汽修知识:新能源汽车镁合金零部件分析

       新能源汽车是一种针对通例型燃料动力汽车的新车型,其中要紧包含密集几个范例,即氢能源动力汽车、混合动力汽车以及太阳能汽车等。新能源汽车生产与生产期间,更多因此新质料为主,到达节省资源的目的。从1990年开始,镁合金开始在汽车零部件开发中得到应用,汽车用镁的增进速率开始逐年增大,现如今渐渐成为汽车质料技术中不可忽视的重要平台。现阶段,国表里的汽车行业开始对新能源汽车零部件开开展开研究,以期能够充分发挥镁合金零部件上风提高新能源汽车质量。

1 新能源汽车研究现状
       新能源汽车有“可替代燃料汽车”之称,一般因此乙醇、压缩天然气这一类清洁燃料取代传统的柴油、汽油。另外,当前美国研发的新能源燃料局限也不断扩大,例如生物柴油、混合动力和氢燃料等,为新能源汽车开展提供了新的动力。对于新能源汽车的宽泛应用,和政府部分推出的政策有直接关系,例如1993年美国政府便出台了“新一代汽车伙伴决策”,以支持新能源汽车的研发和开展,在这一政策下也有效降低了汽车的CO2排放量。
       欧洲国度在研发新能源汽车方面,将关注点放在温室气体减排方面,要求新开发的汽车CO2排放量必须要满足要求。研究初期要紧因此生物质燃料、天然气为主,进入到21世纪之后,便开始以生物质燃料、CNG、氢燃料取代23%石油,极大的降低了温室气体排放量。
       我国现如今经济水平显著增进,恢弘群众的购车刚需也渐渐上涨,汽车保有量增进趋向十分可观。通过相关数据显示,停止到2017年12月份,我国民用汽车保有量已经突破了27527万辆,相比2016年提高了16.2%,其中包含15336万辆的私人汽车、15863万辆的民用轿车以及16224万辆的私人轿车。汽车保有量的不断增进,汽车能源消耗与排放随之增加,为了实现绿色生态建设,“863决策”被正式提上日程。从2015年开始,“十三五”规划开始落实,其中便包含新能源汽车推广决策,有望以此能够提升电动车家当化开展水平。但是因为新能源汽车一系列研究需求大量经费,加上研究人员有限,因此家当还处于开展阶段,相较于欧美等蓬勃国度存在一定差距,尤其是新能源汽车零部件的研发,往后需求从高新技术着手,完善相关设施,存身于政府部分提出的相关优惠政策加快研发镁合金零部件,从而提高新能源汽车竞争力。

2 镁合金质料在零部件开发中应用上风
2.1质量密度较小
       镁合金质料质量密度相对小,要紧为2g/cm3,相比铝这种质料要轻36%左右,比锌合金质料则轻73%左右。若将其应用在新能源汽车的零部件开发中,镁合金将有效减轻其质量。
2.2减振性极佳
       镁合金质料的阻尼容量与减振性极佳,能够承受相对大的打击振动,与铝、钢等质料相比性能极佳,可以用户研发汽车里面承受打击载荷以及振动零部件,提高其运转的稳定性。
2.3比强度与比刚度较高
       若质量条件一致,辣么镁合金的比刚度更高。镁合金质量和钢、铝合金等质料相相对低,比强度和比刚度更高。
2.4支持收购行使
       镁合金质料的提取要紧因此再生资源为主,可以完全实现收购行使,因为镁的熔点相对低,收购行使消耗的能源也相对少。
3 新能源汽车镁合金零部件的开发
3.1镁合金质料在新能源汽车开发中的应用
       从20世纪初期开始,德国是最早将镁合金应用于汽车生产中的国度,开展到50年代,大众公司生产研发甲壳虫汽车的结构零件中便运用了大量的镁合金质料。随后,欧美国度也开始投入到镁合金零部件的研发中。现如今,北美在全世界的汽车用镁量居领先职位,欧洲紧随其后,相比之下日本落后于欧美区域,早期只是应用镁合金生产气缸盖和座椅架等零部件。但是跟着其技术的不断开展,对于镁合金质料的应用也更为普遍,例如丰田企业特地研发了镁合金转向盘,近年来推出了镁合金骨架的前排座椅。
       相比之下,我国汽车工业对于镁合金的使用相对晚,现如今依然停顿在开发阶段。上汽企业在研发过程中将镁合金应用在变速器壳体以及离合器外壳中,一汽则要紧因此镁合金作为发动机罩盖和离合器壳等零部件的要紧质料,二汽在研发镁合金质料的过程中,渐渐形成了成熟的研发系统,投入了大量的镁合金压铸件生产线,支持更多汽车零部件的生产。
       镁合金在新能源汽车中的应用,目前研发兼职更多是密集在动力系统零件。为了满足发动机零件运转期间温度的划定,最近欧美区域的国度开始对高强度镁合金质料进行研发,例如AE、Mg-Al-Ca等。现如今,少许新型镁合金质料也相继研发胜利,例如耐蚀镁合金、变形镁合金、高强高韧镁合金以及阻燃镁合金等。其中变形镁合金更多是被应用于车身,好比车身组件外板以及车门窗、座椅、底盘和车身的框架。

3.2镁合金零部件在新能源汽车中的运用
       3.2.1镁合金仪表板骨架通例车型的仪表板骨架更多是接纳钢件焊接制成,为了满足汽车轻量化这一要求,需求在保证原本功效的基础上,确保装配面与孔的部位不改变,因此将仪表板骨架零部件替代为镁合金。镁合金仪表板骨架制作时要紧应用挤压、弯曲这两种工艺,所有镁合金件之间以氢弧焊进行连接。因为镁合金与钢这两种质料接触之后会被腐蚀,因此仪表板骨架和车身、仪表板等零部件进行连接,建议接纳钢质渗铝螺栓作为连接件。经过现实得知,轻量化镁合金仪表板骨架的质量是1.957kg,相比通例车型所接纳的原钢件质量减轻了62.9%。
       3.2.2镁合金副驾驶座椅骨架通例车型的驾驶座椅骨架要紧为钢件,其中包含靠背骨架、座垫骨架、滑轨这三个片面。因为城规车型的改制存在一定的限制,按照轿车座椅设计的有关划定,为了保证汽车性能,将副驾驶座位的椅骨架替代为镁合金。制作工艺要紧应用挤压、弯曲和冲压三种,镁合金件的焊接技术为氢弧焊,使用结构胶连接所有质料零部件。经过现实之后,镁合金副驾驶座椅骨架的质量显示为12.66kg,和钢结构件对比质量减轻了8.3%。
       3.2.3镁合金前、后副车架为保证镁合金前、后副车架技术参数能够满足划定要求,需求完善原本的结构设计。设计过程中,通过楔形增强筋、部分位置设置纵向增强梁以及部分增厚这三种要求进行结构设计,并对最终设计成果展开有限元考证、说明,可以得出设计而成的镁合金前、后副车架技术参数与划定相符。这一片面所应用的工艺要紧有挤压、弯曲和整形三种,焊接生产则因此分段生产、环形焊与角焊为主,结束焊接操纵之后压入支承套橡胶内衬,使用螺栓连接轿车,同时设置复合质料垫圈,到达良好的联接效果。经过轻量化设计之后的镁合金前、后副车架,其质量与钢件相比分别减轻了50.5%、62.3%。
       3.2.4镁合金轮辋按照镁合金生产的有关划定,轮辋小辐条根部位置必须要进行挖深处理,镁合金车轮必须要满足性能要求,弯曲疲劳、径向疲劳的最大应力相比镁合金质料的疲劳强度必须小于110MPa,使用期限超过107次。经过现实可知,轻量化设计之后的镁合金轮辋质量降低为7.9kg,相比铝合金质料的轮惘减轻了37%。
       3.2.5 3D打印现如今,汽车行业的竞争趋向越发激烈,各个企业为了在市场中占有有益职位,均投入到新科技技术的研发中。3D打印技术是诸多新技术的一种,因此新车模型、对象的现实运用为前提研发的先进技术,应用道理如图1所示。通过扫描镜、激光束等部件制作镁合金零部件,有效提升了零部件制作的速率。现如今,3D打印技术已经在汽车企业中实现普及,节省研发成本的同时,很好的提升了研发效率,可以满足要求多、批量小的客户。

4 新能源汽车镁合金零部件开发前景
       现如今,跟着环境护卫理念的提升,绿色技术与产品的研发成为环节。镁合金是新环境下最炙手可热的绿色质料,是工业研究的一个重点。当前我国在新能源汽车结构研究过程中,渐渐明白了往后行业开展的要紧方向,即低排放、低污染,实现节能环保。在这一目标的引领下,往后一段时间镁合金质料开展速率将不断攀升。预计在一段时间内,欧美区域国度镁质料的消费量将连接增进。在全世界局限内,亚、欧洲是镁质料消费增进速率最快的区域,尤其是亚洲,目前我国镁质料的增进速率超过了30%,有望成为亚洲甚至于全世界的领先区域。存身于新能源汽车行业开展情况,压铸行业是镁质料最为焦点的增进点,若其年均增进率为10%,辣么到2020年镁质料的消费量将显著提升。

5 结论
       综上所述,新能源汽车中镁合金零部件的开发与应用,代表汽车行业的创新与晋级,同时也为往后行业开展明白了方向,必须要深入研究包含镁合金在内的新质料,减轻汽车质量,提高汽车性能,从而推进我国汽车行业快速、稳定开展。


                                           



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