牵牛星奖的获奖者并非轻量级

代表汽车行业的公司分享了轻量化的成功秘诀。

代表汽车行业的公司分享了轻量化的成功秘诀。 DE与获胜者联系,收集了在今年比赛中赢得赞誉的公司对杰出工作的幕后观点。

公司官员称,日产在Altair Enlighten Awards Full Vehicle亚军类别中的主要轻量化概念旨在使用常见的平台组件,例如座椅框架,散热器,油箱和转向构件。图片由日产提供。


轻量级不仅仅是短暂的 汽车行业的趋势。在汽车制造业中正确使用,有可能导致增强 燃油效率,更低的碳排放量,简化的空气动力学 and more. It'是车辆内部零件(例如发动机,底盘等)内部设计或材料修改的结果。'一个足够重要的方法 牵牛星 每年都会通过其“启发奖”(Enlighten Awards)突出显着的轻量化成就。今年'例如,从知名的汽车和摩托车制造商到汽车零部件制造商都不例外。 

牵牛星在八月宣布了2020 Altair Enlighten Awards的获奖者。第八名 年度奖项,这是 与 汽车研究中心代表可持续发展之道,在努力减轻车辆重量,同时仍达到/超过排放目标方面,代表了全球之最。  与获奖者联系,收集今年获得赞誉的公司关于杰出工作的幕后观点’s competition.

的 awards cover four categories: Full Vehicle, Module, Enabling Technology and 轻量化的未来.

整车冠军哈雷戴维森(Harley-Davidson)使用电气化技术将电动摩托车的能源能力提高了90%。不幸的是,由于公司重组,H-D的官员无法对此发表评论。

所以 整车亚军, 日产’s 副首席车辆工程师Tom Mally Nissan 北美技术中心, 介入分享其项目的详细信息,即新的Sentra 2020平台,该平台旨在增强安全性和性能而不会增加重量。

马雷利悬架会员。 图片由Marelli提供。

Mally解释说,主要的轻量化概念旨在使用常见的平台组件,例如座椅框架,散热器,燃油箱和转向构件。 

“通过运用这些减轻重量的想法,我们能够实现更小,更宽的外观设计,增强的动态性能以及燃油经济性和加速性,” says Mally. “与上一代Sentra相比,我们可以减轻大约100kg的重量,这之后我们可以在性能改进项目上增加200kg。”

据报道,2020日产Sentra在设计时考虑了安全性和性能—没有增加重量。公司'日产北美技术中心的车辆工程师汤姆·马利(Tom Mally)表示,采用这种轻量化方法可以使车身的外观设计更低而更宽,并提高燃油经济性。 图片由日产提供。

该项目并非没有障碍。每当将先前模型的通用零件集成到新模型中时,Mally都会解释说,“需要采用创新的方法来整合它们,同时仍要提供新颖独特的新工具。”  

另一个障碍是加强安全结构。马里说,在紧凑型汽车领域,与大型汽车相比,要吸收更多的钣金重量可能会更加困难。 日产公司发现有必要在机舱区域多使用超高强度钢(UHSS),以增强乘客室的强度。 据日产公司称,UHSS占金属用量的30%,以帮助抵消尽可能多的重量增加。

回顾过去,Mally为可能正在寻找的工程师分享了一些技巧 creative ways to 减少零件重量。 He 建议评估 热冲压过程。“在关键的结构部件上使用热冲压工艺不仅可以减轻重量,而且还可以降低成本。热冲压具有很高的强度和可成型性,” Mally explains. 这些特性使Nissan可以采用复杂的形状,这些形状通常由复杂组装中的许多零件构成,并通过使用更薄的面板并组合成单个更大的零件来降低原材料成本,冲压和组装方法。

另一个家用汽车名称,Altair Enlighten Awards 模块类别获奖者,丰田为其2021 Sienna模型制造了一个独立的两人注塑成型后架,没有任何成型加强件。该项目将15个组件缩减为一个,从而降低了成本和质量,并提高了安全性。 

车身设计高级总工程师Todd Muck 为丰田阐述了他们的公司’的制胜法宝。他将首席工程师(CE)Monte Kaehr归功于2021年Sienna屡获殊荣的轻量化挑战。

“CE Monte希望新型Sienna的轻量化直接受益并吸引客户。例如,在靠背文章中…参照,这大大降低了抬起座椅以直接冲击顾客的精力,” Muck says.

丰田团队面临的最大挑战之一是复合材料的温度性能。 

“该团队必须在车辆可能承受的所有温度条件下严重依赖数字有限元分析或计算机辅助工程,” Muck explains. 

穆贝's winning 张力板簧是由玻璃纤维增​​强塑料制成的单层板簧。 图片由Mubea提供。

It's fitting that there’丰田的一句话“开始你的不可能,” that, 根据Muck所说,可以帮助团队成员克服挑战。 The 树脂座椅靠背是Seat Team’s “开始你的不可能” moment, he notes. 

工程师面临的轻量化挑战“推动现状,推动轻量化而不增加成本。  您如何设计可以提高质量,成本和性能的产品?” 

为了 启用技术类别,获胜者Mubea创建了一个 玻璃纤维增​​强聚合物拉伸片簧 节省了75%的重量,将取代传统的多层钢弹簧。 

的 main advantages of this Tension Leaf Spring concept, according to Mubea officials, include the following:

  • “extremely light”(减轻重量达75%)
  • 减少簧下质量
  • 增加的有效载荷容量
  • 弹簧变形期间无速率变化
  • 没有身体频率不连续
  • 无叶间摩擦,这意味着无噪音或不受控制的阻尼
  • 安全失败行为
  • 使用寿命延长,以及 
  • 减少装配零件。

“[玻璃纤维增​​强塑料]的结构行为 拉伸板簧不仅在部件性能(刚度和耐用性)方面相关,而且在其对车辆行驶的影响方面也很重要&处理性能,”斯蒂芬·克莱门斯(Stefan Clemens) 发言人代表穆贝。

“这种轻巧的产品可以轻松地在所有刚性轴悬架系统中实施,主要包括皮卡车,轻型商用车(LCV)和公共汽车。当前的潜在全球市场包括每年约600万辆汽车,”克莱门斯说,他是参与该项目的团队的一员(穆贝研究负责人斯特凡诺·罗斯塔(Stefano Rosta)&开发和客户项目的项目经理Felix Beste)。

回顾一下,克莱门斯说,为穆巴所做的努力的一个重要收获是 不要用复合材料代替1:1钢,而是要使用这种材料设计产品’s properties.

轻量化的未来 类别获奖者Marelli及其骑乘动力团队(Ride Dynamics team)在轻量化领域旅行了10年, Marelli北美市场营销和传播负责人Lisa Van Giesen表示,在此期间,我们已经开始使用先进的金属合金和复合材料开展研究项目。

“我们通过基准测试活动与学术合作伙伴和供应商合作,探索了不同的工艺技术和材料,” she says. “目的是找到减轻重量的解决方案,包括确定可替代金属或与金属结合的结构机械性能。”

马雷利 ASMC转向节。 图片由Marelli提供。

在过去的十年中,Marelli对其大部分悬架产品组合进行了金属替换项目,已经测试了控制臂,转向节,副车架,扭梁轴和弹簧座的替代材料。目标? Van Giesen表示,要实现功能性和减轻重量。

“此外,我们已深入研究使用碳纤维片状模塑料(CF-SMC)的高级片状模压(ASMC)。我们认为,这是结构悬架零件设计和制造中最有前途的技术之一,” Van Giesen adds.

先进的压缩成型悬架转向节—2020轻量化未来类别的Altair启蒙奖获得者—不代表马瑞利’首次涉足ASMC工艺技术。“受到大型零件(例如我们的悬架横梁)成功经验的鼓舞 (参见图2),我们进一步挑战自己,以突破技术极限并支持复杂的结构SMC形状制造,” she says. 

有关奖项的更多详细信息,请单击此处。

更多Altair覆盖

Altair公司简介

Share This Article

订阅我们的免费杂志, 免费的电子邮件通讯或两者兼而有之!

加入超过90,000名工程专业人员的行列,他们将在新闻发布后立即获得最新的工程新闻。


#24472