1. Réamhrá
Thosaigh meáchanú feithicleach i dtíortha forbartha agus ba iad fathaigh thraidisiúnta na ngluaisteán a bhí i gceannas ar dtús. Le forbairt leanúnach, tá móiminteam suntasach bainte amach aige. Ón am ar úsáid na hIndiaigh cóimhiotal alúmanaim den chéad uair chun chromáin feithicleach a tháirgeadh go dtí an chéad táirgeadh mais de ghluaisteáin uile-alúmanaim ag Audi i 1999, tá fás láidir feicthe ag cóimhiotal alúmanaim in iarratais feithicleach mar gheall ar a bhuntáistí amhail dlús íseal, neart agus dolúbthacht shonrach ard, leaisteachas maith agus friotaíocht tionchair, in-athchúrsáil ard, agus ráta athghiniúna ard. Faoi 2015, bhí cion feidhme cóimhiotal alúmanaim i ngluaisteáin níos mó ná 35% cheana féin.
Thosaigh an tSín ag meáchanú feithiclí níos lú ná 10 mbliana ó shin, agus tá an teicneolaíocht agus an leibhéal feidhmchláir araon i ndiaidh tíortha forbartha ar nós na Gearmáine, na Stát Aontaithe, agus na Seapáine. Mar sin féin, le forbairt feithiclí nua fuinnimh, tá dul chun cinn gasta á dhéanamh ar mheáchan ábhair. Ag baint leasa as méadú feithiclí nua fuinnimh, tá treocht ag teicneolaíocht mheáchana feithiclí na Síne chun teacht suas le tíortha forbartha.
Tá margadh ábhar éadrom na Síne ollmhór. Ar thaobh amháin, i gcomparáid le tíortha forbartha thar lear, thosaigh teicneolaíocht éadromúcháin na Síne go déanach, agus tá meáchan srian iomlán na feithicle níos mó. Agus cion na n-ábhar éadrom i dtíortha iasachta á mheas, tá neart spáis fós ann le haghaidh forbartha sa tSín. Ar an láimh eile, faoi thiomáint ag beartais, cuirfidh forbairt thapa thionscal feithiclí fuinnimh nua na Síne borradh faoin éileamh ar ábhair éadroma agus spreagfaidh sé cuideachtaí feithicleach chun bogadh i dtreo éadromúcháin.
Tá feabhas ar chaighdeáin astaíochtaí agus ídiú breosla ag cur iallach ar luasghéarú a dhéanamh ar mheáchan feithiclí. Chuir an tSín caighdeáin astaíochtaí VI na Síne i bhfeidhm go hiomlán in 2020. De réir an “Modh Meastóireachta agus Táscairí maidir le hÍdiú Breosla Gluaisteán Paisinéirí” agus an “Treochlár um Shábháil Fuinnimh agus Teicneolaíocht Feithiclí Nua-Fhuinnimh”, an caighdeán ídiú breosla 5.0 L/km. Agus an spás teoranta le haghaidh dul chun cinn suntasach i dteicneolaíocht innill agus laghdú astaíochtaí á chur san áireamh, is féidir le bearta a ghlacadh chun comhpháirteanna gluaisteán éadroma astaíochtaí feithiclí agus ídiú breosla a laghdú go héifeachtach. Tá meáchan feithiclí nua-fhuinnimh anois ina chonair riachtanach d’fhorbairt an tionscail.
Sa bhliain 2016, d’eisigh Cumann Innealtóireachta Feithicleach na Síne an “Treochlár um Shábháil Fuinnimh agus Teicneolaíocht Feithiclí Fuinnimh Nua,” inar pleanáladh fachtóirí amhail tomhaltas fuinnimh, raon cúrsála, agus ábhair déantúsaíochta do fheithiclí nua fuinnimh ó 2020 go 2030. Beidh an t-éadromú ina threo lárnach d’fhorbairt feithiclí nua fuinnimh sa todhchaí. Is féidir le héadromú an raon cúrsála a mhéadú agus aghaidh a thabhairt ar “imní raoin” i bhfeithiclí nua fuinnimh. Leis an éileamh méadaitheach ar raon cúrsála leathnaithe, tá práinn ag baint le héadromú feithicleach, agus tá méadú suntasach tagtha ar dhíolacháin feithiclí nua fuinnimh le blianta beaga anuas. De réir riachtanais an chórais scórála agus an “Phlean Forbartha Meántéarmach go Fadtéarmach don Tionscal Feithicleach,” meastar go mbeidh díolacháin feithiclí nua fuinnimh na Síne níos mó ná 6 mhilliún aonad faoi 2025, le ráta fáis bliantúil cumaisc níos mó ná 38%.
2. Saintréithe agus Feidhmeanna Cóimhiotal Alúmanaim
2.1 Saintréithe Cóimhiotal Alúmanaim
Tá dlús an alúmanaim aon trian níos mó ná dlús cruach, rud a fhágann go bhfuil sé níos éadroime. Tá neart sonrach níos airde aige, cumas easbhrúite maith, friotaíocht láidir creimeadh, agus in-athchúrsáil ard. Is sainairíonna do chóimhiotail alúmanaim go bhfuil siad comhdhéanta den chuid is mó de mhaignéisiam, go bhfuil friotaíocht teasa mhaith acu, airíonna táthúcháin maithe, neart tuirse maith, neamhábaltacht a neartú trí chóireáil teasa, agus an cumas neart a mhéadú trí obair fhuar. Is sainairíonna don tsraith 6 go bhfuil siad comhdhéanta den chuid is mó de mhaignéisiam agus sileacan, agus Mg2Si mar an phríomhchéim neartaithe. Is iad na cóimhiotail is mó a úsáidtear sa chatagóir seo ná 6063, 6061, agus 6005A. Is pláta alúmanaim cóimhiotail sraith AL-Mg é pláta alúmanaim 5052, agus maignéisiam mar an phríomheilimint chóimhiotail. Is é an cóimhiotal alúmanaim frith-mheirge is mó a úsáidtear. Tá neart ard, neart tuirse ard, plaisteacht mhaith agus friotaíocht creimeadh maith ag an gcóimhiotal seo, ní féidir é a neartú trí chóireáil teasa, tá plaisteacht mhaith aige i gcruachan oibre leath-fhuar, plaisteacht íseal i gcruachan oibre fuar, friotaíocht mhaith creimeadh, agus airíonna táthúcháin maithe. Úsáidtear é den chuid is mó le haghaidh comhpháirteanna ar nós painéil taobh, clúdaigh dín, agus painéil dorais. Is cóimhiotal neartaithe inchóireáilte teasa é cóimhiotal alúmanaim 6063 sa tsraith AL-Mg-Si, agus maignéisiam agus sileacan mar na príomh-eilimintí cóimhiotail. Is próifíl cóimhiotal alúmanaim neartaithe inchóireáilte teasa é le neart meánach, a úsáidtear go príomha i gcomhpháirteanna struchtúracha ar nós colúin agus painéil taobh chun neart a iompar. Taispeántar réamhrá ar ghráid chóimhiotal alúmanaim i dTábla 1.
2.2 Is modh foirmithe tábhachtach é easbhrúiteadh cóimhiotal alúmanaim
Is modh foirmithe te é easbhrú cóimhiotal alúmanaim, agus baineann an próiseas táirgthe iomlán le cóimhiotal alúmanaim a fhoirmiú faoi strus comhbhrúite trí bhealach. Is féidir cur síos a dhéanamh ar an bpróiseas táirgthe iomlán mar seo a leanas: a. Leáitear alúmanam agus cóimhiotail eile agus teilgtear iad sna billeoga cóimhiotal alúmanaim riachtanacha; b. Cuirtear na billeoga réamhthéite isteach sa trealamh easbhrúite le haghaidh easbhrúite. Faoi ghníomh an phríomhshorcóra, déantar an billeog cóimhiotal alúmanaim a fhoirmiú sna próifílí riachtanacha trí chuas an mhúnla; c. Chun airíonna meicniúla próifílí alúmanaim a fheabhsú, déantar cóireáil tuaslagáin le linn nó tar éis easbhrúite, agus déantar cóireáil aosaithe ina dhiaidh sin. Athraíonn na hairíonna meicniúla tar éis na cóireála aosaithe de réir ábhair agus réimis aosaithe éagsúla. Taispeántar stádas na cóireála teasa ar phróifílí trucaile de chineál bosca i dTábla 2.
Tá roinnt buntáistí ag baint le táirgí easbhrúite cóimhiotal alúmanaim thar mhodhanna foirmithe eile:
a. Le linn easbhrúite, faigheann an miotal easbhrúite strus comhbhrúite trí bhealach níos láidre agus níos aonfhoirmí sa chrios dífhoirmithe ná mar a tharlaíonn le rolladh agus brionnú, agus mar sin is féidir leis leas iomlán a bhaint as plaisteacht an mhiotail phróiseáilte. Is féidir é a úsáid chun miotail atá deacair a dhífhoirmiú nach féidir a phróiseáil trí rolladh ná brionnú a phróiseáil agus is féidir é a úsáid chun comhpháirteanna trasghearrtha casta log nó soladacha éagsúla a dhéanamh.
b. Ós rud é gur féidir geoiméadracht phróifílí alúmanaim a athrú, tá ard-dhlúthacht ag a gcomhpháirteanna, rud a fhéadann feabhas a chur ar dhlúthacht chorp na feithicle, a shaintréithe NVH a laghdú, agus tréithe rialaithe dinimiciúla feithicle a fheabhsú.
c. Tá neart fadaimseartha (R, Raz) i bhfad níos airde ag táirgí a bhfuil éifeachtúlacht easbhrúite acu, tar éis múchadh agus aosaithe, ná táirgí a phróiseáiltear le modhanna eile.
d. Tá dea-dhath agus dea-fhriotaíocht creimeadh ar dhromchla na dtáirgí tar éis easbhrúite, rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le cóireáil dromchla frith-chreimeadh eile.
e. Tá solúbthacht mhór, costais ísle uirlisí agus múnla, agus costais ísle athraithe dearaidh ag baint le próiseáil easbhrúite.
f. Mar gheall ar inrialaitheacht trasghearrthacha próifílí alúmanaim, is féidir méid an chomhtháthaithe comhpháirteanna a mhéadú, is féidir líon na gcomhpháirteanna a laghdú, agus is féidir le dearaí trasghearrthacha éagsúla suíomh táthúcháin beacht a bhaint amach.
Taispeántar an comparáid feidhmíochta idir próifílí alúmanaim easbhrúite le haghaidh trucailí de chineál bosca agus cruach charbóin lom i dTábla 3.
An Chéad Treo Forbartha Eile do Phróifílí Cóimhiotal Alúmanaim do Thrucailí Cineál Bosca: Neart próifíle a fheabhsú tuilleadh agus feidhmíocht easbhrúite a fheabhsú. Taispeántar treo taighde ábhar nua do phróifílí cóimhiotal alúmanaim do thrucailí cineál bosca i bhFíor 1.
3. Struchtúr Trucail Bosca Cóimhiotal Alúmanaim, Anailís Neart, agus Fíorú
3.1 Struchtúr Trucail Bosca Cóimhiotal Alúmanaim
Is éard atá sa choimeádán trucail bhosca den chuid is mó tionól painéil tosaigh, tionól painéil taobh clé agus deas, tionól painéil taobh dorais cúil, tionól urláir, tionól díon, chomh maith le boltaí U-chruthach, gardaí taobh, gardaí cúil, flapaí láibe, agus gabhálais eile atá ceangailte leis an chassis den dara grád. Tá tras-bhíomaí, piléir, bíomaí taobh, agus painéil dorais an choirp bhosca déanta as próifílí easbhrúite cóimhiotal alúmanaim, agus tá na painéil urláir agus díon déanta as plátaí cothroma cóimhiotal alúmanaim 5052. Taispeántar struchtúr an trucail bhosca cóimhiotal alúmanaim i bhFíor 2.
Is féidir le próiseas easbhrúite te an chóimhiotail alúmanaim shraith 6 trasghearrthacha log casta a fhoirmiú, agus is féidir le dearadh próifílí alúmanaim le trasghearrthacha casta ábhair a shábháil, freastal ar riachtanais neart agus dolúbthacht an táirge, agus freastal ar riachtanais na nasc frithpháirteach idir comhpháirteanna éagsúla. Dá bhrí sin, taispeántar struchtúr dearadh an phríomhbhíoma agus na nóiméid táimhe rannóige I agus na nóiméid fhriotaíochta W i bhFíor 3.
Léiríonn comparáid idir na príomhshonraí i dTábla 4 go bhfuil na móimintí táimhe trasnánacha agus na móimintí frithsheasmhacha den phróifíl alúmanaim atá deartha níos fearr ná na sonraí comhfhreagracha den phróifíl bhíoma déanta as iarann. Tá na sonraí comhéifeacht dolúbthachta beagnach mar an gcéanna le sonraí an phróifíl bhíoma déanta as iarann comhfhreagrach, agus comhlíonann siad go léir na ceanglais dífhoirmithe.
3.2 Ríomh an Struis Uasta
Agus an príomh-chomhpháirt ualaigh-iompartha, an trasbhíoma, á glacadh mar réad, ríomhtar an strus uasta. Is é 1.5 t an t-ualach rátáilte, agus tá an trasbhíoma déanta as próifíl chóimhiotal alúmanaim 6063-T6 a bhfuil airíonna meicniúla aige mar a thaispeántar i dTábla 5. Déantar an bíoma a shimpliú mar struchtúr cantilever chun fórsa a ríomh, mar a thaispeántar i bhFíor 4.
Agus bhíoma réise 344mm á ghlacadh, ríomhtar an t-ualach comhbhrúite ar an bhíoma mar F=3757 N bunaithe ar 4.5t, arb ionann é agus trí huaire an t-ualach statach caighdeánach. q=F/L
áit a seasann q don strus inmheánach sa bhíoma faoin ualach, N/mm; seasann F don ualach a iompraíonn an bhíoma, arna ríomh bunaithe ar 3 oiread an ualaigh stataigh chaighdeánaigh, arb ionann é agus 4.5 t; seasann L do fhad an bhíoma, mm.
Dá bhrí sin, is é an strus inmheánach q ná:
Seo a leanas an fhoirmle ríomha struis:
Is é an nóiméad uasta ná:
Agus luach absalóideach na móiminte á ghlacadh, M=274283 N·mm, an strus uasta σ=M/(1.05×w)=18.78 MPa, agus an luach struis uasta σ<215 MPa, rud a chomhlíonann na ceanglais.
3.3 Saintréithe Ceangail Comhpháirteanna Éagsúla
Tá droch-airíonna táthúcháin ag cóimhiotal alúmanaim, agus níl a neart pointe táthúcháin ach 60% de neart an ábhair bhunúsaigh. Mar gheall ar chlúdach sraithe Al2O3 ar dhromchla an chóimhiotail alúmanaim, tá pointe leá Al2O3 ard, agus tá pointe leá alúmanaim íseal. Nuair a dhéantar cóimhiotal alúmanaim a tháthú, ní mór an Al2O3 ar an dromchla a bhriseadh go tapa chun an táthú a dhéanamh. Ag an am céanna, fanfaidh iarmhar Al2O3 sa tuaslagán cóimhiotail alúmanaim, rud a théann i bhfeidhm ar struchtúr an chóimhiotail alúmanaim agus a laghdaíonn neart phointe táthúcháin an chóimhiotail alúmanaim. Dá bhrí sin, agus coimeádán uile-alúmanaim á dhearadh, cuirtear na tréithe seo san áireamh go hiomlán. Is é an táthú an príomh-mhodh suíomh, agus tá na príomhchodanna ualaigh-iompartha ceangailte le boltaí. Taispeántar naisc ar nós struchtúr seamaithe agus colmáin i bhFíor 5 agus 6.
Glacann príomhstruchtúr chorp an bhosca uile-alúmanaim struchtúr le bíomaí cothrománacha, piléir ingearacha, bíomaí taobh, agus bíomaí imeall atá idirghlasáilte lena chéile. Tá ceithre phointe nasctha idir gach bíoma cothrománach agus piléar ingearach. Tá gaiscéid serrated feistithe ar na pointí nasctha chun mogalra a dhéanamh le himill serrated an bhíoma chothrománaigh, rud a chuireann cosc éifeachtach ar shleamhnú. Tá na hocht bpointe cúinne ceangailte den chuid is mó le hiontrálacha croí cruach, socraithe le boltaí agus seamanna féinghlasála, agus treisithe le plátaí alúmanaim triantánacha 5mm atá táthaithe taobh istigh den bhosca chun suíomhanna na gcoirnéal a neartú go hinmheánach. Níl aon phointí táthú ná nasc nochta ar chuma sheachtrach an bhosca, rud a chinntíonn cuma fhoriomlán an bhosca.
3.4 Teicneolaíocht Innealtóireachta Sioncrónach SE
Úsáidtear teicneolaíocht innealtóireachta sioncrónaí SE chun na fadhbanna a eascraíonn as dialltaí móra carntha i méideanna le haghaidh comhpháirteanna meaitseála i gcorp an bhosca a réiteach, agus na deacrachtaí a bhaineann le cúiseanna bearnaí agus teipeanna cothromaíochta a aimsiú. Trí anailís CAE (féach Fíor 7-8), déantar anailís chomparáide le coirp bosca déanta as iarann chun neart agus dolúbthacht fhoriomlán choirp an bhosca a sheiceáil, pointí laga a aimsiú, agus bearta a dhéanamh chun an scéim dearaidh a bharrfheabhsú agus a fheabhsú níos éifeachtaí.
4. Éifeacht Éadromú Trucail Bosca Cóimhiotal Alúmanaim
Chomh maith leis an gcorp bosca, is féidir cóimhiotail alúmanaim a úsáid in ionad cruach le haghaidh comhpháirteanna éagsúla de choimeádáin trucailí de chineál bosca, amhail gardaí láibe, gardaí cúil, gardaí taobh, laistí dorais, insí dorais, agus imill na n-apróin cúil, rud a bhaintear amach laghdú meáchain 30% go 40% don urrann lasta. Taispeántar éifeacht laghdaithe meáchain do choimeádán lasta folamh 4080mm × 2300mm × 2200mm i dTábla 6. Réitíonn sé seo go bunúsach fadhbanna an iomarca meáchain, neamhchomhlíonadh fógraí, agus rioscaí rialála urranna lasta traidisiúnta déanta as iarann.
Trí chruach thraidisiúnta a athsholáthar le cóimhiotail alúmanaim le haghaidh comhpháirteanna feithicleach, ní hamháin gur féidir éifeachtaí den scoth maidir le meáchan éadrom a bhaint amach, ach is féidir leis cur le coigilteas breosla, laghdú astaíochtaí agus feabhas a chur ar fheidhmíocht feithiclí. Faoi láthair, tá tuairimí éagsúla ann maidir le rannchuidiú an mheáchain éadroma le coigilteas breosla. Taispeántar torthaí taighde an Institiúid Idirnáisiúnta Alúmanaim i bhFíor 9. Is féidir le gach laghdú 10% ar mheáchan feithicle tomhaltas breosla a laghdú 6% go 8%. Bunaithe ar staitisticí intíre, is féidir le meáchan gach gluaisteáin paisinéirí a laghdú faoi 100 kg tomhaltas breosla a laghdú 0.4 L/100 km. Tá rannchuidiú an mheáchain éadroma le coigilteas breosla bunaithe ar thorthaí a fhaightear ó mhodhanna taighde éagsúla, mar sin tá roinnt éagsúlachta ann. Mar sin féin, bíonn tionchar suntasach ag meáchan éadrom feithicleach ar laghdú tomhaltas breosla.
I gcás feithiclí leictreacha, tá an éifeacht éadromúcháin níos suntasaí fós. Faoi láthair, tá dlús fuinnimh aonaid cadhnraí cumhachta feithiclí leictreacha difriúil go mór ó dhlús fuinnimh feithiclí breosla leachta traidisiúnta. Is minic a bhíonn meáchan an chórais chumhachta (lena n-áirítear an ceallraí) i bhfeithiclí leictreacha freagrach as 20% go 30% de mheáchan iomlán na feithicle. Ag an am céanna, is dúshlán domhanda é briseadh tríd an mbac feidhmíochta i gcadhnraí. Sula ndéantar dul chun cinn mór i dteicneolaíocht ceallraí ardfheidhmíochta, is bealach éifeachtach é éadromú chun raon cúrsála feithiclí leictreacha a fheabhsú. Le haghaidh gach laghdú 100 kg ar mheáchan, is féidir raon cúrsála feithiclí leictreacha a mhéadú 6% go 11% (tá an gaol idir laghdú meáchain agus raon cúrsála le feiceáil i bhFíor 10). Faoi láthair, ní féidir le raon cúrsála feithiclí leictreacha amháin freastal ar riachtanais fhormhór na ndaoine, ach is féidir le meáchan a laghdú faoi mhéid áirithe an raon cúrsála a fheabhsú go suntasach, imní faoin raon a mhaolú agus taithí an úsáideora a fheabhsú.
5.Conclúid
Chomh maith leis an struchtúr uile-alúmanaim atá sa trucail bhosca cóimhiotal alúmanaim a tugadh isteach san alt seo, tá cineálacha éagsúla trucailí bosca ann, amhail painéil cíor meala alúmanaim, plátaí búcla alúmanaim, frámaí alúmanaim + craicne alúmanaim, agus coimeádáin lasta hibrideacha iarainn-alúmanaim. Tá na buntáistí a bhaineann le meáchan éadrom, neart sonrach ard, agus friotaíocht mhaith creimeadh acu, agus ní gá péint leictreafóiréiseach a bheith acu le haghaidh cosaint creimeadh, rud a laghdaíonn tionchar comhshaoil na péinte leictreafóiréiseach. Réitíonn an trucail bhosca cóimhiotal alúmanaim fadhbanna an iomarca meáchain, neamhchomhlíonadh fógraí, agus rioscaí rialála urranna lasta traidisiúnta déanta as iarann go bunúsach.
Is modh próiseála riachtanach é easbhrú le haghaidh cóimhiotail alúmanaim, agus tá airíonna meicniúla den scoth ag próifílí alúmanaim, mar sin tá righneas na gcodanna sách ard. Mar gheall ar an trasghearradh athraitheach, is féidir le cóimhiotail alúmanaim teaglaim d’fheidhmeanna ilchodacha a bhaint amach, rud a fhágann gur ábhar maith é le haghaidh éadromú feithicleach. Mar sin féin, tá dúshláin roimh úsáid fhorleathan cóimhiotail alúmanaim amhail easpa cumais dearaidh do chomhroinn lasta cóimhiotail alúmanaim, saincheisteanna foirmithe agus táthúcháin, agus costais arda forbartha agus cur chun cinn do tháirgí nua. Is é an phríomhchúis fós go bhfuil costas níos mó ar chóimhiotal alúmanaim ná cruach sula n-aibíonn éiceolaíocht athchúrsála cóimhiotail alúmanaim.
Mar fhocal scoir, leathnóidh raon feidhme cóimhiotail alúmanaim i ngluaisteáin, agus leanfaidh a n-úsáid ag méadú. Sna treochtaí reatha maidir le coigilt fuinnimh, laghdú astaíochtaí, agus forbairt thionscal nua feithiclí fuinnimh, le tuiscint níos doimhne ar airíonna cóimhiotail alúmanaim agus réitigh éifeachtacha ar fhadhbanna feidhme cóimhiotail alúmanaim, úsáidfear ábhair easbhrúite alúmanaim níos forleithne i meáchan éadrom feithicleach.
Eagarthóireacht déanta ag May Jiang ó MAT Aluminum
Am an phoist: 12 Eanáir 2024
