X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

کاربرد آلومینیوم در خودرو سازی

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

خلاصه :

طبق تاریخچه . همکاری صنعت خودروسازی و آلومینیم و استفاده از فلزات سبک در ماشین ها توسعه یافته است . در نتیجه ، به طور میانگین ماشین های اروپایی دارای اجزاء گوناگونی از آلومینیم هستند ، اساسا ، تولیداتی کهدر قالب ریخته می شوند و شکل می گیرند از قبیل سرسیلندر ، گیربکس ، چرخها و بدنه ، اما همچنین ورقه کردن و تولیداتی که از قالب در آورده شده اند : رادیاتورها ، سپرها ، ریلهای صندلی ، میل لنگ و غیره هستند که کلاً در حدود ۶۵ کیلوگرم (۶ درصد کل وزن) است . امروزه با وجود رقابتهای جهانی و افزایش ارتباط محیطی ، تولید کنندگان ماشین با رقابتهای جدیدی مواجه شده اند ، تولیدات آنها باید آلودگی کمتری ایجاد کند . و به سادگی مجدداً وارد چرخه ماشینها بشود ، بدون اینکه امنیت وراحتی آن کاهش یابد ، کارآیی ماشین (تولید) بالا رود و هزینه جاری کاهش یابد . وزن سنگینی عامل اصلی برای رسیدن به این اهداف است : هر ۱۰۰ kg کاهش وزن، سبب می شود

«به نام خدا»

کاربرد آلومینیوم در خودرو سازی

خلاصه :

طبق تاریخچه . همکاری صنعت خودروسازی و آلومینیم و استفاده از فلزات سبک در ماشین ها توسعه یافته است . در نتیجه ، به طور میانگین ماشین های اروپایی دارای اجزاء گوناگونی از آلومینیم هستند ، اساسا ، تولیداتی کهدر قالب ریخته می شوند و شکل می گیرند از قبیل سرسیلندر ، گیربکس ، چرخها و بدنه ، اما همچنین ورقه کردن و تولیداتی که از قالب در آورده شده اند : رادیاتورها ، سپرها ، ریلهای صندلی ، میل لنگ و غیره هستند که کلاً در حدود ۶۵ کیلوگرم (۶ درصد کل وزن) است . امروزه با وجود رقابتهای جهانی و افزایش ارتباط محیطی ، تولید کنندگان ماشین با رقابتهای جدیدی مواجه شده اند ، تولیدات آنها باید آلودگی کمتری ایجاد کند . و به سادگی مجدداً وارد چرخه ماشینها بشود ، بدون اینکه امنیت وراحتی آن کاهش یابد ، کارآیی ماشین (تولید) بالا رود و هزینه جاری کاهش یابد . وزن سنگینی عامل اصلی برای رسیدن به این اهداف است : هر ۱۰۰ kg کاهش وزن، سبب می شود که ۶/۰ لیتر / km 100 سوخت مصرفی کاهش یابد . گاز کمتری از اگزوز ماشین خارج شود و هزینه کاهش می یابد . آلومینیم یک عامل اساسی برای کاهش وزن است ، بدون اینکه امنیت و راحتی و اطمینان کاهش یابد . به علت کاهش چگالی (۳/۱ مواد از قبیل استیل و مس) ، مقاومت بیشتر می شود ، با استفاده از آلومینیم مرغوب گران می توان وزن ماشین را تا بیش از ۳۰۰ کیلوگرم در وسایل نقلیه با ابعاد متوسط (kg 1400) کاهش داد ، که نشان داد می توان بیش از ۲۰ درصد وزن ماشین را کم کرد . تا آنجا که بتوان قابل برگشت به چرخه باشد ، آلومینیم به تنهایی به کار برده می شود ، مجدداً بتوان آن را وارد چرخه ماشین کرد و بدون اینکه کیفیت آن کاهش یابد یا از بین برود . اوراق آن هم ارزش زیادی دارد ، چون می توان دوباره آن را احیا کرد و مجدداً وارد چرخه کرد : ۹۵ درصد آلومینیم درماشینهاست که گردآوری می شود و مجدداً وارد چرخه شده و بیش از ۵۰ درصد موارد با ارزش  وسایل نقلیه در هنگام اوراق کردن ، برآورد شده است . قبلاً هم آلومینیم به عنوان یکی از مهمترین مواد با ارزش اقتصادی برای بسیار از ترکیبها بوده است . امروزه ، به منظور دستیابی به اهداف محیطی ، سازندگان خودرو از آلومینیم برای بخشهای بسیاری دیگر استفاده می کنند ، دریافتند که ، هزینه کمتری برای تولید بیشتر دارد ، که به سرعت توسط مصرف کنندگان بهبود می یابد و میزان سوخت مصرفی کاهش می یابد . سازندگان خودرو و تولید کنندگان آلومینیم با یکدیگر کار می کنند ، برای رسیدن اهدافشان ، کاهش وزن با استفاده از آلومینیم ، که در انواع ، اجزاء گوناگون (بخشهایی که بهم چسبیده اند ، شاسی ماشین ، چارچوب صندلی) و به کلی در تمام بدنه آلومینیم کار شده است .

ماشین هایی که بدنه آلومینیمی دارند ، انتظار می رود که طی ده سال آینده دو برابر می شود . صنعت آلومینیم در آینده با توسعه شدید و افزایش ظرفیت سرمایه گذاری می کند . آلومینیم عامل اصلی و اساسی برای کاهش وزن خودروست ، آلومینیم به عنوان مواد مقدم است که در قرن ۲۱ از نظر محیطی مطابق با ماشین است . حجم بالای آلومینیم که در ماشین های خانوادگی بود در این چند سال کاهش یافته ، اما امروزه ، در اجزاء به کار برده شده است .

 


۱-مقدمه :

طی چندین سال ، بیشترین استفاده انتهایی بازار فروش برای آلومینیم به بخش مربوط به ساخت ماشین انتقال داده شده است . بنابراین ، از گذشته طولانی ، همکاری میان صنعت خودروسازی و صنعت تولید آلومینیم بوده است . امروزه ، صنعت خودروسازی چنین نیازهایی دارد :

       1-رقابت بین المللی شدید

       2-وضع قانون محیطی سخت

       3-ارتباط عموم برای انتقال از نظر محیطی

       4-تقاضا مصرف کننده برای امنیت و راحتی بیشتر

کمک اصلی به سمت تلاقی با این رقابتهای جدید است که تنها با افزایش استفاده آلومینیم در خودروها صورت می گیرد ، که در صفحات بعد جزئیات آن شرح داده می شود .

 

۲-سوخت مصرفی و کاهش وزن :

۱-باکاهش وزن وسیله نقلیه تا kg 100 سبب می شود که میزان سوخت مصرفی lit 6/0 / km 100 کاهش یابد .

۲-با استفاده زیاد از آلومینیم وزن را به طور میانگین تا ۳۰۰ kg کاهش می دهد .

۳-کاهش وزن سبب می شود که ۳۰۰۰ لیتر سوخت وسیله نقلیه کاهش یابد .

۴-بنابراین ،‌بیش از ۲۰ درصد دوده نیز کاهش می یابد .

بعد از اینکه ، تصمیم به کاهش وزن خودرو گرفته شد ، طی اوایل سال ۱۹۷۰ بحران سوخت بود کعه در اواخر سال ۱۹۸۰ کاربرد آن اصلاح شد . رانندگی به راحتی ، همراه با افزایش امنیت و راحتی در نگهداری صورت گرفت در نتیجه ، وزن خودرو که زیاد است ، مغایر با نیازهای محیطی است . بنابراین ، امروزه با کاهش وزن بسیاری از خودروها در صنعت خودروسازی انجام شده به علت مزایایی که برای مصرف کننده و جامعه دارد: کاهش وزن خوردو تا kg 100 سبب می شود که سوخت مصرفی ۶/۰ لیتر / kg 100 کاهش یابد . آلومینیم به عنوان مواد کم وزن است که یکی از موادهای عمده ای است که برای کاهش وزن خودرو مورد استفاده قرار گرفته است  . در نتیجه ، امروزه ، میانگین آلومینیمی که در خودروهای اروپایی است kg 65 می باشد و با استفاده از این مواد در ماشین که سالیانه مصرف آن ۴ درصد افزایش می یابد . نمونه های برجسته این توسعه را می توان در کشورهای اسکاندیناوی مشاهده کرد ، جایی که بزرگترین مدل ولو وجود دارد که ۱۴۰ کیلوگرم آلومینیم دارد ، و در آلمان کل بدنه آئودی از آلومینیم است ، A8 و در سال ۱۹۹۴ این کار را شروع کرد . ناشی از چگالی آلومینیم تنها cm g 7/2 است ، یعنی یک سوم استیل ، عوامل بالقوه ای برای کاهش وزن کلی خودرو تا بیش از kg 300 وجود دارد که در ماشین هایی با ابعاد متوسط بدون اینکه میزان ایمنی و کارآیی آن کاهش یابد . مثلاً ممکن است ، در برخی بخشها ، مواد استیل جایگزین آلومینیم با همان ضخامت بشود : سپس کاهش وزن به ۶۵ درصد می رسد ، هر چند در بسیاری از بخش ها ، لازم است ، ضخامت آلومینیم در مقایسه با استیل افزایش داد تا همان سختی و استحکام بدست آید . بارها ، با چنین ضخامتی در بدنه مواجه شده است که ۵/۱ است به این منظورکه mm 8/0 اجزاء استیل با mm 2/1 اجزاء آلومینیم جایگزین شده است : در این مورد ، کاهش وزن به ۵۰درصد می رسد . این کاهش وزن اولیه سبب می شود که بخشهای دیگر ضخامت کمتری پیدا کنند . بیش از ۸۰ درصد آلومینیم موجود در خودروها در قالب شکل می گیرند ، از قبیل گیربکس ، سرسیلندر ، پیستون و موتور .در دهه بعدی ، با افزایش مصرف اجزاء در قالب شکل گرفته ، از قالب بیرون می آیند ، تولیدات آلومینیم انتظار می رود که بیشتر بشود . به خصوص در بدنه ماشین . در سال ۲۰۰۰ ، ماشین های اروپایی حدودا میانگین شامل kg 100 آلومینیم است و تا سال ۲۰۰۵ به میزان ۱۳۰ تا kg 150 افزایش خواهد یافت.

 

۳-ایمنی و کارآیی :

برای قدرت آلومینیم بدنه پیشنهاد شده :

۱-کاهش وزن سبب ایمنی بیشتر می شود .

۲-افزایش شتاب و کارآیی بیشتر ترمز .

۳-پیشرفت استفاده.

آلومینیم نه تنها سبک است ، بلکه مقاوم است ، بنابراین ، آلومینیم مواد برجسته برای ساختارهای بسیاری از انواع وسایل نقلیه ، از قبیل هواپیما ، قطارهای سریع السیر ، کامیون ها و غیره است . شماری از نمونه ها از قبیل آئودی و فورد ، ماشین های آزمایشی بودند که نشان داد مقاومت بالا به وزن آلومینیم بسته است که بسیار مربوط به ساختار خودروها می باشد . استحکام بدنه نه تنها مربوط به مواد اولیه است ، بلکه مربوط به اجزاء گوناگون است که در آن طراحی و مونتاژ شده است . با توجه به بخشهای بدنه ماشین ، ورق آلومینیم mm 2/1 ضخامت دارد با همان استحکام مانند بخشی که از ورق استیل mm 8/0 ساخته شده باشد ، زمانی که وزن نصف آن می شود . با توجه به این طرح ، از آلومینیم و جاهای مناسب اتصال استفاده می شود . این لولا ها را از بین می برد و بنابراین به کلی استحکام می بخشد . زمانی که وزن کاهش یافت تا ۵۰ درصد ، ممکن است که استحکام کل بدنه اصلاح شود .

ظرفیت ساختار در جذب انرژی جنبشی ، که تحت تاثیر قرار گرفته با خصوصیات مکانیمی موادی که استفاده شده با توجه به طرح و روش مونتاژ. شمار زیادی از آزمایشات ، ثابت کرد که جذب انرژی از ویژگیهای ساختاری است که می توانند با استفاده از آلومینیم اصلاح شود . همچنین امنیت سرنشین بستگی به استفاده کردن وسیله نقلیه در مناطق بحرانی دارد . با کاهش وزن تا ۵۰ درصد (تقریباً ۵/۱ تا ۲۰درصد کل وزن) ، ترمز کردن از فاصله km/hr  تا okm/hr کوتاه می شود با توجه به طول ماشین .در همان وسایل نقلیه که ۱۵ تا ۲۰ درصد سبک تر شده اند ، میزان امنیت جاده ها هم باید افزایش یابد ، ناشی از کاهش سنگینی مرکز و کاهش توده ، به علاوه افزایش شتاب تا ۱۰ درصد است.بنابراین ، علاوه بر کاهش سوخت مصرفی و کاهش آلودگی ، وزن خودرو با استفاده از آلومینیم کاهش می یابد . همچنین ، امنیت و کارآیی بالا می رود .

 

۴-بازگشت به چرخه

مزایای استفاده از آلومینیم :

۱-بازگشت مجدد تولیدات بدون اینکه کیفیتشان را از دست بدهند .

۲- این بازگشت مجدد به چرخه از نظر اقتصادی مهم است و ناشی از اوراق کردن می باشد .

۳- دست یابی به ۹۵ درصد آلومینیم که در ماشین به کار شده بود .

۴-بیش از ۹۵ درصد انرژی در مقایسه با تولیدات فلزی اولیه ذخیره می شود .

امروزه بخشهای آلومینیمی خودرو از منابع باارزش برگشت پذیر به چرخه فلز تهیه شده است . زمانی که دیگر نمی توان از آنها  استفاده کرد بنابراین ، هرگز در هیچ جایی قرار نمی گیرند . از قبل ، بازگشت مجدد آلومینیم به چرخه حکایت فوق بوده است . حقیقت است که ۹۵ درصد آلومینیم که در وسائل نقلیه به کار برده شده ، وارد چرخه می شود ، مجدداً و اصلاح می شود برای آلومینیم شکل می گیرد . از نظر اقتصادی مناسب است تا آلومینیم را که در ماشین به کار برده شده مجددا بدست آورد و وارد چرخه کرد و یک فلز با کیفیت بالا برای صنعت خودرو تولید کرد . این رکورد آلومینیم مربوط به سه واقعیت است :

۱-آلومینیم مجدداً گداخته می شود ، بدون اینکه خصوصیات اصلی آن زوال یابد .

آلومینیم مجدداً وارد چرخه می شود و بیش از ۹۵ درصد انرژی ذخیره می شود که برای تولید اولیه فلز لازم بود و

۳-اگرچه آلومینیم مغناطیسی نیست ، ولی می تواند براحتی از فلزات یگر جدا کرد .

در نتیجه ، آلومینیمی که بعداُ در ماشین به کار برده می شده ، ۵۰ درصد بوده است حدوداً ۸۰ درصد آلومینیم به کار رفته در ماشین ها کیفیت بالایی دارند و آلیاژهایی از قبیل سیلیکون ،منیزیم ،مس و آهن را شامل هستند. که در آخر تولیدات شکل می گیرند . که میزان کمی اجزاء آلیاژی دارند. در حال حاضر ، کل آمونیوم که در وسایل نقلیه به کار برده شده ، مجدداً وارد چرخه آلیاژها می شود . انتظار می رود که بخش های آلفی ماشین افزایش یابد ، مجدداً این بخشها وارد چرخه شده ، که سبب می شود به مقدار زیادی به سمت تشکیل شکلهای جدید بخشهای آلیاژی برود ، با استفاده از این دو تکنیک گوناگون :

۱-دسترسی ساده به بخشهای پیاده کردن قطعات

۲-جداسازی آلیاژها در ورقه ورقه کردن اوراقها با استفاده از تکنولوژی جدید .

از قبیل طبف بینی لیزر که توسعه یافته است .

 

۵-بررسی چرخه زندگی :

۱-صورت کالاهای چرخه زندگی که در صنعت تهیه می شود با
داده های  باارزش که تلاشهای محیطی را حمایت می کند .

۲-آنالیز چرخه زندگی نشان داد که کاهش وزن وسایل نقلیه بهترین وسیله‌برای‌کاهش کل انرژی لازم برای وسایل نقلیه در کل چرخه زندگی است.

صنعت آلومینیم سازی اروپا بر اساس داده های اولیه نمودار محیطی را تشکیل داد و تجزیه و تحلیل موجودات و ارتباط آنها با محیط در تمام مراحل تولید آلومینیم و ساخت و از استخراج هیدروکسید آلومینیم آهن دار برای تولید نهایی کمک کرد . داده ها نشان داد که مثلاً، انرژی مصرفی برای تولید اولین آلومینیم عمده کاهش یافت با بیش از یک سوم کل ۴۰ سال و هنوز هم در حال کاهش است . این داده ها برای تولید کنندگان خودرو بدست آمد ، و سبب شد که آنها بتوانند که ارتباط کامل بررسی های بر روی اجزا و خودرو کامل انجام دهند . نتایج اولیه برخی مطالعات با توجه به ارزیابی انرژی ، نشان داد که از وسایل نقلیه ای استفاده شده که از نظر حیاتی مهم و مرحله ساخت ندارند . عوامل بالقوه برای کاهش کل انرژی مصرفی از طریق کاهش وزن صورت می گیرد تا به نسبت ذخیره انرژی در تولید و طی مراحل ساخت بنابراین ، وقتی کل ماشین آئودی که در سالن A8 بود از آلومینیم ساخته شده بود ، شرکت مطالعاتی انجام داد و نشان داد که استفاده از آلومینیم سبب می شود که کلاً ۴۰ درصد وزن ماشین کاهش یابد . علاوه بر این ، آئودی میزان انرژی مصرفی را کاهش داد (در مقایسه با مدل قدیمی آن) و تا حدود ۶۰۰۰۰ کیلومتر مصرف سوخت را ذخیره کرد . برخی از بدنه های ماشین ۷۰ درصد از فلز برگشت پذیر به چرخه تولید شده اند ، آلومینیم نشان داد که مصرف انرژی از همان کیلومتر اول کاهش می یابد و این یکی از مهمترین مزایای آن بود .

 

۶-اقتصاد :

۱-در بسیاری از بخشهای اتومبیل ، از قبل ، آلومینیم در مراحل تولید نسبت به فلزات دیگر بسیار کارآمدتر – با هزینه تر بود .

۲-در بخشهای دیگر ، آلومینیم به عنوان یک فلز مقرون به صرفه است. زمانی که کل چرخه زندگی خودرو بررسی شد .

۳-آلومینیم می توان به شکلهای گوناگون با هزینه کم انجام داد .

۴-هزینه تعمیرات بدنه آلومینیمی با مواد قدیمی که استفاده می شد ، مقایسه شد .

 

۷-نتیجه گیری :

به علاوه با استفاده از آلومینیم در خودروها می توان به سرعت میزان انرژی مصرفی و آلودگی را کاهش داد . به منظور دستیابی به راه حلهای مفید و با هزینه کم میان صنعت خودروسازی و صنعت آلومینیم باید مشارکت نزدیکی صورت گیرد و بسیاری از برنامه های مربوط به مهندسی از قبل انجام شده است .صنعت آلومینیم سازی اروپا این توسعه را در طی سالهای آینده دنبال خواهد کرد ، ملزم است در بخش هوانوردی تا قرن ۲۰ بدون آلومینیم توسعه نیافت ، خودروهایی که به محیط زیست آسیبی نمی رسانند در قرن ۲۱ با استفاده از آلومینیم زیاد شروع به تولید کردند .

 

 

 

 

منبع : پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر