钢制零件——汽车车体强度和安全性能的保证

发布时间:2010-07-13
分享到


图1 安装于菲亚特Grande Punto车门上的高强度滚轧成型钢制元件

在汽车制造过程中,除了保证汽车较低的重量之外,提高汽车的安全性能同样重要。采用滚轧工艺成型的钢制零件替代传统的压制零件,可以提高汽车产品的质量,但是价格相对较高。

#p#传统压制零件的替代品

 

菲亚特Grande Punto汽车是一款紧凑型汽车,定位于B级车范畴,整车长、宽、高分别为4030mm、1680mm、1490mm,轮距为2510mm。在接受欧洲NCAP试验时,该车的客舱安全性能达到了最高等级的五星级标准,提供了同级车中最高的安全和质量标准。其中部分原因是由于该车车门采用了加强型构件,该构件由先进的冷轧高强度钢制成,其最低强度为1000 N/mm2。这一在车体内部应用的加强型构件位于汽车车门的前面,在5门车型中使用时,钢板厚度采用0.8 mm;在3门车型中使用时,钢板厚度采用1.2 mm。


图2 菲亚特Grande Punto汽车结构小巧,在西欧市场中占有26%的市场份额,年产量为375万辆

菲亚特公司车体工程设计部主任Giancarlo Bertoldi先生指出,在汽车制造过程中,虽然保证汽车较低的重量非常重要,但是提高其安全性能也是研发者考虑的主要方面,而加强型构件能够吸收汽车在正面和侧面撞击时所产生的巨大能量保证了客舱的安全。技术人员在车门内部的腰围部分设计了一种非常先进的几何形状加强型构件,这一构件由意大利Wagon Automotive公司通过滚轧成型的方法制成,并安装在汽车前侧门窗的下面。一般来说,这种类型的结构件由两个部件组成,然后采用焊接的方法连成一体。但是菲亚特公司则采用非对称几何图形方式,将其制成一种密封的型材,在两个平面之间纵向弯曲。与压制成型的构件比较,滚轧工艺成型的钢制构件不仅产品质量得到了提高,同时滚轧工艺还可降低成型过程中所产生的内部应力。

预计在不久的将来,菲亚特公司大部分传统的压制零件将被滚轧成型的零件所替代。这种加强型构件除了达到五星级的安全标准之外,还荣获了2006年“瑞典钢铁奖”。


表  2006年美国进口钢材相对2005年的增长百分比

价格问题

美国2006年进口的钢材相对2005年的增长百分比如表所示。2006年美国钢材进口总量为4530万t,其中包括成品3590万t。在此期间,美国钢铁工业的平均生产利用率只有75%。美国钢铁学会(AISI)、汽车应用协会副总裁Ronald P. Krupitzer先生指出,美国大部分OEM和一级供货商所使用的钢材一般通过合同的方式从国内的钢铁企业购买,而热轧和冷轧钢板以及热镀锌产品属于进口产品,其主要用户为小型零部件制造商以及售后服务零部件制造商。更重要的是,汽车OEM可能不会直接从国外的钢材制造商那里进口,因为进口可能会导致国内生产的钢材产生整体价格下降的趋势。

通用北美汽车公司总裁Troy Clarke先生认为,钢材的价格上涨幅度比较大,该公司不得不设法弥补成本费用提高的问题。另外,贵重金属的价格也在上涨。现在,该公司正在从寻找外购件的角度出发来努力解决这一问题,因为有时候购买整套的零件比自己制造还要便宜,只要它是在NAFTA范围之内供应即可。但尽管如此,从短期的形势来看,该公司不得不接受费用不断上涨这一现实。


图3 SMART汽车的两扇车门均采用钢条加固

坚固的钢板外壳

梅赛德斯-奔驰汽车公司认为,Tridion安全车架结构可像“坚果周围的硬壳”那样保护SMART汽车内部的乘客安全。也许有些人看到过城市中的SMART小汽车,其车体长4070mm,重0.82t,安全外壳由三层钢板制成,其中约有50%属于高强度加强型钢材。此外,汽车的两扇车门均采用钢条加固。当汽车头部发生碰撞事故时,由侧面的构件支撑前轮,这一设计可作为额外的抗撞击保护区。由于SMART汽车的座位要比一般的小汽车高出0.2m,因此汽车的客舱也相对要高一些,但轮距相对较短,只有1870mm,这样可保证发生碰撞时只撞到车轴部分,当其与汽车结构的其余部分接触时,可吸收汽车撞击时的一部分能量。

收藏
赞一下
0