1.Introduction
Uzito wa magari ulianza katika nchi zilizoendelea na hapo awali uliongozwa na wakuu wa jadi wa magari. Pamoja na maendeleo endelevu, imepata kasi kubwa. Tangu wakati Wahindi walipotumia kwanza aloi ya aluminium kutengeneza crankshafts za magari kwa utengenezaji wa kwanza wa Audi wa magari ya alumini yote mnamo 1999, aluminium alloy imeona ukuaji wa nguvu katika matumizi ya magari kutokana na faida zake kama vile wiani wa chini, nguvu maalum na ugumu, Elasticity nzuri na upinzani wa athari, recyclability kubwa, na kiwango cha juu cha kuzaliwa upya. Kufikia 2015, sehemu ya maombi ya aloi ya alumini katika magari tayari ilikuwa imezidi 35%.
Uzani wa magari ya China ulianza chini ya miaka 10 iliyopita, na teknolojia na kiwango cha matumizi nyuma ya nchi zilizoendelea kama Ujerumani, Merika, na Japan. Walakini, na maendeleo ya magari mapya ya nishati, uzani wa nyenzo unaendelea haraka. Kuongeza kuongezeka kwa magari mapya ya nishati, teknolojia ya taa nyepesi ya Uchina inaonyesha hali ya kupata nchi zilizoendelea.
Soko la vifaa nyepesi vya China ni kubwa. Kwa upande mmoja, ikilinganishwa na nchi zilizoendelea nje ya nchi, teknolojia ya uzani wa China ilianza kuchelewa, na uzito wa jumla wa gari ni kubwa. Kuzingatia alama ya sehemu nyepesi ya vifaa katika nchi za nje, bado kuna nafasi kubwa ya maendeleo nchini China. Kwa upande mwingine, inayoendeshwa na sera, maendeleo ya haraka ya tasnia mpya ya gari ya China yataongeza mahitaji ya vifaa vya uzani na kuhimiza kampuni za magari kuelekea kwenye uzani mwepesi.
Uboreshaji wa viwango vya utumiaji wa mafuta na mafuta ni kulazimisha kuongeza kasi ya uzani wa magari. Uchina ilitekeleza kikamilifu viwango vya uzalishaji wa China VI mnamo 2020. Kulingana na "njia ya tathmini na viashiria vya matumizi ya mafuta ya magari ya abiria" na "kuokoa nishati na barabara mpya ya teknolojia ya nishati," kiwango cha matumizi ya mafuta ya 5.0 L/km. Kuzingatia nafasi ndogo ya mafanikio makubwa katika teknolojia ya injini na upunguzaji wa uzalishaji, kupitisha hatua za vifaa vya magari nyepesi kunaweza kupunguza uzalishaji wa gari na matumizi ya mafuta. Uzito wa magari mapya ya nishati imekuwa njia muhimu kwa maendeleo ya tasnia.
Mnamo mwaka wa 2016, Jumuiya ya Uhandisi wa Magari ya China ilitoa "Njia mpya ya Teknolojia ya Nishati," ambayo ilipanga mambo kama vile matumizi ya nishati, anuwai ya kusafiri, na vifaa vya utengenezaji kwa magari mapya ya nishati kutoka 2020 hadi 2030. Kwa maendeleo ya baadaye ya magari mapya ya nishati. Uzani mwepesi unaweza kuongeza kiwango cha kusafiri na kushughulikia "wasiwasi anuwai" katika magari mapya ya nishati. Pamoja na kuongezeka kwa mahitaji ya upanaji wa kusafiri kwa kasi, taa nyepesi inakuwa ya haraka, na mauzo ya magari mapya ya nishati yamekua sana katika miaka ya hivi karibuni. Kulingana na mahitaji ya mfumo wa alama na "mpango wa maendeleo wa katikati kwa muda mrefu kwa tasnia ya magari," inakadiriwa kuwa ifikapo 2025, mauzo ya China ya magari mapya ya nishati yatazidi vitengo milioni 6, na ukuaji wa kila mwaka wa kiwanja kiwango kinachozidi 38%.
Tabia na matumizi ya aloi ya 2.Aluminium
2.1 Tabia za aloi ya alumini
Uzani wa alumini ni theluthi moja ya chuma, na kuifanya iwe nyepesi. Inayo nguvu ya hali ya juu, uwezo mzuri wa extrusion, upinzani mkubwa wa kutu, na uwezo mkubwa wa kuchakata tena. Aloi za aluminium zinaonyeshwa kwa kuwa na muundo wa magnesiamu, kuonyesha upinzani mzuri wa joto, mali nzuri ya kulehemu, nguvu nzuri ya uchovu, kutoweza kuimarishwa na matibabu ya joto, na uwezo wa kuongeza nguvu kupitia kufanya kazi baridi. Mfululizo 6 unaonyeshwa kwa kuwa na msingi wa magnesiamu na silicon, na MG2SI kama sehemu kuu ya kuimarisha. Aloi zinazotumiwa sana katika kitengo hiki ni 6063, 6061, na 6005a. Sahani ya alumini 5052 ni sahani ya alloy ya alloy ya al-MG, na magnesiamu kama sehemu kuu ya kujumuisha. Ni aloi ya aluminium inayotumika zaidi ya anti-Rust. Aloi hii ina nguvu ya juu, nguvu kubwa ya uchovu, nguvu nzuri na upinzani wa kutu, haiwezi kuimarishwa na matibabu ya joto, ina uboreshaji mzuri katika ugumu wa kazi ya baridi, ugumu wa chini katika ugumu wa kazi baridi, upinzani mzuri wa kutu, na mali nzuri ya kulehemu. Inatumika hasa kwa vifaa kama paneli za upande, vifuniko vya paa, na paneli za mlango. 6063 Aluminium Aloi ni aloi inayoweza kutibiwa ya joto katika safu ya Al-Mg-Si, na magnesiamu na silicon kama vitu kuu vya kueneza. Ni wasifu unaoweza kutibiwa wa aluminium na nguvu ya kati, inayotumika sana katika vifaa vya muundo kama vile safu na paneli za upande kubeba nguvu. Utangulizi wa darasa la aloi ya aluminium umeonyeshwa kwenye Jedwali 1.
2.2 Extrusion ni njia muhimu ya kutengeneza ya aloi ya aluminium
Extrusion ya aluminium ni njia ya kutengeneza moto, na mchakato mzima wa uzalishaji unajumuisha kuunda aloi ya alumini chini ya mafadhaiko ya njia tatu. Mchakato mzima wa uzalishaji unaweza kuelezewa kama ifuatavyo: a. Aluminium na aloi zingine huyeyuka na kutupwa ndani ya billets zinazohitajika za aluminium; b. Billets zilizowekwa tayari huwekwa kwenye vifaa vya extrusion kwa extrusion. Chini ya hatua ya silinda kuu, billet ya aloi ya alumini huundwa ndani ya maelezo mafupi yanayotakiwa kupitia uso wa ukungu; c. Ili kuboresha mali ya mitambo ya profaili za alumini, matibabu ya suluhisho hufanywa wakati wa au baada ya extrusion, ikifuatiwa na matibabu ya kuzeeka. Sifa za mitambo baada ya matibabu ya kuzeeka hutofautiana kulingana na vifaa tofauti na serikali za kuzeeka. Hali ya matibabu ya joto ya maelezo mafupi ya lori ya sanduku imeonyeshwa kwenye Jedwali 2.
Bidhaa za aluminium zilizoongezwa zina faida kadhaa juu ya njia zingine za kutengeneza:
a. Wakati wa extrusion, chuma kilichoongezwa hupata dhiki yenye nguvu na yenye usawa zaidi ya njia tatu katika eneo la deformation kuliko kusonga na kughushi, kwa hivyo inaweza kucheza kikamilifu plastiki ya chuma kilichosindika. Inaweza kutumiwa kusindika metali ngumu za kudhoofisha ambazo haziwezi kusindika kwa kusonga au kughushi na zinaweza kutumika kutengeneza sehemu mbali mbali za mashimo au sehemu ngumu za sehemu ya msalaba.
b. Kwa sababu jiometri ya maelezo mafupi ya alumini inaweza kuwa tofauti, vifaa vyao vina ugumu wa hali ya juu, ambayo inaweza kuboresha ugumu wa mwili wa gari, kupunguza sifa zake za NVH, na kuboresha sifa za kudhibiti nguvu ya gari.
c. Bidhaa zilizo na ufanisi wa extrusion, baada ya kuzima na kuzeeka, zina nguvu ya juu zaidi (R, RAZ) kuliko bidhaa zinazosindika na njia zingine.
d. Uso wa bidhaa baada ya extrusion una rangi nzuri na upinzani mzuri wa kutu, kuondoa hitaji la matibabu mengine ya kutu ya kutu.
e. Usindikaji wa extrusion una kubadilika kubwa, gharama za chini na gharama za ukungu, na gharama za mabadiliko ya chini ya muundo.
f. Kwa sababu ya controllability ya sehemu za wasifu wa aluminium, kiwango cha ujumuishaji wa sehemu kinaweza kuongezeka, idadi ya vifaa inaweza kupunguzwa, na miundo tofauti ya sehemu ya msalaba inaweza kufikia msimamo sahihi wa kulehemu.
Ulinganisho wa utendaji kati ya maelezo mafupi ya aluminium kwa malori ya aina ya sanduku na chuma wazi cha kaboni imeonyeshwa kwenye Jedwali 3.
Miongozo inayofuata ya maendeleo ya maelezo mafupi ya aluminium kwa malori ya aina ya sanduku: Kuboresha zaidi nguvu ya wasifu na kuongeza utendaji wa extrusion. Miongozo ya utafiti wa vifaa vipya vya maelezo mafupi ya aluminium kwa malori ya aina ya sanduku huonyeshwa kwenye Mchoro 1.
3.Aluminum Aloi ya sanduku la lori, uchambuzi wa nguvu, na uthibitisho
3.1 muundo wa lori la aluminium
Chombo cha lori la sanduku hasa lina mkutano wa jopo la mbele, mkutano wa jopo la kushoto na kulia, mkutano wa jopo la upande wa nyuma, mkutano wa sakafu, mkutano wa paa, pamoja na bolts za umbo la U, walinzi wa upande, walinzi wa nyuma, matope ya matope, na vifaa vingine Imeunganishwa na chasi ya darasa la pili. Mihimili ya msalaba wa sanduku, nguzo, mihimili ya upande, na paneli za mlango hufanywa kwa maelezo mafupi ya aluminium, wakati sakafu na paneli za paa zinafanywa kwa sahani za gorofa za alumini 5052. Muundo wa lori la sanduku la aluminium linaonyeshwa kwenye Mchoro 2.
Kutumia mchakato wa extrusion moto wa safu 6 za aluminium za safu zinaweza kuunda sehemu ngumu za msalaba, muundo wa profaili za aluminium zilizo na sehemu ngumu za msalaba zinaweza kuokoa vifaa, kukidhi mahitaji ya nguvu ya bidhaa na ugumu, na kukidhi mahitaji ya uhusiano wa pande zote kati ya Vipengele anuwai. Kwa hivyo, muundo kuu wa boriti na wakati wa sehemu ya inertia I na wakati wa kupinga W zinaonyeshwa kwenye Mchoro 3.
Ulinganisho wa data kuu katika Jedwali 4 inaonyesha kuwa wakati wa sehemu ya hali ya ndani na wakati wa kupinga maelezo mafupi ya alumini ni bora kuliko data inayolingana ya wasifu wa boriti iliyotengenezwa na chuma. Takwimu za mgawo wa ugumu ni sawa na zile za wasifu unaolingana wa boriti ya chuma, na zote zinakidhi mahitaji ya mabadiliko.
3.2 Mahesabu ya kiwango cha juu cha mafadhaiko
Kuchukua sehemu muhimu ya kubeba mzigo, msalaba, kama kitu, mkazo wa kiwango cha juu umehesabiwa. Mzigo uliokadiriwa ni 1.5 T, na njia ya msalaba imetengenezwa kwa wasifu wa aloi wa 6063-T6 na mali ya mitambo kama inavyoonyeshwa kwenye Jedwali 5. Boriti hurahisishwa kama muundo wa cantilever kwa hesabu ya nguvu, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.
Kuchukua boriti ya span 344mm, mzigo wa kushinikiza kwenye boriti huhesabiwa kama F = 3757 N kulingana na 4.5T, ambayo ni mara tatu mzigo wa tuli. Q = F/L.
ambapo q ni mkazo wa ndani wa boriti chini ya mzigo, n/mm; F ni mzigo unaobeba na boriti, iliyohesabiwa kulingana na mara 3 mzigo wa kawaida wa tuli, ambayo ni 4.5 t; L ni urefu wa boriti, mm.
Kwa hivyo, mkazo wa ndani ni:
Njia ya hesabu ya mafadhaiko ni kama ifuatavyo:
Wakati wa juu ni:
Kuchukua thamani kamili ya wakati huu, M = 274283 N · mm, mkazo wa kiwango cha juu σ = m/(1.05 × W) = 18.78 MPa, na kiwango cha juu cha mkazo σ <215 MPa, ambayo inakidhi mahitaji.
3.3 Tabia za unganisho za vifaa anuwai
Aluminium alloy ina mali duni ya kulehemu, na nguvu yake ya kulehemu ni 60% tu ya nguvu ya vifaa vya msingi. Kwa sababu ya kifuniko cha safu ya Al2O3 kwenye uso wa aloi ya alumini, kiwango cha kuyeyuka cha Al2O3 ni cha juu, wakati kiwango cha kuyeyuka cha alumini ni chini. Wakati aloi ya aluminium inapokuwa na svetsade, Al2O3 juu ya uso lazima ivunjwe haraka kufanya kulehemu. Wakati huo huo, mabaki ya AL2O3 yatabaki katika suluhisho la aloi ya alumini, na kuathiri muundo wa aloi ya alumini na kupunguza nguvu ya hatua ya kulehemu ya aluminium. Kwa hivyo, wakati wa kubuni chombo cha alumini yote, sifa hizi zinazingatiwa kikamilifu. Kulehemu ndio njia kuu ya nafasi, na vifaa kuu vya kubeba mzigo vimeunganishwa na bolts. Viunganisho kama vile muundo wa riveting na dovetail vinaonyeshwa kwenye Mchoro 5 na 6.
Muundo kuu wa mwili wa sanduku la alumini yote huchukua muundo na mihimili ya usawa, nguzo za wima, mihimili ya upande, na mihimili ya makali ikiingiliana na kila mmoja. Kuna sehemu nne za unganisho kati ya kila boriti ya usawa na nguzo ya wima. Sehemu za unganisho zimefungwa na vifurushi vya serrated kwa matundu na makali ya boriti ya usawa, kwa ufanisi kuzuia kuteleza. Pointi nane za kona zimeunganishwa hasa na viingilio vya msingi wa chuma, vimewekwa na bolts na rivets za kujifunga, na zinaimarishwa na sahani 5mm za aluminium zilizowekwa ndani ya sanduku ili kuimarisha nafasi za kona ndani. Muonekano wa nje wa sanduku hauna vitu vya kulehemu au wazi, kuhakikisha kuonekana kwa sanduku.
3.4 SE Teknolojia ya Uhandisi ya Sychronous
Teknolojia ya uhandisi ya SE Synchronous hutumiwa kutatua shida zinazosababishwa na kupotoka kwa ukubwa mkubwa kwa vifaa vya kulinganisha kwenye mwili wa sanduku na ugumu wa kupata sababu za mapungufu na kushindwa kwa gorofa. Kupitia uchambuzi wa CAE (ona Mchoro 7-8), uchambuzi wa kulinganisha unafanywa na miili ya sanduku iliyotengenezwa na chuma ili kuangalia nguvu ya jumla na ugumu wa mwili wa sanduku, kupata alama dhaifu, na kuchukua hatua za kuboresha na kuboresha mpango wa muundo kwa ufanisi zaidi .
4. Athari za kuangazia lori la sanduku la aluminium
Mbali na mwili wa sanduku, aloi za alumini zinaweza kutumika kuchukua nafasi ya chuma kwa vifaa anuwai vya vyombo vya aina ya sanduku, kama vile matope, walinzi wa nyuma, walinzi wa upande, milango ya mlango, bawaba za mlango, na kingo za nyuma, kufikia kupunguza uzito ya 30% hadi 40% kwa chumba cha kubeba mizigo. Athari ya kupunguza uzito kwa chombo tupu cha kubeba 4080mm × 2300mm × 2200mm kimeonyeshwa kwenye Jedwali 6. Kwa kweli hii inasuluhisha shida za uzani mwingi, kutofuata matangazo, na hatari za kisheria za sehemu za jadi zilizotengenezwa na chuma.
Kwa kubadilisha chuma cha jadi na aloi za aluminium kwa vifaa vya magari, sio tu kwamba athari bora za uzani zinaweza kupatikana, lakini pia inaweza kuchangia akiba ya mafuta, kupunguza uzalishaji, na utendaji bora wa gari. Kwa sasa, kuna maoni anuwai juu ya mchango wa uzani mwepesi kwa akiba ya mafuta. Matokeo ya utafiti wa Taasisi ya Aluminium ya Kimataifa yanaonyeshwa kwenye Mchoro 9. Kila kupunguzwa kwa uzito wa gari kunaweza kupunguza matumizi ya mafuta na 6% hadi 8%. Kulingana na takwimu za nyumbani, kupunguza uzito wa kila gari la abiria na kilo 100 kunaweza kupunguza matumizi ya mafuta na 0.4 L/100 km. Mchango wa uzani mwepesi kwa akiba ya mafuta ni msingi wa matokeo yaliyopatikana kutoka kwa njia tofauti za utafiti, kwa hivyo kuna tofauti fulani. Walakini, uzani mwepesi wa magari una athari kubwa katika kupunguza matumizi ya mafuta.
Kwa magari ya umeme, athari nyepesi hutamkwa zaidi. Hivi sasa, wiani wa nishati ya kitengo cha betri za umeme wa gari ni tofauti sana na ile ya magari ya jadi ya mafuta ya kioevu. Uzito wa mfumo wa nguvu (pamoja na betri) ya magari ya umeme mara nyingi huchukua 20% hadi 30% ya jumla ya uzito wa gari. Wakati huo huo, kuvunja njia ya utendaji wa betri ni changamoto ya ulimwenguni. Kabla ya kufanikiwa kwa teknolojia ya betri ya utendaji wa hali ya juu, uzani mwepesi ni njia bora ya kuboresha anuwai ya magari ya umeme. Kwa kila kupunguzwa kwa kilo 100, anuwai ya magari ya umeme inaweza kuongezeka kwa 6% hadi 11% (uhusiano kati ya kupunguza uzito na kiwango cha kusafiri huonyeshwa kwenye Kielelezo 10). Hivi sasa, anuwai ya magari safi ya umeme hayawezi kukidhi mahitaji ya watu wengi, lakini kupunguza uzito kwa kiwango fulani kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa kiwango cha kusafiri, kupunguza wasiwasi wa anuwai na kuboresha uzoefu wa watumiaji.
5.Conclusion
Mbali na muundo wa alumini yote ya lori ya sanduku la aluminium iliyoletwa katika nakala hii, kuna aina anuwai ya malori ya sanduku, kama paneli za asali ya aluminium, sahani za aluminium, muafaka wa aluminium + ngozi za aluminium, na vyombo vya mahuluti ya aluminium mseto . Zina faida za uzani mwepesi, nguvu maalum, na upinzani mzuri wa kutu, na haziitaji rangi ya elektroni kwa ulinzi wa kutu, kupunguza athari za mazingira ya rangi ya electrophoretic. Lori la sanduku la aluminium linatatua kimsingi shida za uzani mwingi, kutofuata matangazo, na hatari za kisheria za vyumba vya jadi vya kubeba mizigo.
Extrusion ni njia muhimu ya usindikaji kwa aloi za aluminium, na maelezo mafupi ya alumini kuwa na mali bora ya mitambo, kwa hivyo sehemu ya ugumu wa vifaa ni ya juu. Kwa sababu ya sehemu ya msalaba inayobadilika, aloi za alumini zinaweza kufikia mchanganyiko wa kazi nyingi za sehemu, na kuifanya kuwa nyenzo nzuri kwa uzani wa magari. Walakini, matumizi ya kuenea ya aloi ya alumini inakabiliwa na changamoto kama vile uwezo wa kutosha wa kubuni kwa vyumba vya kubeba mizigo ya aluminium, kutengeneza na kuunda maswala ya kulehemu, na gharama kubwa za ukuzaji na kukuza bidhaa mpya. Sababu kuu bado ni kwamba aloi ya aluminium inagharimu zaidi ya chuma kabla ya ikolojia ya kuchakata tena aloi ya alumini inakuwa kukomaa.
Kwa kumalizia, wigo wa matumizi ya aloi za alumini katika magari yatakuwa pana, na utumiaji wao utaendelea kuongezeka. Katika hali ya sasa ya kuokoa nishati, upunguzaji wa uzalishaji, na maendeleo ya tasnia mpya ya gari la nishati, na uelewa wa kina wa mali ya aloi ya alumini na suluhisho bora kwa shida za matumizi ya aluminium, vifaa vya extrusion vya alumini vitatumika sana katika uzani wa magari.
Ilihaririwa na Mei Jiang kutoka Mat Aluminium
Wakati wa chapisho: Jan-12-2024
