1. 경량 기술의 중요성
자동차 섀시 부품 차량 이동을 지원하고 체중을 운반하며 운전 안정성과 안전성을 보장하는 주요 구성 요소입니다. 전통적으로 프레임, 서스펜션 시스템, 스티어링 시스템 등과 같은 섀시 구성 요소는 일반적으로 강철 또는 주철과 같은 고강도 재료를 사용합니다. 이 재료는 강도와 내구성이 우수하지만 차량도 더 무겁게 만듭니다. 경량 차량의 추세가 증가함에 따라 섀시 구성 요소의 무게를 줄이는 것이 차량 성능을 향상시키고 에너지 절약 및 배출 감소를 달성하는 데 열쇠가되었습니다.
가벼운 기술의 적용에는 몇 가지 중요한 장점이 있습니다.
연료 소비 및 배출 감소 : 차체의 무게를 줄이면 엔진의 부담이 직접적인 부담을 줄여 연료 소비와 이산화탄소 배출량이 줄어들어 점점 엄격한 환경 규제를 준수 할 수 있습니다.
핸들링 성능 향상 및 구동 안정성 : 섀시 무게를 줄이면 자동차의 핸들링 및 안정성이 효과적으로 향상 될 수있어 특히 고속으로 운전하고 회전 할 때 차량이 더욱 반응이 높습니다.
향상된 편의 : 가벼운 섀시 구성 요소는 신체 진동을 줄이고 차량 편의를 향상시키는 데 도움이됩니다. 특히 서스펜션 시스템에서 경량 재료를 사용하는 경우 구동 안정성을 효과적으로 개선 할 수 있습니다.
확장 된 구성 요소 수명 : 가벼운 설계는 종종 고성능 고성능 재료를 사용해야하므로 체중을 줄일뿐만 아니라 구성 요소 내구성과 피로 저항성을 향상시킵니다.
2. 경량 기술의 구현 경로
경량 기술의 실현은 주로 섀시 구성 요소의 질량을 줄여 강도, 강성 및 안전을 보장합니다. 경량을 달성하는 경로에는 주로 다음 측면이 포함됩니다.
구조 최적화 설계
구조 최적화는 컴퓨터 보조 디자인 (CAD) 및 FEA (Finite Element Analysis)와 같은 도구를 사용하여 섀시 구성 요소의 성능 요구 사항을 보장하면서 가장 적은 양의 재료를 사용하여 가장 합리적인 구조를 설계합니다. 정확한 계산 및 시뮬레이션을 통해 불필요한 재료 사용이 줄어들고 구성 요소의 강도와 강성이 향상됩니다. 일반적인 구조 최적화 설계 방법에는 그리드 설계, 토폴로지 최적화 및 크기 최적화가 포함됩니다.
고강도 재료를 사용하십시오
고강도 강철 (HSS) 및 초 고성장 강철 (UHSS)은 밀도가 낮고 강도가 높을 수있는 일반적인 경량 재료입니다. 이러한 고 강성 강을 사용하면 체중을 줄이면 섀시 구성 요소의 강도 요구 사항을 보장 할 수 있습니다. 그것들은 특히 프레임과 몸의 구조적 부분에서 널리 사용됩니다.
알루미늄 합금 적용
알루미늄 합금은 우수한 경량 특성으로 인해 자동차 섀시 구성 요소에 널리 사용됩니다. 알루미늄의 밀도는 강철의 3 분의 1입니다. 강도와 부식성이 우수하며 서스펜션 시스템, 휠,지지 프레임 및 기타 구성 요소에 사용하기에 적합합니다. 또한, 알루미늄 합금은 또한 열처리 및 기타 공정을 통해 강도를 증가시켜 안전에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다.
복합 재료의 응용
최근에, 탄소 섬유 강화 복합재 (CFRP) 및 유리 섬유 강화 복합재 (GFRP)와 같은 재료는 자동차 섀시 구성 요소에 점차 사용되어왔다. 탄소 섬유 재료는 특히 경주 용 자동차와 고성능 자동차에서 매우 가벼운 무게와 탁월한 인장 강도로 인해 가벼운 강도에 이상적인 재료가되었습니다. 복합재는 상당한 무게 절약을 제공 할뿐만 아니라 강도와 부식 저항을 증가시킵니다. 복합 재료는 더 비싸고 대량 시장 차량에서는 아직 평범하지 않았습니다.
알루미늄-마그네슘 합금 및 티타늄 합금으로 만들어졌습니다
알루미늄-마그네슘 합금 및 티타늄 합금은 최근 몇 년 동안 고급 모델에서 점차 촉진 된 재료입니다. 이 합금 재료는 알루미늄 합금보다 가벼우 며 강도와 부식 저항이 더 좋습니다. 스티어링 시스템, 서스펜션 시스템 및 제동 시스템과 같은 고성능 섀시 구성 요소에서 점차 사용되고 있습니다.
3. 경량 기술의 적용 사례
서스펜션 시스템
서스펜션 시스템은 자동차 섀시에서 가장 중요한 구성 요소 중 하나이며 운전 안정성과 편안함에 직접적인 영향을 미칩니다. 서스펜션 시스템의 가벼운 설계는 차량의 무게를 효과적으로 줄이고 다양한 도로 조건에서 차량의 제어 성을 보장 할 수 있습니다. 현재, 알루미늄 합금 및 고강도 강철은 종종 서스펜션 시스템의 구조, 특히 저조도 암, 서스펜션 브래킷 및 스프링 시트와 같은 구성 요소에서 사용됩니다. 알루미늄 합금을 사용함으로써, 차량 서스펜션 시스템의 중량은 약 15%에서 20% 감소 될 수있다.
프레임 및 섀시 프레임
프레임은 전신과 전력 시스템을 전달하는 기본 구조입니다. 전통적인 프레임은 주로 강철로 만들어졌지만 이제는 점점 더 많은 모델이 고강도 강철과 알루미늄 합금을 사용하여 프레임의 무게를 줄입니다. 일부 고급 자동차와 SUV의 프레임은 알루미늄 합금 재료를 사용하여 경량 효과를 달성하기 시작했습니다. 알루미늄 합금 재료를 사용함으로써 프레임의 중량을 20%에서 30% 감소시킬 수 있습니다.
조향 시스템
스티어링 시스템은 차량 주행 안정성 및 제어 성을 보장하는 핵심 구성 요소입니다. 가벼운 재료와 최적화 된 설계를 사용하는 조향 시스템은 차량의 관성을 효과적으로 줄이고 제어 정확도와 응답 속도를 향상시킬 수 있습니다. 많은 고성능 차량과 전기 자동차가 알루미늄 합금 및 플라스틱 복합재를 사용하여 스티어링 시스템 구성 요소를 제조하여 체중을 더욱 줄이고 시스템 응답을 개선하기 시작했습니다.
브레이크 시스템
차량 안전의 핵심 구성 요소 인 제동 시스템의 경량은 차량의 무게를 줄이는 데 도움이 될뿐만 아니라 제동 효율을 향상시킵니다. 많은 고성능 모델은 전통적인 스틸 디스크보다 가볍고 내열성이 높은 재료 인 카본-세라믹 브레이크 디스크를 사용하여 고속에서 더 나은 제동을 제공합니다.
4. 가벼운 기술의 도전과 미래 개발
경량 기술은 자동차 섀시 구성 요소에서 상당한 진전을 보였지만 여전히 몇 가지 과제가 있습니다.
비용 문제
고성능 재료 (예 : 탄소 섬유, 티타늄 합금 등)는 경량 효과가 우수하지만 제조 비용이 높습니다. 이는 가벼운 기술의 인기를 어느 정도, 특히 저가 모델로 적용하기 어려운 경우에도 어느 정도까지 제한합니다.
제조 공정
경량 재료의 가공 기술은 비교적 복잡하며 새로운 제조 기술 및 장비 지원이 필요합니다. 탄소 섬유 물질의 형성 공정에는 고온 및 고압 처리 환경이 필요하며, 알루미늄 합금 및 티타늄 합금의 용접 기술도 특정 기술적 어려움이 있습니다. 이러한 프로세스 요구 사항은 자동차 제조업체의 기술 기능 및 생산 장비에 대한 수요가 높아집니다.
보안 문제
가벼운 것이 안전을 희생하는 것은 아닙니다. 새로운 경량 재료는 강도가 높지만 전통적인 재료에 비해 충격 저항과 피로 저항 사이에는 여전히 차이가 있습니다. 따라서 체중을 줄이면 안전을 유지하거나 향상시키는 방법은 자동차 경량을 직면 한 중요한 과제입니다 .
