Hợp kim nhôm cho ô tô

Giới thiệu hợp kim nhôm cho ô tô

1.Các bộ phận treo

Nắp cốp (Vương quốc Anh) hoặc nắp boong (CHÚNG TA) là tấm che cốp xe (hoặc thân cây) của một chiếc ô tô. Nó cho phép truy cập vào khoang hành lý chính. Bản lề cho phép nâng nắp cốp lên, trong khi các thiết bị như lò xo hoặc bình gas giữ nó ở vị trí mở.

Về nguyên tắc, nắp cốp phải đáp ứng các yêu cầu tương tự và tuân theo các nguyên tắc thiết kế giống như nắp ca-pô. Tuy nhiên, tấm nhôm được sử dụng ít hơn cho nắp cốp so với nắp ca-pô. Nguyên nhân chính là “giá trị” trọng lượng tiết kiệm được ở phía sau xe thấp hơn đáng kể so với phía trước vì mục tiêu là một 50:50 phân bố tải trọng trục. Trong nhiều trường hợp, các kỹ sư ô tô thậm chí còn đang dịch chuyển hàng loạt (ví dụ. pin) về phía sau để đạt được sự phân bổ trọng lượng trục cân bằng hơn.

Cửa sau xe hợp kim nhôm

Do đó, Nắp cốp bằng nhôm chủ yếu được sử dụng cho các mẫu ô tô có kết cấu thân xe hoàn toàn bằng nhôm. Nhưng tuy nhiên vẫn có một số ít (thiết kế vật liệu hỗn hợp) các mẫu xe phía trên sử dụng nắp cốp bằng nhôm để giảm trọng lượng. Khi thay nhôm bằng thép ở nắp cốp, tiết kiệm trọng lượng khoảng 50% có thể đạt được. Như một ví dụ, nắp cốp như hình bên dưới (cân nặng 8.6 Kilôgam) – được thiết kế cho xe Ford P2000 – thể hiện sự giảm trọng lượng 5.4 Kilôgam (53%) so với thiết kế thép tương đương. Hợp kim AA 6022-T4, đạt độ tuổi T6 trong quá trình nung sơn, đã được áp dụng. Độ dày của tấm bên ngoài và bên trong của nắp ca-pô và nắp cốp là tương tự nhau (0.85 mm)

Một ví dụ thú vị là nắp cốp bên dưới được làm từ hợp kim TopForm®SPF. Đây là hợp kim AlMgMn được tối ưu hóa cho quá trình tạo hình siêu dẻo với thành phần tương ứng với hợp kim EN-AW 5083. Hợp kim cung cấp cấu trúc hạt siêu mịn nhờ các điều kiện xử lý đặc biệt trong quá trình đúc, cán và xử lý nhiệt.

Quan trọng hơn là ứng dụng tấm nhôm cho cửa thang máy (hoặc cửa sập phía sau) và cửa sau, tức là. các cánh cửa hoặc “cổng” ở phía sau xe SUV, xe hatchback, toa xe ga và các loại xe tương tự. Cửa nâng và cửa sập phía sau có bản lề phía trên và mở lên trên, cửa sau là cửa mở bên có bản lề ở bên trái hoặc bên phải. Họ được hưởng lợi rất nhiều từ việc giảm trọng lượng do xử lý dễ dàng hơn. Ngoài ra, trọng lượng giảm có thể chuyển thành tải trọng trục sau thấp hơn đáng kể (vì những tấm này nhô ra khỏi trục sau) và do đó có thêm sức chứa chỗ ngồi.

Một ví dụ ban đầu về cổng nâng bằng nhôm là GMT 830 cửa thang máy. Đó là một thiết kế hoàn toàn bằng nhôm sử dụng EN-AW 6111-T4PD cho bảng điều khiển bên ngoài, EN-AW 6111-T4P cho phần gia cố và EN-AW 5182-O cho bảng bên trong. Cổng nâng nhôm được dập bằng dụng cụ ép thông thường. Kích thước của tấm bên ngoài đã được lựa chọn để đáp ứng các yêu cầu về độ lõm và đóng hộp dầu. Cửa nâng bằng nhôm được lắp ráp bằng phương pháp hàn điểm và viền. Đai ốc bằng thép phủ được sử dụng để gắn bản lề và chốt.

Đối với bảng điều khiển bên ngoài của Saab 9-3 cửa thang máy, hợp kim EN AW-6016 đã được sử dụng (t = 1.0 mm). Bảng điều khiển bên trong được làm từ hợp kim Hydro 5182-M ssf (t = 1.2 mm), chất lượng đặc biệt của O-temper được ủ EN AW-5182 (“độ căng của cáng kém và/hoặc không có độ căng của cáng”). Ở trạng thái “không bị căng cáng”, sự hình thành các vết biến dạng của cáng loại A bị ngăn chặn bởi sự biến dạng nhỏ trước của tấm ủ (với chi phí về khả năng định dạng còn lại). Tuy nhiên, ngay khi mức độ căng thẳng tăng lên trên 5 ĐẾN 7 %, các đường nét tinh xảo của đường Lüders loại B với độ nhám bề mặt sâu < 1 0 μm không thể tránh khỏi. Vì thế, Chất lượng hợp kim AlMg “không bị căng” chưa tìm thấy ứng dụng thực tế đáng kể.

Biến thể thiết kế nhẹ thú vị khoe phần đuôi xe của VW Lupo 3L (sản xuất 1999 – 2005), một phiên bản đặc biệt được thực hiện với mục đích chỉ tiêu thụ 3 l nhiên liệu mỗi 100 km. Giải pháp được chọn cho cửa sau bao gồm phần bên trong bằng magie tích hợp và tấm bên ngoài bằng nhôm (cũng như gia cố khóa nhôm) với trọng lượng là 5.4 Kilôgam (so với 10.5 kg cho dung dịch thép). Bảng điều khiển bên ngoài bằng nhôm có mặt bích trên phần bên trong bằng magiê. Ngoài ra, liên kết mặt bích dính được sử dụng để tăng cường độ bền và cách nhiệt. Để tránh mọi khả năng ăn mòn tiếp xúc, khuôn đúc magiê được phủ trước khi lắp ráp.

Một giải pháp giảm nhẹ tiết kiệm chi phí cũng là ứng dụng nhôm đúc cho khung cửa sổ sau (xem bên dưới).

2 Cánh

Cánh (Vương quốc Anh) hoặc chắn bùn (CHÚNG TA) biểu thị bộ phận thân xe tạo khung cho bánh xe (mặt dưới chắn bùn). Mục đích chính của nó là ngăn chặn cát, bùn, đá, chất lỏng, và các vết nước bắn tung tóe trên đường do bánh xe quay tung lên không trung.

Thuật ngữ “cánh” thường chỉ đề cập đến các tấm trên vòm bánh trước vì trong những chiếc ô tô hiện đại, “cánh” phía sau là một phần không thể thiếu của thành xe. Ngành công nghiệp đã thay đổi từ cánh sau được bắt vít vào bảng điều khiển quý (một tấm ốp thân xe kéo dài giữa cửa sau và cốp xe) đến một tấm bảng mở rộng đáp ứng cả hai chức năng và cuối cùng là một bức tường liền khối. Công nghệ tiên tiến nhất hiện nay là tường một mảnh; bảng điều khiển một phần tư được sử dụng trong những trường hợp việc sản xuất tường bên một mảnh không khả thi vì lý do kỹ thuật.

Giới thiệu hợp kim nhôm cho ô tô

Nói chung, cánh là những thành phần tương đối đơn giản và việc chuyển đổi từ thép sang nhôm không gặp bất kỳ khó khăn nào.

Các yêu cầu cơ bản đối với cánh nhôm phần lớn giống với yêu cầu đối với các tấm bên ngoài của nắp ca-pô hoặc nắp cốp., tức là:

• – độ cứng – được xác định bởi thiết kế và độ dày tấm (nói chung là 1.4 x độ dày tấm thép),
• – khả năng chống oằn – được xác định bởi độ dày của tấm, sức mạnh năng suất và thiết kế,
• – nha khoa năng động (đá vụn) - được xác định bởi độ dày tấm và cường độ năng suất,
• – chất lượng bề mặt – được xác định bởi loại hợp kim (tốt nhất là thuộc dãy AlMgSi), độ nhám bề mặt và cấu trúc vi mô,
• - bán kính viền nhỏ

Hợp kim nhôm tiêu chuẩn ngày nay dành cho các ứng dụng thân ngoài của hệ thống EN-AW 6xxx đáp ứng tất cả các yêu cầu đối với thiết kế cánh tiêu chuẩn. Kết quả giảm trọng lượng so với thép thường nhiều hơn một chút so với 50 %, tức là. Việc thay thế thép bằng nhôm cho cánh gió mang đến khả năng giảm trọng lượng hấp dẫn ở phần đầu xe. Tuy nhiên, sự thâm nhập thị trường của nhôm cho cánh thấp hơn đáng kể so với nắp ca-pô. Nguyên nhân chính là trong nhiều trường hợp, tấm cánh nhựa hoặc nhựa gia cố bằng sợi được sử dụng. Ưu điểm của vật liệu nhựa là độ nhạy của nhựa thấp hơn trước những hư hỏng nhỏ khi đỗ xe (ví dụ. vết trầy xước và vết lõm nhỏ).

Nhưng cũng có những mẫu ô tô yêu cầu cánh có hình dạng rất phức tạp. Một giải pháp thú vị cho những trường hợp đặc biệt này là công nghệ tạo hình siêu dẻo.

3 Cửa

Cửa cho phép ra vào xe. Các cửa có thể được mở bằng tay, hoặc chạy bằng điện. Cửa ô tô thông thường được gắn bản lề ở mép phía trước, cho phép cửa xoay ra ngoài thân xe. Loại cửa này có ưu điểm là nếu mở được khi xe chuyển động về phía trước thì, sức cản của gió sẽ tác dụng lên cánh cửa đang mở, và sẽ buộc nó đóng cửa một cách hiệu quả.

Nhưng tùy theo loại xe, cũng có những khái niệm cửa khác được sử dụng:

Cửa bản lề phía sau giúp việc ra vào xe dễ dàng hơn rất nhiều. Tuy nhiên, những lo ngại về an toàn đã ngăn cản việc sử dụng “cửa tự sát” ngày nay. Trên các phương tiện hiện đại, các trường hợp ngoại lệ là cửa sau bản lề phía sau kết hợp với cửa trước bản lề phía trước, chủ yếu là xe có tài xế lái, taxi và MPV.

Cửa cắt kéo là cửa ô tô quay theo phương thẳng đứng ở một bản lề cố định ở phía trước cửa, chứ không phải hướng ra ngoài như với cửa thông thường. Loại cửa này được sử dụng trên một số mẫu xe thể thao độc quyền (ví dụ. một số mẫu xe Lamborghini)

Cửa cánh bướm là loại cửa cũng thường thấy trên các mẫu xe hiệu suất cao (ví dụ. siêu xe thể thao McLaren F1). Chúng tương tự như cửa cắt kéo, nhưng trong khi cửa cắt kéo di chuyển lên, cửa bướm cũng di chuyển ra ngoài, giúp cho việc ra/vào dễ dàng hơn nhưng lại tiết kiệm không gian. Cửa kiểu cánh mòng biển mô tả cửa ô tô có bản lề ở nóc chứ không phải ở bên hông. Chúng chỉ được tìm thấy trên các mẫu xe thể thao được chọn.

Cửa xe hợp kim nhôm

Cửa trượt mở bằng cách trượt (thường nằm ngang), theo đó các cửa được gắn trên hoặc treo trên đường ray. Cửa trượt được sử dụng phổ biến nhất cho xe buýt nhỏ (MPV) để cung cấp lối vào hoặc lối ra rộng rãi cho hành khách hoặc không cản trở vỉa hè. Chúng cũng thường được sử dụng ở bên cạnh xe tải thương mại vì điều này cho phép mở rộng để xếp và dỡ hàng hóa mà không cản trở việc tiếp cận.

Tuy nhiên, Cửa ô tô không phải là một tấm treo đơn giản mà là một mô-đun kết cấu đáp ứng nhiều chức năng khác nhau. Về cơ bản, cánh cửa bao gồm một tấm bên ngoài được hỗ trợ bởi một bộ phận kết cấu bên trong, nơi gắn nhiều bộ phận bổ sung khác nhau. Hơn nữa, cửa ô tô hiện đại thường bao gồm một bộ phận gia cố (“chùm tia tác động bên”) bảo vệ người lái và hành khách trong trường hợp có tác động phụ, ví dụ. khi những chiếc xe nhỏ hơn bị một chiếc SUV lớn hơn đâm vào.
Vỏ cửa, bộ phận dễ thấy nhất của cửa ô tô, giữ tất cả các bộ phận cửa lại với nhau. Các bộ phận bổ sung quan trọng nhất được tích hợp vào cửa là:

• – Bản lề: Bản lề kết nối cánh cửa với kết cấu thân xe, cho phép mở và đóng cửa và giữ cửa ở vị trí cần thiết để đóng đúng cách.
• – Tay nắm cửa và ổ khóa: Những bộ phận này cho phép cửa đóng an toàn và ngăn không cho cửa mở ra. Có nhiều loại hệ thống khóa cửa ô tô. Những chiếc xe mới hơn có tính năng khóa điện cho phép người lái khóa tất cả các cửa từ xa. Tay nắm cửa ở bên trong và bên ngoài cửa xe.
• – Cửa sổ và bộ điều chỉnh cửa sổ: Cửa xe thường có cửa sổ và hầu hết cửa sổ này có thể mở ở nhiều mức độ khác nhau. Nói chung là, cửa kính ô tô rút xuống vào thân cửa. Bộ điều chỉnh cửa sổ là cơ chế được tìm thấy bên trong cửa ô tô để nâng và hạ kính cửa sổ. Các cửa sổ được mở bằng tay quay, hoặc động cơ điện có thể chuyển đổi.

Ngoài ra, Nhìn chung có một tấm cửa bên trong là một thành phần tạo kiểu quan trọng cho nội thất, mà còn góp phần tạo nên chức năng và tính tiện dụng của ô tô. Nó chứa các bộ phận nội thất khác nhau như tay nắm cửa bên trong, tay vịn và/hoặc khay đựng đồ, công tắc, và đèn. Thân cửa còn có thể chứa thảm chống ồn, các hệ thống điện tử như điều khiển cửa sổ và cơ chế khóa, loa hoặc túi khí như một biện pháp bảo vệ bổ sung trong trường hợp có tác động phụ, vân vân.