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驅(qū)動(dòng)橋輕量化開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證
2020-10-27 20:36:52· 來(lái)源：ATC汽車(chē)底盤(pán) 作者：金慶生
車(chē)橋輕量化意義及現(xiàn)狀1. 車(chē)橋輕量化的意義車(chē)橋?qū)儆诨上沦|(zhì)量中大質(zhì)量部件，車(chē)橋輕量化對(duì)整車(chē)輕量化的貢獻(xiàn)意義更為重大，可大 大提高整車(chē)的舒適性和操控性。車(chē)橋運(yùn)
車(chē)橋輕量化意義及現(xiàn)狀
1. 車(chē)橋輕量化的意義
- 車(chē)橋?qū)儆诨上沦|(zhì)量中大質(zhì)量部件，車(chē)橋輕量化對(duì)整車(chē)輕量化的貢獻(xiàn)意義更為重大，可大 大提高整車(chē)的舒適性和操控性。
- 車(chē)橋運(yùn)動(dòng)零件的輕量化可有效提高傳動(dòng)效率，降低油耗。
- 車(chē)橋輕量化可提高整車(chē)的有效載重量。
2. 車(chē)橋現(xiàn)狀
中國(guó)重型商用車(chē)橋比歐洲主流商用車(chē)橋重量重10%~15%。例如，國(guó)內(nèi)載重40 噸的6*4 自卸車(chē)驅(qū)動(dòng)橋重量為1.9 噸，國(guó)外同等車(chē)型驅(qū)動(dòng)橋只有1.7 噸。
- 疲勞壽命較短，可靠性不高。
- 傳動(dòng)效率低，燃油經(jīng)濟(jì)性低。
- 噪聲大，舒適性差。
1．重型商用車(chē)橋企業(yè)從原來(lái)的不太關(guān)注輕量化，到把輕量化作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的 一個(gè)重要指標(biāo)，多數(shù)企業(yè)制定了輕量化 開(kāi)發(fā)流程，建立了汽車(chē)輕量化的技術(shù)體系。
2．重型商用車(chē)橋汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)能力和水平不斷提高，已經(jīng)把拓?fù)鋬?yōu)化、多 目標(biāo)優(yōu)化等現(xiàn)代結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用 于車(chē)橋產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，優(yōu)化了車(chē)橋結(jié)構(gòu)，取得了良好的減重效果。
車(chē)橋輕量化主要措施
1. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
開(kāi)發(fā)車(chē)橋整體加工技術(shù)和相關(guān)的模塊化設(shè)計(jì)和制造 技術(shù)，研究常用零部件模塊化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及模塊化 方案，建立模塊化設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)和專家系統(tǒng)。
單個(gè)零件通過(guò)CAE、CATIA、ANSYS 等有限元分析軟件對(duì)零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，出去零部件的冗余部分， 使零件薄壁化、中空化、小型化。
現(xiàn)狀：以單純結(jié)構(gòu)改進(jìn)為主，局部 （零部件）優(yōu)化為主。
中長(zhǎng)期：形成CAD設(shè)計(jì)、CAE虛擬 測(cè)試、制造及測(cè)試的輕量化 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析鏈。
未來(lái)：形成概念設(shè)計(jì)優(yōu)化、CAD設(shè)計(jì)、CAE虛擬測(cè)試、制造及測(cè)試的 輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析鏈。
2. 先進(jìn)新材料的應(yīng)用 。
高強(qiáng)度鋼板仍舊是汽車(chē)行業(yè)最主要的輕量化材料。
汽車(chē)用鋼主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是合金結(jié)構(gòu)鋼，主要用于懸架系統(tǒng)的主要構(gòu)件，包括非調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、齒輪鋼等；另一類(lèi)是高強(qiáng)度鋼，主要用于橋殼等沖壓零件上，某車(chē)橋廠在橋殼上采用490MPa高強(qiáng) 度鋼代替460MPa級(jí)材料，降低橋殼壁厚，重量減輕10%。
鋁、鎂合金。目前，整車(chē)制造中所運(yùn)用的材料，仍以鋼鐵為主，但是鋁、鎂合金 等輕質(zhì)材料的應(yīng)用正在逐漸增加，并在原本使用鋼鐵材料的汽車(chē)零部件上發(fā)揮減重作 用。如重型商用車(chē)橋的輪轂使用鋁鑄件代替鐵鑄件、端蓋使用鋁鑄件代替沖壓鋼板，可使重量減輕30%~40%。 塑料和復(fù)合材料 ABS 支座等，與鋼件比較可實(shí)現(xiàn)減重40%~50%。輪邊減速驅(qū) 動(dòng)橋的復(fù)合材料止推墊片等, 與鋼件比較可實(shí)現(xiàn)減重40%~50%。
3. 先進(jìn)制造工藝的應(yīng)用
高強(qiáng)度鋼冷沖壓橋殼技術(shù)取代傳統(tǒng)的熱沖壓成型技術(shù)。內(nèi)高壓成型技術(shù)取代傳統(tǒng)的拼焊技術(shù)，提高強(qiáng)度和質(zhì)量的同時(shí)降低了能源消耗，可實(shí) 現(xiàn)減重10%~15%。管坯機(jī)械脹形橋殼有90%以上的材料利用率。
鑄造橋殼由ZG25Mn 、ZG45向ZG40Cr和 ZG370發(fā)展
沖焊橋殼由510MPa向 590MPa發(fā)展
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輕量化實(shí)踐中的三個(gè)認(rèn)識(shí)
1. 先期介入EVI的發(fā)展成熟
與材料供應(yīng)商EVI團(tuán)隊(duì)的緊密合作，使車(chē)橋產(chǎn)品輕量化事半功倍。
（1）EVI的著眼點(diǎn)是：材料供應(yīng)商，可以為客戶做什么？
（2）提供從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)全過(guò)程的技術(shù)支持
（3）EVI的目標(biāo)是：實(shí)現(xiàn)材料供應(yīng)商與用戶在技術(shù)和商務(wù)的共贏。
2.輕量化設(shè)計(jì)的重要性
在商用車(chē)橋正向開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將輕量化嵌入到全流程開(kāi)發(fā)，可快速有效提升輕量化水平。
輕量化目標(biāo)
新材料及新工藝應(yīng)用
結(jié)構(gòu)優(yōu)化
去除冗余結(jié)構(gòu)
減少不必要的功能
3.辯證發(fā)展看待輕量化的成本
輕量化目的是提高產(chǎn)品性能，需要相當(dāng)?shù)某杀就度?。隨著輕量化相關(guān)設(shè)備、技術(shù)的發(fā)展，其成本將下降到合理區(qū)間。隨著輕量化應(yīng)用產(chǎn)品規(guī)模的壯大及供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)，其成本也將迅速降低。
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