann Innleadaireachd Chàraichean Shìona “Mapa-rathaid Teicneòlas Carbadan Sàbhalaidh Lùtha is Lùtha Ùr”, a bha a’ dealbhadh nithean leithid caitheamh lùtha, raon siubhail, agus stuthan saothrachaidh airson carbadan lùtha ùra bho 2020 gu 2030. Bidh cuideam a bharrachd na phrìomh stiùireadh airson leasachadh charbadan lùtha ùra san àm ri teachd. Faodaidh cuideam a bharrachd an raon siubhail a mheudachadh agus dèiligeadh ri “iomagain raon” ann an carbadan lùtha ùra. Leis an iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson raon siubhail leudaichte, tha cuideam a bharrachd chàraichean a’ fàs èiginneach, agus tha reic charbadan lùtha ùra air fàs gu mòr anns na bliadhnachan mu dheireadh. A rèir riatanasan an t-siostaim sgòraidh agus “Plana Leasachaidh Meadhan-gu-Fad-Ùine airson Gnìomhachas nan Carbadan”, thathas a’ meas ro 2025, gum bi reic charbadan lùtha ùra Shìona nas àirde na 6 millean aonad, le ìre fàis bliadhnail iom-fhillte nas àirde na 38%.
2. Feartan agus Tagraidhean Alùmanum Alloy
2.1 Feartan Alùmanum Alùmanum
Tha dùmhlachd alùmanaim aon-thrian nas lugha na dùmhlachd stàilinn, ga dhèanamh nas aotroime. Tha neart sònraichte nas àirde aige, comas eas-tharraing math, strì an aghaidh creimeadh làidir, agus ath-chuairteachadh àrd. Tha aloidhean alùmanaim air an comharrachadh le bhith air an dèanamh sa mhòr-chuid de magnesium, a’ nochdadh deagh strì an aghaidh teas, deagh fheartan tàthaidh, neart sgìths math, neo-chomas a bhith air an neartachadh le làimhseachadh teas, agus a’ chomas neart a mheudachadh tro obair fhuar. Tha an t-sreath 6 air a chomharrachadh le bhith air a dhèanamh sa mhòr-chuid de magnesium agus silicon, le Mg2Si mar am prìomh ìre neartachaidh. Is e na aloidhean as fharsainge a thathas a’ cleachdadh san roinn seo 6063, 6061, agus 6005A. Tha truinnsear alùmanaim sreath AL-Mg aig truinnsear alùmanaim 5052, le magnesium mar am prìomh eileamaid alùmanaim. Is e seo an alùmanum an-aghaidh meirge as fharsainge a thathas a’ cleachdadh. Tha neart àrd, neart sgìths àrd, deagh plasticity agus strì an aghaidh creimeadh aig an alùmanum seo, chan urrainnear a neartachadh le làimhseachadh teas, tha plasticity math aige ann an cruadhachadh obrach leth-fhuar, plasticity ìosal ann an cruadhachadh obrach fuar, deagh strì an aghaidh creimeadh, agus deagh fheartan tàthaidh. Tha e air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson co-phàirtean leithid pannalan taobh, còmhdaichean mullaich, agus pannalan dorais. Tha aloi alùmanaim 6063 na aloi neartachaidh a ghabhas làimhseachadh le teas anns an t-sreath AL-Mg-Si, le magnesium agus silicon mar na prìomh eileamaidean aloi. Tha e na phròifil aloi alùmanaim neartachaidh a ghabhas làimhseachadh le teas le neart meadhanach, air a chleachdadh sa mhòr-chuid ann am co-phàirtean structarail leithid colbhan agus pannalan taobh gus neart a ghiùlan. Tha ro-ràdh do ìrean aloi alùmanaim air a shealltainn ann an Clàr 1.
2.2 Tha eas-tharraing na dhòigh chudromach airson aloi alùmanum a chruthachadh
'S e dòigh-obrach teth a th' ann an eas-tharraing aloi alùmanaim, agus tha am pròiseas cinneasachaidh gu lèir a' toirt a-steach cruthachadh aloi alùmanaim fo chuideam teannachaidh trì-shligheach. Faodar am pròiseas cinneasachaidh gu lèir a mhìneachadh mar a leanas: a. Tha alùmanum agus aloidhean eile air an leaghadh agus air an tilgeadh a-steach do na billetan aloi alùmanaim a tha a dhìth; b. Tha na billetan ro-theasichte air an cur a-steach don uidheamachd eas-tharraing airson eas-tharraing. Fo ghnìomh a' phrìomh siolandair, tha am billet aloi alùmanaim air a chruthachadh anns na pròifilean a tha a dhìth tro chuas a' mholltair; c. Gus feartan meacanaigeach phròifilean alùmanaim a leasachadh, thèid làimhseachadh fuasglaidh a dhèanamh rè no às deidh eas-tharraing, agus an uairsin làimhseachadh a bhith a' fàs nas sine. Bidh na feartan meacanaigeach às deidh làimhseachadh a bhith a' fàs nas sine ag atharrachadh a rèir diofar stuthan agus rèimean a bhith a' fàs nas sine. Tha inbhe làimhseachadh teas phròifilean làraidh seòrsa-bogsa air a shealltainn ann an Clàr 2.
Tha grunn bhuannachdan aig toraidhean eas-tharraingte alùmanum thairis air dòighean cruthachaidh eile:
a. Rè eas-tharraing, gheibh am meatailt eas-tharraingte cuideam teannachaidh trì-shligheach nas làidire agus nas cunbhalaiche anns an raon deformachaidh na roiligeadh is cruthachadh, agus mar sin faodaidh e làn chluich a dhèanamh air plasticity a’ mheatailt phròiseasaichte. Faodar a chleachdadh gus meatailtean a tha duilich an deformachadh nach gabh a phròiseasadh le roiligeadh no cruthachadh a phròiseasadh agus faodar a chleachdadh gus diofar phàirtean earrann-tarsainn falamh no cruaidh iom-fhillte a dhèanamh.
b. Leis gum faodar geoimeatraidh phròifilean alùmanaim atharrachadh, tha stiffness àrd aig na co-phàirtean aca, agus faodaidh seo stiffness bodhaig a’ charbaid a leasachadh, feartan NVH a lughdachadh, agus feartan smachd fiùghantach a’ charbaid a leasachadh.
c. Tha neart fada-ùine (R, Raz) mòran nas àirde aig toraidhean le èifeachdas eas-tharraing, an dèidh lasachadh agus aois, na toraidhean a chaidh a phròiseasadh le dòighean eile.
d. Tha dath math agus deagh sheasamh an aghaidh creimeadh air uachdar thoraidhean às dèidh eas-tharraing, agus mar sin chan eil feum air làimhseachadh uachdar eile an aghaidh creimeadh.
e. Tha sùbailteachd mhòr aig giullachd eas-tharraing, cosgaisean innealan is molltair ìosal, agus cosgaisean atharrachaidh dealbhaidh ìosal.
f. Air sgàth smachd a chumail air earrannan-tarsainn pròifil alùmanaim, faodar ìre amalachaidh phàirtean a mheudachadh, faodar an àireamh de phàirtean a lùghdachadh, agus faodaidh dealbhadh earrannan-tarsainn eadar-dhealaichte suidheachadh tàthaidh mionaideach a choileanadh.
Tha an coimeas coileanaidh eadar pròifilean alùmanum eas-tharraingte airson làraidhean seòrsa bogsa agus stàilinn charboin lom air a shealltainn ann an Clàr 3.
An ath Stiùireadh Leasachaidh airson Pròifilean Alùmanum Alùmanum airson Trucaichean Bogsa: Tuilleadh leasachaidh air neart nam pròifilean agus coileanadh eas-tharraing a neartachadh. Tha stiùireadh rannsachaidh stuthan ùra airson pròifilean alùmanum alùmanum airson trucaichean bogsa air a shealltainn ann am Figear 1.
3. Structar Truca Bogsa Alùmanum, Mion-sgrùdadh Neart, agus Dearbhadh
3.1 Structar Truca Bogsa Alùmanum Alloy
Tha am bogsa-loidhidh sa mhòr-chuid air a dhèanamh suas de chruinneachadh pannal aghaidh, cruinneachadh pannal taobh clì is deas, cruinneachadh pannal taobh doras cùil, cruinneachadh làir, cruinneachadh mullaich, a bharrachd air boltaichean cumadh U, geàrdan taobh, geàrdan cùil, flapaichean eabar, agus goireasan eile ceangailte ris a’ chassis dàrna clas. Tha crois-ghathan bodhaig a’ bhogsa, na colbhan, na gathan taobh, agus pannalan an dorais air an dèanamh de phròifilean eas-tharraingeach alùmanum alùmanum, agus tha na pannalan làir is mullaich air an dèanamh de phlàtaichean còmhnard alùmanum alùmanum 5052. Tha structar a’ bhogsa-loidhidh alùmanum alùmanum air a shealltainn ann am Figear 2.
Le bhith a’ cleachdadh pròiseas eas-tharraing teth an aloi alùmanaim sreath 6, faodar earrannan-tarsainn falamh iom-fhillte a chruthachadh, agus faodaidh dealbhadh phròifilean alùmanaim le earrannan-tarsainn iom-fhillte stuthan a shàbhaladh, coinneachadh ri riatanasan neart is stiffness toraidh, agus coinneachadh ri riatanasan ceangail dha chèile eadar diofar phàirtean. Mar sin, tha structar dealbhaidh a’ phrìomh bhìoma agus na mòmaidean inertia earrannach I agus na mòmaidean strì W air an sealltainn ann am Figear 3.
Tha coimeas eadar am prìomh dhàta ann an Clàr 4 a’ sealltainn gu bheil na mòmaidean inertia earrannach agus na mòmaidean strì den phròifil alùmanum a chaidh a dhealbhadh nas fheàrr na an dàta co-fhreagarrach den phròifil beam iarainn-dhèanta. Tha an dàta co-èifeachd stiffness cha mhòr an aon rud ris an fheadhainn den phròifil beam iarainn-dhèanta co-fhreagarrach, agus tha iad uile a’ coinneachadh ris na riatanasan deformachaidh.
3.2 Àireamhachadh an cuideam as àirde
A’ gabhail a’ phrìomh phàirt giùlain luchdan, an crois-bham, mar an nì, thèid an cuideam as motha obrachadh a-mach. Is e 1.5 t an luchd ainmichte, agus tha an crois-bham air a dhèanamh de phròifil alùmanum 6063-T6 le feartan meacanaigeach mar a chithear ann an Clàr 5. Tha am beam air a dhèanamh nas sìmplidhe mar structar cantilever airson obrachadh a-mach feachd, mar a chithear ann am Figear 4.
A’ gabhail beam le leud 344mm, thathar a’ tomhas an luchd teannachaidh air a’ bham mar F=3757 N stèidhichte air 4.5t, a tha trì uiread an luchd statach àbhaisteach. q=F/L
far a bheil q na chuideam a-staigh den bhàma fon luchd, N/mm; 's e F an luchd a tha air a ghiùlan leis a' bhàma, air a thomhas stèidhichte air 3 uiread an luchd statach àbhaisteach, is e sin 4.5 t; 's e L fad a' bhàma, mm.
Mar sin, is e an cuideam a-staigh q:
Seo mar a leanas foirmle àireamhachaidh an cuideam:
Is e an t-àm as àirde:
A’ gabhail luach iomlan na mionaide, M=274283 N·mm, an cuideam as motha σ=M/(1.05×w)=18.78 MPa, agus an luach cuideam as motha σ<215 MPa, a choinnicheas ris na riatanasan.
3.3 Feartan Ceangail Diofar Cho-phàirtean
Tha droch fheartan tàthaidh aig aloi alùmanum, agus chan eil neart a phuing tàthaidh ach 60% de neart an stuth bunaiteach. Air sgàth còmhdach sreath de Al2O3 air uachdar an aloi alùmanum, tha puing leaghaidh Al2O3 àrd, agus puing leaghaidh alùmanum ìosal. Nuair a thèid aloi alùmanum a thàthadh, feumar an Al2O3 air an uachdar a bhriseadh gu sgiobalta gus tàthadh a dhèanamh. Aig an aon àm, fuirichidh fuigheall Al2O3 anns an fhuasgladh aloi alùmanum, a’ toirt buaidh air structar an aloi alùmanum agus a’ lughdachadh neart puing tàthaidh an aloi alùmanum. Mar sin, nuair a thathar a’ dealbhadh soitheach làn-alùmanum, thathas a’ beachdachadh gu h-iomlan air na feartan sin. Is e tàthadh am prìomh dhòigh suidheachaidh, agus tha na prìomh phàirtean giùlain luchdan ceangailte le boltaichean. Tha ceanglaichean leithid structar ribeadh agus colman air an sealltainn ann am Figearan 5 agus 6.
Tha prìomh structar bodhaig a’ bhogsa uile-alùmanaim a’ gabhail ri structar le sailean còmhnard, colbhan dìreach, sailean taobh, agus sailean oir a’ ceangal ri chèile. Tha ceithir puingean ceangail eadar gach sailean còmhnard agus colbh dìreach. Tha gasgaidean serrated air na puingean ceangail gus am bi iad a’ freagairt ri oir serrated a’ bhìm chòmhnard, a’ cur casg èifeachdach air sleamhnachadh. Tha na h-ochd puingean oisean ceangailte sa mhòr-chuid le cuir-a-steach cridhe stàilinn, air an daingneachadh le boltaichean agus ribeidean fèin-ghlasaidh, agus air an neartachadh le pleitean alùmanum triantanach 5mm air an tàthadh taobh a-staigh a’ bhogsa gus suidheachadh nan oiseanan a neartachadh a-staigh. Chan eil puingean ceangail tàthaidh no fosgailte ann an coltas a-muigh a’ bhogsa, a’ dèanamh cinnteach à coltas iomlan a’ bhogsa.
3.4 Teicneòlas Innleadaireachd Shioncronach SE
Tha teicneòlas innleadaireachd sioncronaich SE air a chleachdadh gus na duilgheadasan a tha air adhbhrachadh le claonaidhean meud cruinneachaidh mòra airson co-phàirtean a mhaidseadh ann am bodhaig a’ bhogsa fhuasgladh agus na duilgheadasan ann a bhith a’ lorg adhbharan beàrnan agus fàilligidhean rèidh. Tro mhion-sgrùdadh CAE (faic Figear 7-8), thèid mion-sgrùdadh coimeasach a dhèanamh le cuirp bogsa air an dèanamh le iarann gus neart agus stiffness iomlan bodhaig a’ bhogsa a sgrùdadh, puingean laigse a lorg, agus ceumannan a ghabhail gus an sgeama dealbhaidh a bharrachadh agus a leasachadh nas èifeachdaiche.
4. Buaidh Aotrom-chuideam Truca Bogsa Alùmanum Alloy
A bharrachd air bodhaig a’ bhogsa, faodar aloidhean alùmanaim a chleachdadh an àite stàilinn airson diofar phàirtean de shoithichean làraidh seòrsa bogsa, leithid geàrdan eabar, geàrdan cùil, geàrdan taobh, glasan dorais, lùdagan dorais, agus oirean apron cùil, a’ coileanadh lùghdachadh cuideam de 30% gu 40% airson roinn a’ chargo. Tha buaidh lughdachadh cuideam airson soitheach cargo falamh 4080mm × 2300mm × 2200mm air a shealltainn ann an Clàr 6. Tha seo gu bunaiteach a’ fuasgladh nan duilgheadasan a thaobh cus cuideam, neo-ghèilleadh ri fiosan, agus cunnartan riaghlaidh roinnean cargo traidiseanta air an dèanamh le iarann.
Le bhith a’ cur aloidhean alùmanaim an àite stàilinn thraidiseanta airson co-phàirtean chàraichean, chan e a-mhàin gun gabh buaidhean aotromachaidh sàr-mhath a choileanadh, ach faodaidh e cuideachd cur ri sàbhalaidhean connaidh, lughdachadh sgaoilidhean, agus coileanadh nas fheàrr a thoirt do charbadan. An-dràsta, tha diofar bheachdan ann mu mar a chuireas cuideam aotrom ri sàbhalaidhean connaidh. Tha toraidhean rannsachaidh Institiud Eadar-nàiseanta Alùmanaim air an sealltainn ann am Figear 9. Faodaidh gach lùghdachadh 10% ann an cuideam carbaid caitheamh connaidh a lughdachadh 6% gu 8%. Stèidhichte air staitistig dachaigheil, faodaidh lughdachadh cuideam gach càr luchd-siubhail le 100 kg caitheamh connaidh a lughdachadh 0.4 L / 100 km. Tha tabhartas cuideam aotrom ri sàbhalaidhean connaidh stèidhichte air toraidhean a fhuaireadh bho dhiofar dhòighean rannsachaidh, agus mar sin tha beagan atharrachaidh ann. Ach, tha buaidh mhòr aig cuideam aotrom chàraichean air lughdachadh caitheamh connaidh.
Airson charbadan dealain, tha buaidh an lughdachadh cuideam eadhon nas follaisiche. An-dràsta, tha dùmhlachd lùtha aonad bataraidhean cumhachd charbadan dealain gu math eadar-dhealaichte bho dhùmhlachd charbadan connaidh leaghaidh traidiseanta. Bidh cuideam an t-siostam cumhachd (a’ gabhail a-steach am bataraidh) ann an carbadan dealain gu tric a’ dèanamh suas 20% gu 30% de chuideam iomlan a’ charbaid. Aig an aon àm, tha briseadh tro bhacadh coileanaidh bataraidhean na dhùbhlan air feadh an t-saoghail. Mus bi adhartas mòr ann an teicneòlas bataraidh àrd-choileanaidh, tha lughdachadh cuideam na dhòigh èifeachdach air raon siubhail charbadan dealain a leasachadh. Airson gach lùghdachadh 100kg ann an cuideam, faodar raon siubhail charbadan dealain a mheudachadh 6% gu 11% (tha an dàimh eadar lùghdachadh cuideam agus raon siubhail air a shealltainn ann am Figear 10). An-dràsta, chan urrainn do raon siubhail charbadan dealain fìor-ghlan coinneachadh ri feumalachdan a’ mhòr-chuid de dhaoine, ach faodaidh lughdachadh cuideam le ìre àraidh an raon siubhail a leasachadh gu mòr, a’ lughdachadh iomagain raoin agus a’ leasachadh eòlas an neach-cleachdaidh.
5. Co-dhùnadh
A bharrachd air structar uile-alùmanum an làraidh bogsa aloi alùmanum a chaidh a thoirt a-steach san artaigil seo, tha diofar sheòrsaichean de làraidhean bogsa ann, leithid pannalan cìr-mheala alùmanum, pleitean bucall alùmanum, frèamaichean alùmanum + craiceann alùmanum, agus soithichean bathair hibrid iarann-alùmanum. Tha na buannachdan aca leithid cuideam aotrom, neart sònraichte àrd, agus deagh sheasamh an aghaidh creimeadh, agus chan fheum iad peant electrophoretic airson dìon creimeadh, a’ lughdachadh buaidh àrainneachdail peant electrophoretic. Bidh an làraidh bogsa aloi alùmanum gu bunaiteach a’ fuasgladh dhuilgheadasan cus cuideim, neo-ghèilleadh ri fiosan, agus cunnartan riaghlaidh roinnean bathair traidiseanta air an dèanamh le iarann.
Tha eas-tharraing na dhòigh-giollachd riatanach airson aloidhean alùmanaim, agus tha feartan meacanaigeach sàr-mhath aig pròifilean alùmanaim, agus mar sin tha stiffness earrann nan co-phàirtean an ìre mhath àrd. Air sgàth an earrann-tarsainn caochlaideach, faodaidh aloidhean alùmanaim measgachadh de dhleastanasan ioma-phàirteach a choileanadh, ga dhèanamh na stuth math airson cuideam a chuir air càraichean. Ach, tha dùbhlain an lùib cleachdadh farsaing aloidhean alùmanaim leithid dìth comas dealbhaidh airson roinnean bathair alùmanaim, cùisean cruthachaidh is tàthaidh, agus cosgaisean leasachaidh is adhartachaidh àrda airson toraidhean ùra. Is e am prìomh adhbhar fhathast gu bheil alùmanum nas daoire na stàilinn mus tig eag-eòlas ath-chuairteachaidh aloidhean alùmanaim gu bhith aibidh.
Mar cho-dhùnadh, bidh raon tagraidh aloidhean alùmanaim ann an càraichean a’ fàs nas fharsainge, agus cumaidh an cleachdadh orra a’ dol am meud. Anns na gluasadan làithreach ann an sàbhaladh lùtha, lughdachadh sgaoilidhean, agus leasachadh gnìomhachas charbadan lùtha ùra, leis an tuigse nas doimhne air feartan aloidhean alùmanaim agus fuasglaidhean èifeachdach air duilgheadasan tagraidh aloidhean alùmanaim, thèid stuthan eas-tharraing alùmanaim a chleachdadh nas fharsainge ann an cuideamachadh chàraichean.
Deasaichte le May Jiang bho MAT Aluminum
Àm puist: 12 Faoilleach 2024
