Aluminiumlegering voor auto's

Introductie van aluminiumlegering voor auto's

1.Ophang onderdelen

Het kofferdeksel (Groot-Brittannië) of dekzeil (ONS) is het paneel dat de kofferbak bedekt (of kofferbak) van een auto. Het biedt toegang tot de hoofdbagageruimte. Dankzij een scharnier kan de kofferklep omhoog worden gebracht, terwijl apparaten zoals veren of gascilinders het in de open positie omhoog houden.

In principe, Kofferdeksels moeten aan vergelijkbare eisen voldoen en zijn onderworpen aan dezelfde ontwerprichtlijnen als motorkappen. Echter, Voor kofferdeksels worden aluminiumplaten veel minder gebruikt dan voor motorkappen. De belangrijkste reden is dat de “waarde” van het gewicht dat wordt bespaard aan de achterkant van de auto aanzienlijk lager is dan aan de voorkant, vanwege het streven naar een 50:50 verdeling van de aslasten. In veel gevallen, auto-ingenieurs zijn zelfs bezig met het verschuiven van massa (bijv. batterijen) naar achteren gericht om een ​​evenwichtigere aslastverdeling te bereiken.

Achterdeur van aluminiumlegering van auto

Vervolgens, Aluminium kofferdeksels worden voornamelijk gebruikt voor automodellen met een volledig aluminium carrosseriestructuur. Maar het zijn er toch een paar (gemengd materiaalontwerp) hogere automodellen die een aluminium kofferdeksel gebruiken voor gewichtsvermindering. Bij het vervangen van aluminium door staal in een kofferdeksel, gewichtsbesparing van ca 50% kan worden bereikt. Als voorbeeld, het hieronder afgebeelde kofferdeksel (gewicht 8.6 kg) – ontworpen voor de Ford P2000 – vertegenwoordigt een gewichtsbesparing van 5.4 kg (53%) vergeleken met een gelijkwaardig stalen ontwerp. De legering AA 6022-T4, Verouderd tot T6 tijdens het verfbakproces, werd toegepast. De dikte van het buiten- en binnenpaneel van de motorkap en het kofferdeksel was vergelijkbaar (0.85 mm)

Een interessant voorbeeld is het onderstaande kofferdeksel, gemaakt van de legering TopForm®SPF. Dit is een AlMgMn-legering die is geoptimaliseerd voor het superplastische vormingsproces met een samenstelling die overeenkomt met de legering EN-AW 5083. De legering biedt een ultrafijne korrelstructuur als gevolg van speciale verwerkingsomstandigheden tijdens het gieten, walsen en warmtebehandeling.

Belangrijker is de toepassing van aluminium platen voor laadkleppen (of achterluiken) en achterkleppen, d.w.z. de deuren of ‘poorten’ aan de achterkant van SUV’s, hatchbacks, stationwagons en soortgelijke voertuigen. De achterkleppen en achterkleppen scharnieren aan de bovenzijde en openen naar boven, achterkleppen zijn zijdelings openende deuren die aan de linker- of rechterkant scharnieren. Ze profiteren enorm van een lager gewicht vanwege de eenvoudiger bediening. In aanvulling, een lager gewicht kan zich vertalen in aanzienlijk lagere achterasbelastingen (aangezien deze panelen over de achteras hangen) en dus extra zitcapaciteit.

Een vroeg voorbeeld van een aluminium achterklep is de GMT 830 achterklep. Het was een volledig aluminium ontwerp met EN-AW 6111-T4PD voor het buitenpaneel, EN-AW 6111-T4P voor de verstevigingen en EN-AW 5182-O voor het binnenpaneel. De aluminium achterklep werd gestempeld met conventioneel persgereedschap. De dikte van het buitenpaneel werd gekozen om te voldoen aan de vereisten voor deuken en het inblikken van olie. De aluminium achterklep werd geassembleerd met behulp van weerstandspuntlassen en zomen. Voor de scharnier- en klinkbevestigingen werden gecoate stalen moeren gebruikt.

Voor het buitenpaneel van de Saab 9-3 achterklep, er is gebruik gemaakt van de legering EN AW-6016 (t = 1.0 mm). Het binnenpaneel is gemaakt van de legering Hydro 5182-M ssf (t = 1.2 mm), een bijzondere kwaliteit van het gegloeide O-temper EN AW-5182 (“brancardspanning slecht en/of brancardspanningvrij”). In de “brancard-spanningsvrije” toestand, de vorming van reksporen van het type A wordt onderdrukt door een kleine voorvervorming van de gegloeide plaat (ten koste van de resterende vervormbaarheid). Echter, zodra het spanningsniveau erboven stijgt 5 naar 7 %, de fijne strepen van de Lüders-lijnen van type B met een oppervlakteruwheidsdiepte < 1 0 µm is niet te vermijden. Daarom, De kwaliteiten van AlMg-legeringen zonder rek hebben geen significante praktische toepassing gevonden.

Een interessante lichtgewicht ontwerpvariant toont de achterklep van de VW Lupo 3L (geproduceerd 1999 – 2005), een speciale editie gemaakt met de bedoeling alleen te consumeren 3 l brandstof per 100 km. De gekozen oplossing voor de achterklep omvatte een integraal magnesium binnendeel en een aluminium buitenpaneel (evenals aluminium slotversterkingen) met een gewicht van 5.4 kg (vergeleken met 10.5 kg voor de staaloplossing). Het aluminium buitenpaneel is over het magnesium binnendeel geflensd. In aanvulling, lijmflensverbindingen worden gebruikt voor sterkte en isolatie. Om elk potentieel van contactcorrosie te voorkomen, het magnesiumspuitgietwerk wordt vóór montage gecoat.

Een kostenefficiënte lichtgewichtoptie is ook de toepassing van aluminium gietstukken voor de kozijnen van achterruiten (zie hieronder).

2 Vleugels

Vleugels (Groot-Brittannië) of spatborden (ONS) duiden het carrosseriedeel aan dat een wielkuip omlijst (de onderkant van het spatbord). Het primaire doel is het voorkomen van zand, modder, rotsen, vloeistoffen, en ander wegspattend water door de draaiende band in de lucht worden geslingerd.

De term 'vleugel' verwijst meestal alleen naar de panelen boven de voorste wielkasten, aangezien dat bij moderne auto's het geval is, de achterste ‘vleugels’ zijn eerder een integraal onderdeel van de zijwand van de auto. De industrie veranderde van achtervleugels die op het zijpaneel waren vastgeschroefd (een carrosseriepaneel dat zich uitstrekt tussen de achterdeur en de kofferbak) tot een vergroot kwartpaneel dat beide functies vervulde en uiteindelijk tot een zijwand uit één stuk. De modernste techniek van vandaag is een zijwand uit één stuk; het kwartpaneel wordt gebruikt in die gevallen waarin de productie van een zijwand uit één stuk om technische redenen niet haalbaar is.

Introductie van aluminiumlegering voor auto's

In het algemeen, vleugels zijn relatief eenvoudige onderdelen en een ombouw van staal naar aluminium levert geen problemen op.

De basisvereisten voor aluminium vleugels zijn grotendeels identiek aan die voor de buitenpanelen van motorkappen of kofferdeksels, d.w.z.:

• – stijfheid – bepaald door ontwerp en plaatdikte (algemeen 1.4 x dikte van de staalplaat),
• – knikweerstand – bepaald door plaatdikte, vloeigrens en ontwerp,
• – dynamische deuken (steenslag) – bepaald door plaatdikte en vloeigrens,
• – oppervlaktekwaliteit – bepaald door legeringstype (bij voorkeur uit de AlMgSi-reeks), oppervlakteruwheid en microstructuur,
• – kleine zoomradius

De huidige standaard aluminiumlegeringen voor carrosserietoepassingen van het EN-AW 6xxx-systeem voldoen aan alle eisen voor standaard vleugelontwerpen. De resulterende gewichtsvermindering ten opzichte van staal is normaal gesproken iets meer dan 50 %, d.w.z. de vervanging van staal door aluminium voor de vleugels biedt aantrekkelijke mogelijkheden voor gewichtsvermindering aan de voorkant van de auto. Echter, de marktpenetratie van aluminium voor vleugels is aanzienlijk lager dan voor motorkappen. De belangrijkste reden is dat dit in veel gevallen het geval is, Er worden kunststof of vezelversterkte kunststof vleugelpanelen gebruikt. Het voordeel van kunststof materialen is de lagere gevoeligheid van kunststoffen tegen kleine parkeerschades (bijv. krassen en kleine deukjes).

Maar er zijn ook automodellen waarbij vleugels met zeer complexe vormen vereist zijn. Een interessante oplossing voor deze speciale gevallen biedt de superplastische vormtechnologie.

3 Deuren

De deur maakt het in- en uitstappen van het voertuig mogelijk. De deuren kunnen handmatig worden geopend, of elektrisch aangedreven. Een conventionele autodeur is aan de voorkant scharnierend, waardoor de deur vanuit de carrosserie naar buiten kan zwaaien. Dit type deur heeft als voordeel dat deze geopend wordt tijdens de voorwaartse beweging van het voertuig, de windweerstand werkt tegen de openende deur, en zal de sluiting ervan effectief afdwingen.

Maar afhankelijk van het type auto, er zijn ook andere deurconcepten in gebruik:

Achteraan scharnierende deuren maken het in- en uitstappen veel gemakkelijker. Veiligheidsoverwegingen verhinderen tegenwoordig echter het gebruik van ‘zelfmoorddeuren’. Op moderne voertuigen, de uitzonderingen zijn naar achteren scharnierende achterdeuren in combinatie met naar voren scharnierende voordeuren, voornamelijk op auto's met chauffeur, taxi's en MPV's.

Schaardeuren zijn autodeuren die verticaal draaien via een vast scharnier aan de voorkant van de deur, in plaats van naar buiten zoals bij een conventionele deur. Dit type deuren wordt gebruikt op enkele exclusieve sportwagens (bijv. enkele Lamborghini-modellen)

Vlinderdeuren zijn een type deur dat u ook ziet bij high-performance auto's (bijv. de McLaren F1 supersportwagen). Ze lijken op schaardeuren, maar terwijl schaardeuren omhoog bewegen, vlinderdeuren bewegen ook naar buiten, wat zorgt voor gemakkelijker in- en uitstappen ten koste van ruimtebesparing. Vleugeldeuren beschrijven autodeuren die aan het dak scharnieren in plaats van aan de zijkant. Ze zijn alleen te vinden op geselecteerde sportwagenmodellen.

Autodeur van aluminiumlegering

Schuifdeuren gaan open door te schuiven (meestal horizontaal), waarbij de deuren op een rail worden gemonteerd of opgehangen. Schuifdeuren worden het meest gebruikt voor minibussen (MPV's) om een ​​ruime in- of uitgang te bieden voor passagiers of zonder de stoep te belemmeren. Ze worden ook vaak gebruikt aan de zijkant van bedrijfswagens, omdat hierdoor een grote opening mogelijk is voor het laden en lossen van vracht zonder de toegang te belemmeren.

Echter, De autodeur is geen eenvoudig ophangpaneel, maar eerder een structurele module die veel verschillende functies vervult. In principe, de deur bestaat uit een buitenpaneel dat wordt ondersteund door een binnenste structureel element waaraan verschillende extra componenten zijn bevestigd. Verder, moderne autodeuren bevatten meestal een verstevigingselement (“zijwaartse impactbalk”) die de bestuurder en passagiers beschermt bij een zijdelingse botsing, bijv. wanneer kleinere auto's worden aangereden door een grotere SUV.
De deurschelp, het meest zichtbare onderdeel van een autodeur, houdt alle deurdelen bij elkaar. De belangrijkste extra onderdelen die in de deur zijn geïntegreerd, zijn:

• – Scharnieren: De scharnieren verbinden de deur met de carrosseriestructuur, het openen en sluiten van de deur mogelijk maken en de deur in de noodzakelijke positie houden om goed te kunnen sluiten.
• – Deurgreep en slot: Deze onderdelen zorgen ervoor dat de deur veilig sluit en voorkomt dat deze opengaat. Er zijn verschillende systemen voor het vergrendelen van autodeuren. Nieuwere auto's bevatten een power lock-functie waarmee bestuurders alle deuren op afstand kunnen vergrendelen. De deurklinken bevinden zich aan de binnen- en buitenkant van de autodeur.
• – Ramen en raammechanisme: Voertuigdeuren hebben over het algemeen ramen en de meeste hiervan kunnen in verschillende mate worden geopend. Doorgaans, autoportierruiten trekken zich naar beneden terug in de carrosserie van de deuren. De raammechanisme is het mechanisme in de autodeur dat het raamglas omhoog en omlaag beweegt. De ramen worden geopend met een handmatige slinger, of schakelbare elektromotor.

In aanvulling, er is over het algemeen een binnendeurpaneel dat een belangrijk stylingcomponent voor het interieur is, maar draagt ​​ook bij aan de functionaliteit en ergonomie van de auto. Er zitten diverse interieuronderdelen in, zoals de binnendeurgrepen, armleuningen en/of opbergbakken, schakelaars, en lichten. Het deurlichaam kan ook geluidsdempende matten bevatten, elektronische systemen zoals de raambediening en het vergrendelingsmechanisme, luidsprekers of airbags als extra bescherming bij een zijdelingse botsing, enz.