MMLV 鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和鋁合金鍛造連桿

所研究的輕型車動(dòng)力系統(tǒng)部件合金是由麥格納國際公司和福特汽車公司在美國能源部項(xiàng)目DE-EE0005574開發(fā)的超輕概念車（MMLV）項(xiàng)目的一部分。主要研究了動(dòng)力系統(tǒng)的兩個(gè)部件：有鋼隔板的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和高強(qiáng)度鋁合金鍛造連桿，這兩個(gè)主要部件在動(dòng)力系統(tǒng)中質(zhì)量占比較大。

基于1.0L的I3發(fā)動(dòng)機(jī)原型，研究了鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，由于鋁結(jié)構(gòu)不能承受發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，因此發(fā)動(dòng)機(jī)蓋頂部的負(fù)荷經(jīng)鋼隔板傳遞到曲軸上，從而增強(qiáng)了鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的承載能力。對(duì)鋼隔板的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化，最終選擇I字型梁結(jié)構(gòu)。

對(duì)帶有鋼隔板的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體進(jìn)行研究得出以下結(jié)論：①CAE分析表明，鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的鋼隔板能夠承受95%的主軸承負(fù)荷；②該結(jié)構(gòu)精度高，易于組裝；③對(duì)缸壁進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，驗(yàn)證鋼隔板的強(qiáng)度，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鋼隔板的失效位置；④高輸出、小排量鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量比I3發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的質(zhì)量減輕9.5kg，是鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的58%。

對(duì)高性能鋁合金連桿的研究發(fā)現(xiàn)：①對(duì)該種連桿力學(xué)性能進(jìn)行分析表明，新開發(fā)的高溫、高應(yīng)變速率鍛造工藝能夠提高2618-T6鋁合金的延展性和疲勞強(qiáng)度；②CAE分析表明，使用新開發(fā)的鍛造工藝生產(chǎn)的2618-T6合金連桿，其疲勞安全系數(shù)大于2；③高性能鋁合金鍛造連桿不需要平衡軸模塊，其質(zhì)量相比I3發(fā)動(dòng)機(jī)總共減輕700g，是傳統(tǒng)鋼合金連桿質(zhì)量的40%。

Cliff Maki et al.SAE 2015-01-1238.

編譯：趙喚