Stop aluminium do samochodów

Wprowadzenie stopu aluminium do samochodów

1.Zawieszane części

Pokrywa bagażnika (Wielka Brytania) lub pokład (NAS) to panel zakrywający bagażnik (lub bagażnik) samochodu. Umożliwia dostęp do głównego przedziału bagażowego. Zawias umożliwia podniesienie pokrywy bagażnika, podczas gdy urządzenia takie jak sprężyny lub butle gazowe utrzymują go w pozycji otwartej.

W zasadzie, pokrywy bagażnika muszą spełniać podobne wymagania i podlegają tym samym wytycznym konstrukcyjnym co maski. Jednakże, blachy aluminiowe stosuje się znacznie rzadziej na pokrywy bagażnika niż na maski. Głównym powodem jest to, że „wartość” masy zaoszczędzonej z tyłu samochodu jest znacznie niższa niż z przodu, ze względu na dążenie do 50:50 rozkład obciążenia osi. W wielu przypadkach, inżynierowie samochodowi nawet przesuwają masę (np. baterie) do tyłu, aby uzyskać bardziej zrównoważony rozkład ciężaru osi.

Tylne drzwi samochodu ze stopu aluminium

Więc, aluminiowe pokrywy bagażnika stosowane są głównie w modelach samochodów z nadwoziem w całości wykonanym z aluminium. Ale mimo to jest ich kilka (projekt materiałów mieszanych) modele samochodów z górnej półki, w których zastosowano aluminiową pokrywę bagażnika w celu zmniejszenia masy. Podczas zastępowania aluminium stalą w pokrywie bagażnika, oszczędność masy ok 50% można osiągnąć. Jako przykład, pokazaną poniżej pokrywę bagażnika (waga 8.6 kg) – który został zaprojektowany dla pojazdu Ford P2000 – oznacza redukcję masy o 5.4 kg (53%) w porównaniu z równoważną konstrukcją stalową. Stop AA 6022-T4, starzony do T6 podczas procesu wypalania farby, został zastosowany. Grubość zewnętrznego i wewnętrznego panelu maski oraz pokrywy bagażnika była podobna (0.85 mm)

Ciekawym przykładem jest pokazana poniżej pokrywa bagażnika wykonana ze stopu TopForm®SPF. Jest to stop AlMgMn zoptymalizowany do procesu formowania nadplastycznego o składzie odpowiadającym stopowi EN-AW 5083. Stop charakteryzuje się ultradrobnoziarnistą strukturą, uzyskaną w wyniku specjalnych warunków przetwarzania podczas odlewania, walcowanie i obróbka cieplna.

Ważniejsze jest zastosowanie blach aluminiowych na klapy załadowcze (lub tylne klapy) i tylne klapy, tj. drzwi lub „bramy” z tyłu SUV-ów, hatchbacki, kombi i pojazdy podobnego typu. Drzwi bagażnika i tylne włazy są odchylane u góry i otwierane do góry, Klapy tylne to drzwi otwierane na bok i zawiasy po lewej lub prawej stronie. Ogromną zaletą jest mniejsza waga wynikająca z łatwiejszej obsługi. Ponadto, zmniejszona masa może przełożyć się na znacznie mniejsze naciski na tylną oś (ponieważ panele te zwisają z tylnej osi) a tym samym dodatkową liczbę miejsc siedzących.

Wczesnym przykładem aluminiowej klapy tylnej jest GMT 830 klapa tylna. Była to konstrukcja całkowicie aluminiowa, w której zastosowano EN-AW 6111-T4PD jako panel zewnętrzny, EN-AW 6111-T4P dla wzmocnień i EN-AW 5182-O dla panelu wewnętrznego. Aluminiowa pokrywa bagażnika została wytłoczona przy użyciu konwencjonalnych pras. Grubość panelu zewnętrznego została dobrana tak, aby spełniać wymagania w zakresie wgnieceń i puszek olejowych. Aluminiową klapę tylną zmontowano za pomocą zgrzewania punktowego oporowego i obrębiania. Do mocowania zawiasów i zatrzasków zastosowano powlekane stalowe nakrętki.

Do zewnętrznego panelu Saaba 9-3 klapa tylna, zastosowano stop EN AW-6016 (t = 1.0 mm). Panel wewnętrzny wykonany jest ze stopu Hydro 5182-M ssf (t = 1.2 mm), specjalna jakość wyżarzonego stanu O EN AW-5182 („słabe naprężenie rozciągające i/lub wolne od naprężeń rozciągających”). W stanie „bez naprężeń rozciągających”., powstawanie śladów naprężeń rozciągających typu A jest eliminowane przez niewielkie odkształcenie wstępne wyżarzonej blachy (kosztem pozostałej odkształcalności). Jednakże, gdy tylko poziom naprężenia wzrośnie powyżej 5 Do 7 %, drobne prążki linii Lüdersa typu B o głębokości chropowatości powierzchni < 1 0 µm nie da się uniknąć. Dlatego, Właściwości stopu AlMg „bez naprężeń rozciągających” nie znalazły znaczącego zastosowania praktycznego.

Ciekawym wariantem lekkiej konstrukcji jest tylna klapa VW Lupo 3L (wytworzony 1999 – 2005), specjalna edycja stworzona z myślą wyłącznie o konsumpcji 3 l paliwa na 100 km. Rozwiązanie wybrane dla tylnej klapy obejmowało integralną część wewnętrzną z magnezu i aluminiowy panel zewnętrzny (oraz aluminiowe wzmocnienia zamków) z wagą 5.4 kg (w porównaniu do 10.5 kg dla roztworu stali). Aluminiowy panel zewnętrzny jest nałożony kołnierzowo na magnezową część wewnętrzną. Ponadto, Klejenie kołnierza służy do wytrzymałości i izolacji. Aby uniknąć potencjalnej korozji kontaktowej, odlew ciśnieniowy magnezu jest powlekany przed montażem.

Ekonomiczną opcją odciążenia jest także zastosowanie odlewów aluminiowych do ram tylnych okien (patrz poniżej).

2 Skrzydełka

Skrzydełka (Wielka Brytania) lub błotniki (NAS) oznaczają część nadwozia samochodu stanowiącą ramę nadkola (spód błotnika). Jego głównym celem jest zapobieganie piaskowaniu, błoto, skały, płyny, i innych rozprysków drogowych wyrzucanych w powietrze przez obracającą się oponę.

Termin „skrzydło” zwykle odnosi się jedynie do paneli nad przednimi nadkolami, jak ma to miejsce w nowoczesnych samochodach, tylne „błotniki” stanowią raczej integralną część bocznej ściany samochodu. Branża zmieniła się z tylnych błotników przykręcanych do panelu ćwiartkowego (panel nadwozia rozciągający się pomiędzy tylnymi drzwiami a bagażnikiem) aż do powiększonej ćwiartki, która spełniała obie funkcje i docelowo do jednoczęściowej ściany bocznej. Dzisiejszym najnowocześniejszym rozwiązaniem jest jednoczęściowa ściana boczna; ćwiartkę stosuje się tam, gdzie ze względów technicznych nie jest możliwe wykonanie jednoczęściowej ściany bocznej.

Wprowadzenie stopu aluminium do samochodów

Ogólnie, skrzydła są stosunkowo prostymi elementami i przeróbka ze stali na aluminium nie nastręcza żadnych trudności.

Podstawowe wymagania dotyczące błotników aluminiowych są w dużej mierze identyczne z wymaganiami dotyczącymi zewnętrznych paneli maski czy pokryw bagażnika, tj.:

• – sztywność – uwarunkowana projektem i grubością blachy (ogólnie 1.4 x grubość blachy stalowej),
• – nośność na wyboczenie – określana na podstawie grubości blachy, granica plastyczności i konstrukcja,
• – wgniecenia dynamiczne (odpryski kamienia) – określana na podstawie grubości blachy i granicy plastyczności,
• – jakość powierzchni – uzależniona od rodzaju stopu (korzystnie z serii AlMgSi), chropowatość i mikrostruktura powierzchni,
• – mały promień obrębu

Dzisiejsze standardowe stopy aluminium do zastosowań w korpusach zewnętrznych systemu EN-AW 6xxx spełniają wszystkie wymagania dotyczące standardowych konstrukcji skrzydeł. Wynikająca z tego redukcja masy w porównaniu ze stalą jest zwykle nieco większa niż 50 %, tj. zastąpienie stali błotnikami aluminium oferuje atrakcyjne możliwości zmniejszenia masy przedniej części samochodu. Jednakże, penetracja rynku aluminium do skrzydeł jest znacznie mniejsza niż do masek. Głównym powodem jest to, że w wielu przypadkach, stosowane są panele skrzydłowe z tworzywa sztucznego lub wzmocnionego włóknem tworzywa sztucznego. Zaletą tworzyw sztucznych jest mniejsza wrażliwość tworzyw sztucznych na drobne uszkodzenia parkingowe (np. zadrapania i małe wgniecenia).

Ale są też modele samochodów, w których wymagane są skrzydła o bardzo skomplikowanych kształtach. Ciekawym rozwiązaniem dla tych specjalnych przypadków jest technologia formowania superplastycznego.

3 Drzwi

Drzwi umożliwiają wejście i wyjście z pojazdu. Drzwi można otworzyć ręcznie, lub zasilane elektrycznie. Tradycyjne drzwi samochodowe są mocowane na zawiasach na przedniej krawędzi, umożliwiając odchylenie drzwi na zewnątrz od nadwozia samochodu. Drzwi tego typu mają tę zaletę, że otwierają się podczas ruchu pojazdu do przodu, opór powietrza będzie działał przeciwko otwierającym się drzwiom, i skutecznie wymusi jego zamknięcie.

Ale w zależności od rodzaju samochodu, stosowane są także inne koncepcje drzwi:

Drzwi otwierane do tyłu znacznie ułatwiają wsiadanie i wysiadanie z pojazdu. Jednakże względy bezpieczeństwa uniemożliwiają obecnie stosowanie „drzwi samobójczych”.. W nowoczesnych pojazdach, wyjątkiem są drzwi tylne otwierane do tyłu w połączeniu z drzwiami przednimi otwieranymi do przodu, głównie w samochodach z szoferem, taksówki i minivany.

Drzwi nożycowe to drzwi samochodowe, które obracają się pionowo na stałym zawiasie z przodu drzwi, a nie na zewnątrz, jak w przypadku konwencjonalnych drzwi. Tego typu drzwi stosowane są w niektórych ekskluzywnych samochodach sportowych (np. niektóre modele Lamborghini)

Drzwi motylkowe to rodzaj drzwi spotykanych również w samochodach o wysokich osiągach (np. supersportowy samochód McLaren F1). Są podobne do drzwi nożycowych, ale podczas gdy drzwi nożycowe poruszają się w górę, drzwi motylkowe również poruszają się na zewnątrz, co ułatwia wsiadanie/wysiadanie kosztem oszczędności miejsca. Drzwi skrzydłowe opisują drzwi samochodowe mocowane na zawiasach na dachu, a nie na boku. Można je znaleźć tylko w wybranych modelach samochodów sportowych.

Drzwi samochodowe ze stopu aluminium

Drzwi przesuwne otwierają się poprzez przesuwanie (zwykle poziomo), przy czym drzwi są albo montowane na szynie, albo na niej zawieszone. Drzwi przesuwne są najczęściej stosowane w minibusach (MPV) aby zapewnić pasażerom duże wejście lub wyjście lub nie zasłaniać chodnika. Są one również często używane z boku samochodów dostawczych, ponieważ umożliwiają duży otwór do załadunku i rozładunku ładunku bez utrudniania dostępu.

Jednakże, drzwi samochodu nie są zwykłym panelem zawieszanym, ale modułem konstrukcyjnym spełniającym wiele różnych funkcji. Zasadniczo, drzwi składają się z panelu zewnętrznego wspartego wewnętrznym elementem konstrukcyjnym, do którego przymocowane są różne dodatkowe elementy. Ponadto, nowoczesne drzwi samochodowe zwykle zawierają element wzmacniający („boczna belka uderzeniowa”) która chroni kierowcę i pasażerów w przypadku uderzenia bocznego, np. gdy mniejsze samochody zderzają się z większym SUV-em.
Obudowa drzwi, najbardziej widoczny element drzwi samochodu, utrzymuje wszystkie części drzwi razem. Najważniejszymi elementami dodatkowymi zintegrowanymi z drzwiami są::

• – Zawiasy: Zawiasy łączą drzwi z konstrukcją nadwozia, umożliwiać otwieranie i zamykanie drzwi oraz utrzymywać drzwi w pozycji niezbędnej do prawidłowego zamknięcia.
• – Klamka i zamek: Części te umożliwiają bezpieczne zamknięcie drzwi i zapobiegają ich otwarciu. Istnieje wiele systemów zamykania drzwi samochodowych. Nowsze samochody są wyposażone w funkcję blokady zasilania, która umożliwia kierowcom zdalne zablokowanie wszystkich drzwi. Klamki drzwi znajdują się po wewnętrznej i zewnętrznej stronie drzwi samochodu.
• – Okna i podnośniki szyb: Drzwi pojazdów mają zazwyczaj okna i większość z nich można otwierać w różnym stopniu. Ogólnie, Szyby drzwi samochodowych chowają się w dół do korpusu drzwi. Podnośnik szyby to mechanizm znajdujący się wewnątrz drzwi samochodu, który podnosi i opuszcza szybę. Okna otwierane są albo za pomocą ręcznej korby, lub przełączalny silnik elektryczny.

Ponadto, ogólnie rzecz biorąc, wewnętrzny panel drzwiowy jest ważnym elementem stylistycznym wnętrza, ale także przyczynia się do funkcjonalności i ergonomii samochodu. Utrzymuje różne części wewnętrzne, takie jak wewnętrzne klamki drzwi, podłokietniki i/lub półki do przechowywania, przełączniki, i światła. W korpusie drzwi można także umieścić maty wygłuszające, systemy elektroniczne, takie jak sterowanie szybami i mechanizm blokujący, głośniki lub poduszki powietrzne jako dodatkowa ochrona w przypadku uderzenia bocznego, itp.