鋁的密度約為鋼的1/3,,是汽車應用最廣泛的輕量化材料。(1)鑄造鋁合金,。汽車工業(yè)是鋁壓鑄件
的主要市場,,例如日本,鋁鑄件的76%,、鋁壓鑄件的77%為汽車鑄件,。鋁合金鑄件主要應用于發(fā)動機氣缸體,、氣缸蓋、活塞,、進氣歧管,、搖臂、發(fā)動機懸置支架,、空壓機連桿,、傳動器殼體、離合器殼體,、車輪,、制動器零件、把手及罩蓋殼體類零件等,。鋁鑄件中不可避免地存在缺陷,,壓鑄件還不能熱處理,,因此在用鋁合金來生產(chǎn)要求較高強度鑄件時受到-,。為此在鑄件生產(chǎn)工藝上作了改進,鑄造鍛造法和半固態(tài)成型法將是未來較多用的工藝,。(2)變形鋁合金,。變形鋁合金指鋁合金板帶材、擠壓型材和鍛造材,,在汽車上主要用于車身面板,、車身骨架、發(fā)動機散熱器,、空調(diào)冷凝器,、蒸發(fā)器、車輪,、裝飾件和懸架系統(tǒng)零件等,。由于輕量化效果明顯,鋁合金在車身上的應用正在擴大,。(3)鋁基復合材料,。鋁基復合材料密度低、比強度和比模量高,、抗熱疲勞性能好,,但在汽車上的應用受到價格及生產(chǎn)質(zhì)量控制等方面的制約,還沒有形成很大的規(guī)模,。目前,,鋁基復合材料在連桿、活塞、氣缸體內(nèi)孔,、制動盤,、制動鉗和傳動軸管等零件上的試驗或使用顯示出了卓越的性能。
(1)輕質(zhì)材料發(fā)動機,。機體是發(fā)動機中單件質(zhì)量最大的零件,,一般都超過發(fā)動機質(zhì)量的1/4,甚至接近1/3,。降低發(fā)動機缸體質(zhì)量:采用合金鑄鋁件
或者鎂合金,,變密度設計。
(2)輕質(zhì)材料變速器殼體,。變速器殼體,、離合器殼體、操縱蓋以及換檔撥叉等零件目前已經(jīng)廣泛應用鋁,、鎂合金,鎂合金的密度為1.8g/c㎡,,是鋁合金的2/3,,不足鋼的1/4,大眾汽車公司和奧迪汽車公司啟動了使用鎂合金的戰(zhàn)略,,福特汽車公司也在其輕型載貨車的離合器殼體中使用了鎂合金,。
(3)輕質(zhì)材料底盤懸掛。AUDI輕量化概念落實于底盤懸掛系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn),,懸掛各項組件也換上鋁合金,,-包括輕量化的剎車卡鉗、碳纖維陶瓷剎車碟盤等,,還有包括重量更輕的行李廂蓋與掀背尾門材質(zhì),,以及方向盤支架與儀表內(nèi)襯結構采用更輕量化的鎂合金材質(zhì)。
(4)全鋁車身設計,。Ford·P2000采用沖壓焊接制造的鋁質(zhì)車身骨架,,可用現(xiàn)有鋼板的加工方法加工,白車身質(zhì)量135.6kg,,整車輕32.8%,,市區(qū)百公里油耗減少22.8%。
(5)轎車全鋁車身設計實例,。奧迪A8是大型豪華轎車,,但它的整車質(zhì)量,僅相當于一輛中型轎車,。奧迪A8鋁合金框架支撐著全鋁合金車身的創(chuàng)新技術被稱為“ASF"—即奧迪空間框架技術,,ASF車身結構由擠壓的鋁部件及壓鑄鋁鑄件
組成,該架構支撐鋁板元件,,如:車頂板,,它是與架構剛性連接的能承受車身的載荷,。ASF的元件因形狀、橫截面有很大的不同,,取決于它們各自承擔的任務,,就像骨骼,它們以低的重量組合成最佳的功能,。在車身的A,、B、C柱的內(nèi)部便可以見到這樣的設計,。奧迪A8L09年型在不安裝車門,、發(fā)動機罩和尾部箱蓋的情況下車身僅重220kg,其輕量結構系數(shù)達到了1.5,,毫無爭議地摘得了同級別車型中的桂冠,。車身輕量化直接帶來的益處就是油耗和排放的大幅降低。從車身結構來看,,框架和全鋁車身的緊湊聯(lián)接如同一個優(yōu)良的蜂窩結構,,因此乘員艙要比傳統(tǒng)的鋼質(zhì)車身堅固。奧迪A8的“ASF”車身與比它重60%的鋼質(zhì)車身進行了碰撞對比試驗,,結果A8車身竟達到了相等的安全指標,。目前在市場上銷售的AUDIA8與R8、TTCoupe與TTRoadster等車款,,都可以說是ASF鋁合金輕量化車身結構最佳的代言者,,目前市售A8車身結構重量僅有218kg,而進一步采用鎂鋁合金結構的R8,,其車身結構更僅有210kg卡羅拉,、皇冠采用GOA車身,鋁合金壓鑄件
在保證車輛安全性的同時,,保證了車輛的輕巧,,結合CAE(計算機模擬控制)技術,車身構造兼具”可吸收力的車身”和”高強度車廂”雙重概念,,并輕量化的要求,。
汽車散熱器歷來以銅為主,鋁質(zhì)汽車散熱器主要耗用各種規(guī)格的板,、帶,、箔、焊接管材,。傳統(tǒng)的汽車散熱器采用銅和錫制造,。然而汽車朝著輕型化方向發(fā)展,促成復合釬焊鋁箔在汽車熱交換上獲得了廣泛應用。復合釬焊鋁箔中間為AL-Mn芯材,,兩表面包覆AL-Si釬料,。鋁合金具有一系列優(yōu)良特性,實現(xiàn)汽車輕型化的主要途徑是提高汽車用材的鋁化程度,。發(fā)達國家汽車散熱器,、空冷器、冷凝器和蒸發(fā)器等熱交換零部件的鋁化率已達95%以上,,然而我國國產(chǎn)汽車散熱器大多仍采用銅箔,,急需更新?lián)Q代。
20世紀80年代,,由于真空釬焊技術的發(fā)展,,美國生產(chǎn)的汽車有50%安裝了復合釬焊鋁箔熱交換器,到了90年代工業(yè)發(fā)達國家汽車熱交換器復合釬焊鋁箔使用率已達90%以上,。這不僅因為鋁的價格比銅低,,而且復合釬焊鋁箔制汽車散熱器重量比銅箔的約輕37%~45%,促進了汽車的輕型化,。1993年我國復合釬焊鋁箔用量只有1000t,,1994年為3000t,1995年需求量達到5000t,。2010年,國內(nèi)汽車年需求量將達到1600萬輛,,年均將凈增汽車2000萬輛,,2015年全國汽車產(chǎn)能將超過3400萬輛,到2020年中國汽車保有量將超過2億輛,。若90%采用復合釬焊鋁箔制汽車熱交換器,,年需鋁質(zhì)散熱器9000萬臺。我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展將給鋁質(zhì)汽車散熱器帶來巨大的市場前景,,同時復合鋁材附加值高,,巨大的市場需求必將給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。轎車,、轎卡,、輕卡、客車等大部分車型均已使用鋁質(zhì)散熱器,,重卡最終也將更新?lián)Q代成鋁質(zhì)散熱器,,已不容置疑。
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