第一篇：制動(dòng)盤(pán)輕量化理論與計(jì)算

重量輕的先進(jìn)復(fù)合材料已被確定為車(chē)輛應(yīng)用的汽車(chē)系統(tǒng)，以降低油耗。超過(guò)75％的燃油消耗，直接關(guān)系到車(chē)輛的重量。但是，降低了車(chē)輛的重量，可以提高運(yùn)輸行業(yè)的成本性能比。研究人員已經(jīng)證明，降低整車(chē)重量，提高車(chē)輛的能源消耗，是一種很有前途的戰(zhàn)略，并提出了一個(gè)重要的機(jī)會(huì)，以減少能源的使用在運(yùn)輸部門(mén)?？偟哪茉词褂?，減輕重量和二氧化碳（CO2）排放量密切相關(guān)。石油燃料占運(yùn)輸能源使用造成整車(chē)重量的75％，幾乎每個(gè)國(guó)家公認(rèn)的國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）石油燃燒的二氧化碳排放量[1，2]的主要來(lái)源的95％以上。道路車(chē)輛使用估計(jì)占人為的全球溫室氣體（GHG）排放量的10％。這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)，因?yàn)槠?chē)行業(yè)是增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一。有人預(yù)測(cè)，2009年全球生產(chǎn)的汽車(chē)數(shù)量要超過(guò)51萬(wàn)。隨著知名度不斷提高，運(yùn)輸輕量化，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和二氧化碳排放量，是這個(gè)行業(yè)的頂級(jí)挑戰(zhàn)[3，4]。

交通，電力及熱發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生了約三分之二，在2009年全球二氧化碳排放量。汽車(chē)行業(yè)是公認(rèn)的全球二氧化碳排放量的23％，2009年的第二大貢獻(xiàn)者。乘用車(chē)比羅爾預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)步增長(zhǎng)的全球需求和行駛距離[5]，運(yùn)輸燃料的需求將增長(zhǎng)40％，到2035年。在過(guò)去的20年，雖然整車(chē)的重量減少的技術(shù)效率穩(wěn)步提高，消費(fèi)者偏好更大，更重，更強(qiáng)大的模型已經(jīng)抵消了大部分這些效率的提高，從而產(chǎn)生變化不大，能源消耗和二氧化碳排放量[6]。

在汽車(chē)燃料消耗的主要決定因素之一，是汽車(chē)的重量。重量節(jié)省整體汽車(chē)質(zhì)量被認(rèn)為是一大研究熱點(diǎn)。的研究表明，在車(chē)輛的重量每減少10％，可以減少燃料消耗5?8％[7,8]。平均減少68公斤，給出了一個(gè)額外的練習(xí)場(chǎng)英里每加侖燃料消耗?0.423公里/升。在其對(duì)二氧化碳排放量，減少了100公斤的整車(chē)重量方面帶來(lái)了減少二氧化碳排放量高達(dá)12.5克/公里[7]。早先的研究表明，車(chē)輛的燃油消耗降低

maleque等。2012年詮釋。J.車(chē)輛結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)，4（2），69-73 70 的好處是，與光權(quán)重[9]。很顯然，使用更輕的材料，整車(chē)的重量減少有可能降低油耗，但確切的關(guān)系不是那么明顯。觀(guān)察表明，在燃料消耗的改進(jìn)，取值范圍為0.0015-0.007升/公里每公斤的重量減少[9]。

影響此關(guān)系的因素，包括車(chē)輛的尺寸和類(lèi)型，用于評(píng)估車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)周期，與動(dòng)力傳動(dòng)系。bandivadekar等，[10]評(píng)價(jià)整車(chē)的重量減少燃料消耗，以恒定的性能和尺寸的影響。該模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，從平均新車(chē)為每一個(gè)10％的重量減少，車(chē)輛的燃料消耗減少了6.9％。減肥可以提高運(yùn)輸系統(tǒng)的成本性能比。新型輕質(zhì)材料提供了途徑，以提高燃油效率和減少排放的有害污染物，不妥協(xié)的性能和尺寸。研究表明，減少20％的重量可能會(huì)產(chǎn)生12-14％的燃油經(jīng)濟(jì)性的改善[11]。

節(jié)約能源在汽車(chē)中的應(yīng)用重量更輕，制動(dòng)轉(zhuǎn)子上的信息不可用在文獻(xiàn)中。本文試圖預(yù)測(cè)減輕體重的效果，對(duì)能源消耗和節(jié)約成本，使用的鋁基復(fù)合材料汽車(chē)制動(dòng)轉(zhuǎn)子。建立評(píng)估數(shù)學(xué)模型重量減少材料消耗，節(jié)省成本和能源的影響。

2。材料性能與成本分析

鋁基質(zhì)復(fù)合體（AMC）已被廣泛研究，在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用[12-14]。以前的研究表明，在熱處理過(guò)程中的磨損和摩擦性能的復(fù)合材料[15，16]加強(qiáng)和提高。屬性還包括增加的比強(qiáng)度和剛度，耐磨損性，輕量化，高導(dǎo)熱性和改進(jìn)的高周疲勞抗性[17-19]。盡管節(jié)省的重量在50?60％的順序是[20，21]，需要實(shí)現(xiàn)的性能改善，更值得關(guān)注。作為簧下使用復(fù)合材料的重量降低，這也降低了慣性力的燃油經(jīng)濟(jì)性，以提供一個(gè)額外的好處。圖圖1顯示了質(zhì)子威拉AMC制動(dòng)轉(zhuǎn)子原型設(shè)計(jì)的尺寸。

AMC和鑄鐵材料的制動(dòng)轉(zhuǎn)子測(cè)得的機(jī)械和物理性能示于表1。以前的研究表明，AMC轉(zhuǎn)子的摩擦系數(shù)在0.32-0.46之間[22，23]。有人還指出，制動(dòng)噪音和磨損AMC轉(zhuǎn)子在測(cè)試過(guò)程中低于那些使用鑄鐵的。ADEBISI等人[24]和Eltoukhy[25]觀(guān)察到AMC轉(zhuǎn)子摩擦表面上的溫度上升比鑄鐵轉(zhuǎn)子制動(dòng)試驗(yàn)條件下的靜態(tài)低。表1：材料性能制動(dòng)轉(zhuǎn)子[22]

表1：材料性能制動(dòng)轉(zhuǎn)子[22] 材料 AMC 鑄鐵

拉伸強(qiáng)度（MPa）312 250 硬度（HB）143 195 密度（gcm的3）2.8 7.2 熱傳導(dǎo)率（W/m-1K-1）182 52 鑄鐵剎車(chē)盤(pán)是由廢鋼

鑄鐵剎車(chē)盤(pán)是由廢鋼鐵。的復(fù)合轉(zhuǎn)子包括鋁和SiC顆粒。無(wú)論鑄鐵和AMC剎車(chē)盤(pán)的是100％可回收。如表2中所示，AMC的生產(chǎn)需要生產(chǎn)鑄鐵由于鋁熔化溫度低的訂單中的能量比。生產(chǎn)過(guò)程中的攪拌鑄造SiC顆粒不需要完全熔化，因?yàn)樗婕暗筋A(yù)加熱到800℃。對(duì)于相同的幾何形狀，成本分析進(jìn)行根據(jù)材料消耗和制造的制動(dòng)轉(zhuǎn)子的重量的。用于AMC轉(zhuǎn)子的材料成本超過(guò)兩個(gè)單元和批量生產(chǎn)，如表3中所示的鑄鐵轉(zhuǎn)子。然而，考慮到AMC轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)壽命化，壽命周期成本的一半相比鑄鐵轉(zhuǎn)子[28]。約55％的重量減少也積極影響其他內(nèi)部系統(tǒng)的車(chē)輪的成本[29]。

表2：能源和材料消耗的制動(dòng)轉(zhuǎn)子[29] 材料參數(shù) 鑄鐵 AMC 鋁 碳化硅

能源消費(fèi)量（千瓦時(shí)）5.0 1.5 2.0 材料消耗（kg）原料 6.5 1.7 0.3 成品 4.5 1.5 產(chǎn)品生命時(shí)間（公里）100 200 表3：鑄鐵和AMC制動(dòng)轉(zhuǎn)子成本分析 物料 AMC 鑄鐵 鋁 碳化硅 重量（kg）單位產(chǎn)品。1.2 0.3 3.6 批量產(chǎn)品。16 4 36 總重量（kg）20 36 成本（RM）每公斤 40 150 10 單位產(chǎn)品。48 45 36 批量產(chǎn)品。480 450 360 總成本（RM）930 360 *批量生產(chǎn)=10個(gè)單位

3。能源消費(fèi)和儲(chǔ)蓄

當(dāng)車(chē)輛加速時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)的能量被轉(zhuǎn)換成動(dòng)能存儲(chǔ)在車(chē)輛質(zhì)量。如果車(chē)輛停止施加制動(dòng)，maleque等。2012年詮釋。J.車(chē)輛結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)，4（2），69-73 71 這些能量將被轉(zhuǎn)換成熱能，在制動(dòng)轉(zhuǎn)子和襯墊。然后，它可以假設(shè)有一大部分能量用于加速車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)的熱能被浪費(fèi)。然而，通過(guò)簡(jiǎn)單地允許它的滾動(dòng)，直到它停止不施加制動(dòng)時(shí)，汽車(chē)陷入了停滯狀態(tài)，所儲(chǔ)存的動(dòng)能將反過(guò)來(lái)被用來(lái)克服空氣動(dòng)力學(xué)和滾動(dòng)阻力，整個(gè)減速距離。因此，不應(yīng)該被視為一種浪費(fèi)?？偰茉词褂玫能?chē)輛的通過(guò)目標(biāo)的旅程可以說(shuō)，由下式給出： fakTEEEE?

（1）

其中，下標(biāo)T，K，a和f分別表示分別在轉(zhuǎn)子的總動(dòng)能，空氣動(dòng)力能和摩擦損失?？紤]到重量輕AMC的用于車(chē)輛的制動(dòng)轉(zhuǎn)子，能耗由以下組件[26]： 1。車(chē)輛的加速。2。為克服氣動(dòng)勢(shì)力。

3。為了克服其他損失（滾動(dòng)摩擦，輪轂軸承的摩擦）。示于圖所需要的能量的能量源的車(chē)輛在制動(dòng)轉(zhuǎn)子。2。用在車(chē)輛的制動(dòng)轉(zhuǎn)子的總能量由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)功率，減去通過(guò)傳輸，差速器和扭矩轉(zhuǎn)換器的損失直接相關(guān)的。

能源油箱

發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的損失，由于 由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量 在制動(dòng)轉(zhuǎn)子的能量 滾動(dòng)摩擦 氣動(dòng)能源

發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)造成的損失

Energy in fuel tank

Losses due to thermal efficiency of engine Energy produced by engine Energy at brake rotor Rolling friction Aerodynamic energy Losses due to engine idling

圖2：能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)子

可以預(yù)測(cè)基于以下假設(shè)估計(jì)節(jié)省的能源利用重量更輕AMC制動(dòng)轉(zhuǎn)子[26?28]： ?從燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出比能量轉(zhuǎn)換為車(chē)輛的重量無(wú)關(guān)。它是由發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。?損失的能量空轉(zhuǎn)也將是獨(dú)立于車(chē)輛的重量。?駕駛條件。

為了估計(jì)節(jié)省了通過(guò)減少車(chē)輛制動(dòng)轉(zhuǎn)子重量的，用于一個(gè)特定的旅程，由于車(chē)輛的重量損失的能量的量是必需的。的轉(zhuǎn)子軸承的滾動(dòng)阻力和阻力的摩擦造成的損失也可能是由于主要是由于車(chē)輛的重量。使用的能量，以克服空氣動(dòng)力另一方面與車(chē)輛[30]的重量無(wú)關(guān)。由此，可以說(shuō)，提供的車(chē)輛重量的車(chē)輛在制動(dòng)轉(zhuǎn)子的能量使用量的一小部分產(chǎn)生的熱量（假定為Y％）的動(dòng)能和滾動(dòng)阻力的結(jié)果。

由于制動(dòng)轉(zhuǎn)子重量的節(jié)能（R）可以是相關(guān)的動(dòng)能和摩擦能量之比，在車(chē)輛中使用的總能量可以表示為： TfkEEEYR）（100?（2），如果AMC制動(dòng)轉(zhuǎn)子具有潛在的節(jié)省的重量減少50％，比傳統(tǒng)的鑄鐵制動(dòng)轉(zhuǎn)子，它會(huì)由于熱能為Y％的損失補(bǔ)償。因此，其節(jié)能在AMC制動(dòng)轉(zhuǎn)子可被表示為： TfkAMCEEEYR）（100?（3）讓我們假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)化的驅(qū)動(dòng)的情況下，以確定R的值對(duì)于給定的驅(qū)動(dòng)條件，驅(qū)動(dòng)程序加速車(chē)輛的速度v和驅(qū)動(dòng)器在這個(gè)速度經(jīng)過(guò)此時(shí)間段T為周期T，則驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)用剎車(chē)使車(chē)輛處于停頓狀態(tài)。然后重復(fù)這個(gè)過(guò)程是整個(gè)旅程。一個(gè)加減速周期中用于提供動(dòng)能的能量由下式給出：

25.0mvEk?

（4）

假設(shè)車(chē)輛的行進(jìn)速度v在平均周期T足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使在此周期中的加速和減速部分。一個(gè)加減速周期的氣動(dòng)力可以表示為： 25.0AvCAdf??（5）

所需的能量，以克服空氣動(dòng)力在一個(gè)加速減速周期可以表示為： TAvCTAEdfa35.0??? ?（6）

這是假設(shè)的滾動(dòng)阻力，占用了幾乎所有的能量從轉(zhuǎn)子葉輪的動(dòng)能和空氣動(dòng)力學(xué)損失除了。上的法向力作用在轉(zhuǎn)子上的輪轂，它可以表示為摩擦能量損失EF [28]使用的滾動(dòng)阻力取決于： mgvTCWvTCErrrrf??（7）

代入方程。（4），（6）和（7）代入方程。（1），一個(gè)加減速周期中的總能量的使用情況是：

mgvTCTAvCmvErrdT?325.05.0?（8）

在這項(xiàng)研究中，1.8升的質(zhì)子威拉利用的規(guī)范，如表4中所示。表4：規(guī)格為1.8升的普騰威拉車(chē)[28]

表4：規(guī)格為1.8升的普騰威拉車(chē)[28] 參數(shù) 變量 值

遏制質(zhì)量（kg）米 1250 身高（米）? 1.42 寬度（m）瓦特 1.74 正面面積（m2）一 2.47 風(fēng)阻系數(shù) 光盤(pán) 0.30 滾動(dòng)阻力系數(shù) CRR 0.015

maleque等。2012年詮釋。J.車(chē)輛結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)，4（2），69-73 72 替換這些車(chē)輛規(guī)格和Eqns。（4），（6），（7）及（8）入式。（3）使用上面的制動(dòng)轉(zhuǎn)子的能量，比變?yōu)椋?/p>

vTTvvvTvYRAMC44.1856819.0625）44.185625（100322?（9）

因此，可以說(shuō)，在制動(dòng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所使用的能量取決于速度和加速減速周期期間。圖圖3示出了一個(gè)例子，在一個(gè)城市的條件驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)代車(chē)輛的能流圖。由此可以看出，制動(dòng)，不論所使用的功率輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)。將發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的能量的總和，配件所使用的能源和能量提供給傳動(dòng)系[31]。的滾動(dòng)和制動(dòng)電阻總結(jié)了在車(chē)輪轉(zhuǎn)子所使用的能量的大約75％的。如果傳動(dòng)系損失交付給傳動(dòng)系統(tǒng)的能量的量是一個(gè)常數(shù)因子，用于傳動(dòng)系統(tǒng)的能量的百分比，以克服滾動(dòng)阻力和制動(dòng)也將是在車(chē)輪轉(zhuǎn)子所使用的能量的大約75％的。在此情況下，由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能。將用于在待機(jī)狀態(tài)下（17％），所使用的附件（2％）的能量的能量，和提供給傳動(dòng)系統(tǒng)的能量（19％）的總和。

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第二篇：盤(pán)式制動(dòng)教案

汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器零件的檢查

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青島交通職業(yè)學(xué)校課堂教案

使用學(xué)年_______________ 授課班級(jí)_______________ 總序號(hào)______________ 科 目

汽車(chē)維護(hù) 任務(wù)二

課 題

項(xiàng)目五：汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器零件的檢查

課 型

新授

計(jì)劃課時(shí)

1學(xué)時(shí)（45分鐘）

授課教師

教 室

1.教學(xué)目標(biāo)

專(zhuān)業(yè)方面：

1）了解盤(pán)式制動(dòng)器的性能要求

2）能獨(dú)立進(jìn)行盤(pán)式制動(dòng)器零件的檢查

方法方面：

培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力

使學(xué)生能夠獨(dú)立地完成本課題的相關(guān)操作過(guò)程

社會(huì)方面：

培養(yǎng)學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力，語(yǔ)言表達(dá)能力和與客戶(hù)溝通的能力，并且使學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)

個(gè)人發(fā)展方面：

培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)道德，認(rèn)真、細(xì)心的工作態(tài)度，互相賞識(shí)的良好品質(zhì)以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。2.重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)

1）盤(pán)式制動(dòng)器零件的檢修

難點(diǎn)

1）盤(pán)式制動(dòng)器的檢修過(guò)程

3.初始情境（學(xué)情分析）【分析學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)（以前學(xué)過(guò)哪些知識(shí)，對(duì)知識(shí)的掌握牢固與否等）以及學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)能力】

學(xué)生已經(jīng)完成了《汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造與維修》的學(xué)習(xí)，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的類(lèi)型及作用有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，具備了本節(jié)學(xué)習(xí)的能力

學(xué)生動(dòng)手能力比較強(qiáng)，對(duì)實(shí)際維修案例、角色扮演等有很大的興趣

4.隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展和道路狀況的不斷提高，汽車(chē)的行駛速度越來(lái)越快，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。盤(pán)式制動(dòng)器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而制動(dòng)器各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)對(duì)制動(dòng)性能的影響日益顯著，所以制動(dòng)器的維護(hù)作業(yè)是維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中必不可少的關(guān)鍵項(xiàng)目。

5.課前準(zhǔn)備

教師：【黑板、儀器（投影儀、幻燈片等）座次、復(fù)印、課本、練習(xí)本、學(xué)習(xí)載體】 教學(xué)目標(biāo)說(shuō)明：【為什么要設(shè)定上述教學(xué)目標(biāo)】

黑板、多媒體課件、課本、學(xué)習(xí)載體：盤(pán)式制動(dòng)器、相關(guān)維修材料、檢測(cè)記錄表、評(píng)價(jià)卡、相關(guān)工具、棉布、直尺、游標(biāo)卡尺、外徑千分尺等。

按學(xué)情將學(xué)生分成四個(gè)小組，每個(gè)小組設(shè)組長(zhǎng)一名，并由組長(zhǎng)帶領(lǐng)組員準(zhǔn)備好本節(jié)課要用的教具。

學(xué)生：【課堂特殊要求如：事先布置的家庭作業(yè)、現(xiàn)象觀(guān)察等】

觀(guān)察盤(pán)式制動(dòng)器在各種車(chē)型上的應(yīng)用

6.課程導(dǎo)入（工作任務(wù)/引導(dǎo)問(wèn)題）

客戶(hù)到維修企業(yè)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，反應(yīng)說(shuō)該車(chē)時(shí)速在60公里以上時(shí)，使用制動(dòng)時(shí)方向盤(pán)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。如果是你接待的客戶(hù)，你將怎樣為客戶(hù)解決這個(gè)問(wèn)題？

7.授課計(jì)劃表格（教學(xué)安排說(shuō)明）【這個(gè)課題將使用哪些方法，包括宏觀(guān)的和微觀(guān)的，怎樣安排教學(xué)，另附表格（下頁(yè)），可以根據(jù)需要增刪、設(shè)定頁(yè)數(shù)】

8.板書(shū)設(shè)計(jì)

1、盤(pán)式制動(dòng)器的作用

2、、盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)

3、制動(dòng)盤(pán)的材料

4、制動(dòng)摩擦襯塊的材料

5、盤(pán)式制動(dòng)器的組成

6、盤(pán)式制動(dòng)器檢修注意事項(xiàng)

7、檢測(cè)盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)

8、檢測(cè)盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)摩擦襯塊

9、檢查制動(dòng)卡鉗支架

10、檢查制動(dòng)卡鉗輪缸

11、檢查制動(dòng)卡鉗

9.家庭作業(yè)

完成工作頁(yè)

授課計(jì)劃表格

序號(hào)

時(shí)間（min）行為階段

教師活動(dòng)

學(xué)生活動(dòng)

方法

媒體

備注2 情境導(dǎo)入 設(shè)置情境 思考問(wèn)題 角色扮演 維修工單 2 8 知識(shí)鏈接

演示并講解盤(pán)式制動(dòng)器的作用、優(yōu)點(diǎn)、分類(lèi) 聽(tīng)講、討論 演示、操作 多媒體 3 10 盤(pán)式制動(dòng)器的檢測(cè)演示

演示并講解盤(pán)式制動(dòng)器的檢查方法 觀(guān)察、討論 演示，討論

盤(pán)式制動(dòng)器、各種工、量具 4 15 分組練習(xí)巡回輔導(dǎo)、指正 分組練習(xí)操作、評(píng)估

盤(pán)式制動(dòng)器、各種工、量具、檢測(cè)記錄表、評(píng)價(jià)卡 5 8 集中講評(píng) 教師點(diǎn)評(píng)

學(xué)生操作、聽(tīng)講，整理 演示、點(diǎn)評(píng) 檢測(cè)記錄表、評(píng)價(jià)卡 2 小結(jié) 小結(jié) 聽(tīng)講，整理 小結(jié)

第三篇：變頻器制動(dòng)單元的使用及其參數(shù)的計(jì)算

直流回路雖然并聯(lián)大電容，但只能吸收部分能量，當(dāng)負(fù)載慣量大或頻縈變速時(shí)，由于回饋能量大，電容難以吸收，在這種場(chǎng)合，就需要使用制動(dòng)單元，由 制動(dòng)單元監(jiān)測(cè)直流回路電壓，控制制動(dòng)電阻的通斷，形成一個(gè)斬波電路，如圖的虛框示意，由此消耗電機(jī)回饋的電能，并產(chǎn)生制動(dòng)力矩，獲得瞬時(shí)減速快速停車(chē)的效 果。

此外，在電梯的變頗調(diào)速系統(tǒng)中，一般也采用制動(dòng)單元控制制動(dòng)電阻工作的方法，達(dá)到減速停車(chē)釋放能量的目的，這既減小使用四象限變頻器的高投資，也避免電能回饋電網(wǎng)可能引起的污染。

幾夕一調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩值一調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，即電動(dòng)機(jī)與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和口一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度。

此式實(shí)際上是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的表達(dá)式。

由于電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)械（負(fù)載）的產(chǎn)品目錄給出的參數(shù)一般不是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而是飛輪慣量為了便于計(jì)算，根據(jù)一瓷所以丸‘可變換為一寄箭寰。，以軍二二 廠(chǎng)式中習(xí)一電動(dòng)機(jī)6硬和負(fù)載6硬之和一轉(zhuǎn)速一常數(shù)，即衛(wèi)絲名互2互一二互Z互由圖示意的制動(dòng)時(shí)間圖，設(shè)電動(dòng)機(jī)從最高轉(zhuǎn)速減速到。

須用秒時(shí)間，系統(tǒng)重復(fù)使用的周期為勺秒。

因此，合理地配備制動(dòng)單元及其制動(dòng)電阻，將關(guān)系到變頻器與系統(tǒng)的安全可靠的使用。

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第四篇：提升絞車(chē)的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)計(jì)算

提升絞車(chē)的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)計(jì)算

提升絞車(chē)的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，每個(gè)閘所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值都不得小于3。

當(dāng)常用閘或保險(xiǎn)閘制動(dòng)輪與滾筒同軸時(shí)，由于制動(dòng)輪直徑和滾簡(jiǎn)直徑不同，制動(dòng)安全系數(shù)不能直接用制動(dòng)力與最大靜張力之比，必須用制動(dòng)力矩與最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比，即：

K=FzRz/FrRr

式中Fz——制動(dòng)力；

Rz——制動(dòng)輪半徑；

Fr——鋼絲繩最大靜張力；

Rr——鋼絲繩提升中心到滾筒軸中心的旋轉(zhuǎn)半徑。

當(dāng)常用閘或保險(xiǎn)閘制動(dòng)輪與滾筒不同軸時(shí)，還應(yīng)將減速比和傳動(dòng)效率計(jì)算

在內(nèi)，即K=(FzRz/FrRr)×i·η

式中i——減速比；

η——減速器傳動(dòng)效率。

常用鬧和保險(xiǎn)閘的作用是在需要時(shí)，能可靠地使提升系統(tǒng)停止運(yùn)行。要使提升系統(tǒng)可靠地停止運(yùn)行，每個(gè)閘的制動(dòng)力矩只比最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩大是不夠的，還必須克服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量才能停住車(chē)。在充分考慮了重物下放時(shí)，制動(dòng)力矩要克服最大靜荷重和較大的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量再有一定的安全系數(shù)后，確定K不得小于3。由于保險(xiǎn)閘是在緊急情況下自動(dòng)施閘的，如果系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，會(huì)使制動(dòng)減速度大于提升容器的自然減速度，導(dǎo)致松繩，提升容器反向沖擊，易斷繩跑車(chē)?？墒筀≥2，因?yàn)樯咸嶂匚锿＼?chē)時(shí)，鋼絲繩承受的最小沖擊張力是最大靜張力的2倍。當(dāng)K<2時(shí)，停車(chē)會(huì)不可靠，所以保險(xiǎn)閘的K值不得小于2。

工作閘由于是人工控制施閘，不能造成施閘太急松繩跑車(chē)，必須K不得小于3。

保險(xiǎn)制動(dòng)的K值不小于2的第2個(gè)原因是，當(dāng)前主井提升還沒(méi)有全部達(dá)到定重裝載，或定重裝置失效時(shí)，提升容器將被裝滿(mǎn)為止，而貨載在矸石多、水大(尤其是綜合采煤放頂時(shí)，有時(shí)肝石很多)時(shí)，一臺(tái)9t箕斗容積10.6m3，可能裝載達(dá)到10.6×1.6=17t，一臺(tái)12t箕斗容積為13.2m3，裝載量可以達(dá)到22t。如果是等重平衡繩提升，最大靜張力將達(dá)到額定值的1.8～1.9倍，如果保險(xiǎn)制動(dòng)K值達(dá)到2，就會(huì)因過(guò)載提升中過(guò)流保護(hù)動(dòng)作停電制動(dòng)不住而墜斗。

保險(xiǎn)制動(dòng)K值不得小于2的第3個(gè)原因是，一般提升機(jī)電機(jī)的過(guò)載能力為

1.8左右，絞車(chē)正常時(shí)在額定靜張力(差)狀態(tài)下工作，當(dāng)箕斗里裝滿(mǎn)了矸石或礦車(chē)載重增加，掛車(chē)超多時(shí)，如果載重達(dá)到正常值的2倍以上，絞車(chē)提不動(dòng)還可以，一旦沒(méi)有超過(guò)電機(jī)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，將重物提升中途，因過(guò)流保護(hù)動(dòng)作而停電緊急制動(dòng)時(shí)，也會(huì)因保險(xiǎn)制動(dòng)K值小于2而造成墜斗、跑車(chē)。例如某年7月，某礦一臺(tái)3.25m回繩摩擦輪提升絞車(chē)，就是因?yàn)槎ㄖ匮b置故障沒(méi)有及時(shí)修復(fù)，將載重為12t的箕斗，裝滿(mǎn)了矸石，在提升未到終點(diǎn)時(shí)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，保險(xiǎn)制動(dòng)后未閘住而高速墜斗，造成了全礦停產(chǎn)18天的重大提升事故。由此吸取的教訓(xùn)是，定重裝載、保險(xiǎn)制動(dòng)K值不小于2非常重要。同時(shí)提升絞車(chē)的過(guò)電流整定，在不影響電機(jī)安全和壽命前提下，適當(dāng)放寬反時(shí)限過(guò)流保護(hù)的時(shí)間是有好處的，而保護(hù)短路和嚴(yán)重卡斗的瞬動(dòng)電流整定還是越小越好。

保險(xiǎn)制動(dòng)力是否越大越好呢，不是，保險(xiǎn)制動(dòng)的“保險(xiǎn)”，體現(xiàn)在特殊情況下需要緊急制動(dòng)時(shí)，保險(xiǎn)制動(dòng)會(huì)自動(dòng)、快速進(jìn)行制動(dòng)，因此要采用配重或彈簧

式的，才能在停電的同時(shí)自動(dòng)施閘。保證不失效的保險(xiǎn)作用，并非是制動(dòng)力大的保險(xiǎn)作用，相反，制動(dòng)力過(guò)大，還會(huì)造成事故。如斜井單鉤提升重載保險(xiǎn)制動(dòng)力過(guò)大，使提升系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的制動(dòng)減速度大于礦車(chē)在制動(dòng)時(shí)所處位置軌道傾角所產(chǎn)生的礦車(chē)自然減速度時(shí)，即滾筒已停止了轉(zhuǎn)動(dòng)，礦車(chē)還在上行，違反了規(guī)程第四百三十三條規(guī)定的上提重載制動(dòng)減速度的規(guī)定，從而造成松繩，礦車(chē)可能停止上行又反向下滑沖擊，有可能造成斷繩跑車(chē)。對(duì)于摩擦輪式提升機(jī)，過(guò)大的制動(dòng)力還有可能在下放重載保險(xiǎn)制動(dòng)使鋼絲繩在摩擦輪上打滑，而制動(dòng)力過(guò)小，保險(xiǎn)制動(dòng)K值小于2，除上面說(shuō)過(guò)的3種不利條件外，又使重載下放制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)，使事故擴(kuò)大，又違反了規(guī)程第四百三十三條中下放重載制動(dòng)減速度的規(guī)定。因此，提升絞車(chē)的保險(xiǎn)制動(dòng)力小了不行，太大了也不行，制動(dòng)力的大小必須滿(mǎn)足本規(guī)程的3條要求，即第四百三十二條，保險(xiǎn)制動(dòng)K值不得小于2，第四百三十三條規(guī)定的上提重載制動(dòng)減速度的上限和下放重載制動(dòng)減速度的下限值，即保險(xiǎn)制動(dòng)力的最大值和最小值，及不大于使摩擦輪絞車(chē)鋼絲繩在摩擦輪上滑動(dòng)的制動(dòng)力。同時(shí)滿(mǎn)足這些要求，這是調(diào)定保險(xiǎn)制動(dòng)力必須遵循的原則。要同時(shí)滿(mǎn)足這些要求，只有合理地確定一次提升量才行，合理的一次提升量，首先要在最大靜張力不超過(guò)絞車(chē)的額定靜張力，鋼絲繩安全系數(shù)滿(mǎn)足本規(guī)程規(guī)定的條件下，再進(jìn)行K值、上提重載允許的最大制動(dòng)力、下放重載允許的最小制動(dòng)力和鋼絲繩在摩擦輪上不滑動(dòng)的最大制動(dòng)力的核算。如果不能同時(shí)滿(mǎn)足只有降低一次提升量來(lái)完成。

保險(xiǎn)制動(dòng)K值要求要達(dá)到了，只有在絞車(chē)的質(zhì)量模數(shù)小，在K=3時(shí)，上提重載的制動(dòng)減速度大于第四百三十三條的規(guī)定時(shí)，才允許將K值降低，但不得小于2。

質(zhì)量模數(shù)用Z表示，它是提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量∑m與最大靜張力(差)p的比值，即

m? Z?

P

有了質(zhì)量模數(shù)Z，可以方便地求出重載上提的制動(dòng)減速度as?下放的制動(dòng)減速度ax?

K?

1和重載Z

K?1，以及無(wú)電機(jī)拖動(dòng)、無(wú)制動(dòng)時(shí)，靠系統(tǒng)慣性拖動(dòng)載Z

荷運(yùn)行的上行自然減速度as0和靠載荷張力克服系統(tǒng)慣性形成的下行自然加速

度ax0,as0?ax0?。

Z

質(zhì)量模數(shù)的引進(jìn)，使確定每次提升量的計(jì)算簡(jiǎn)單了許多。

從式中明顯地看出，對(duì)于具有固定運(yùn)行質(zhì)量和最大靜張力的絞車(chē)，保險(xiǎn)制動(dòng)K值多大，才能滿(mǎn)足對(duì)重載提升和下放制動(dòng)減速度的要求。當(dāng)K≥3時(shí)，as能滿(mǎn)足要求時(shí)，即為質(zhì)量模數(shù)不小；as不能滿(mǎn)足第四百三十三條表9的規(guī)定時(shí)，便為質(zhì)量模數(shù)較小，K值可以減少，但不得小于2。當(dāng)K值降為2，as仍滿(mǎn)足不了要求時(shí)，只得減小載荷，不得用絞車(chē)允許的最大靜張力提升。當(dāng)靜張力減小時(shí)，在K=2時(shí)的制動(dòng)力下降，as也隨下降了，可以滿(mǎn)足要求了，但是可能由此引起ax也下降了，滿(mǎn)足不了第四百三十三條表9對(duì)ax的規(guī)定時(shí)，只好再降低載荷重量，但不降低制動(dòng)力，便可同時(shí)滿(mǎn)足K、as和ax的要求，至此，提升載荷爾蒙的重量才算確定，保險(xiǎn)制動(dòng)力才能最后調(diào)整確定。

應(yīng)該提出的是，在計(jì)算上提重載保險(xiǎn)制動(dòng)時(shí)，能否松繩，即能否滿(mǎn)足第四百三十三條表9全部機(jī)械制動(dòng)減速度的要求時(shí)，系統(tǒng)的總變位質(zhì)量∑m，不應(yīng)包

括上提的移動(dòng)部分的變位質(zhì)量，因?yàn)楫?dāng)單鉤提升由轉(zhuǎn)動(dòng)部分的變位質(zhì)量，雙鉤提升由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和下放側(cè)移動(dòng)部分的變位質(zhì)量所形成的制動(dòng)減速度大于上提重物移動(dòng)部分的自然減速度時(shí)，鋼絲繩就會(huì)松繩子，鋼絲繩不能向上傳遞提升重物的作用力，上提移動(dòng)部分的質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的制動(dòng)減速度沒(méi)有影響，因此在計(jì)算上提重載全部機(jī)械的制動(dòng)減速度能否滿(mǎn)足第四百三十三條表9的要求，即計(jì)算上提重載保險(xiǎn)制動(dòng)能否產(chǎn)生松繩時(shí)，系統(tǒng)的總變位質(zhì)量，不應(yīng)將上提的移動(dòng)部分質(zhì)量計(jì)人。當(dāng)全部機(jī)械部分的制動(dòng)減速度小于上提移動(dòng)部分的自然減速度時(shí)，計(jì)算全系統(tǒng)的制動(dòng)減速度，才應(yīng)將上提移動(dòng)部分的質(zhì)量和因其對(duì)制動(dòng)力的影響計(jì)人。

以單鉤提長(zhǎng)為例，計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)部分的制動(dòng)減速度asj的力平衡公式為

Fz=∑mj·asj

式中Fz——變位制動(dòng)力，kN；

∑mj——轉(zhuǎn)動(dòng)部分（包括已纏在滾筒上的鋼絲繩）和天輪的變位質(zhì)量，kg·s2/m。

用絞車(chē)的最大靜張力（差）P，去除等式兩邊：

Fzmjasj

??Zxasj PP

又因所以，asj?

Fz

?K P

K

。按規(guī)程要求，取K=3。Z

由此計(jì)算出的as小于規(guī)程要求的上提重載的最大減速度，就不會(huì)產(chǎn)生松繩。當(dāng)取K=3時(shí)，as大于表9所要求的數(shù)值時(shí)，該絞車(chē)就是質(zhì)量模數(shù)較小的絞車(chē)，就可以適當(dāng)降低K值。在滿(mǎn)足as要求時(shí)的K值仍然大于2，該絞車(chē)仍然可以按最大靜張力確定上提重載的重量。如果當(dāng)K=2時(shí)，as仍在于規(guī)程要求，保

好降低一次提升量，在保證K≥2的前提下，降低制動(dòng)力，因asj?

Fz，所以mj

asj下降了，可以滿(mǎn)足規(guī)程規(guī)定，但是計(jì)算方法是在先保證asj符合規(guī)程規(guī)定條件下，計(jì)算出Fz=asj∑mj，以得到最大的Fz和K值。

F

第二步要驗(yàn)算在初步選定的最大靜張力P和制動(dòng)力Fz，K?z也隨之初步

P確定后，用ax?

K?

1驗(yàn)算ax是否符合規(guī)程規(guī)定。但此時(shí)的Z?Z

m

P

z，?mz

是包括轉(zhuǎn)動(dòng)部分和移動(dòng)部分全部的變位質(zhì)量之和，因?yàn)閱毋^提升上提保險(xiǎn)動(dòng)減速度已不大于上提礦車(chē)的自然減速度了。

如果ax小于規(guī)程規(guī)定，還要降低一次提升承載量，使P減小，而Fz不變，F(xiàn)

使K（K?z）增大。P的減小，也使Z增大，但增大的比例比K培大的比例

P小，因?yàn)閆?

m

P

z

中的?mz中的移動(dòng)部分的變位質(zhì)量也減小。由于K增大的K?1

值增大而滿(mǎn)足規(guī)程規(guī)定。如果纏繞式提升絞車(chē)，Z

多，Z培大的少，使ax?

至此，最大靜張力被最后確定，再確定出拉車(chē)數(shù)。根據(jù)最大靜張力計(jì)算公式

P?[n(Q?Q0)(sina?f1cosa)?P0L(sina?f2cosa)]?10

2式中P——被最后確定的最大靜張力，kN；

Q——每輛礦車(chē)載荷質(zhì)量，kg；Q0——每輛礦車(chē)質(zhì)量，kg；n——每次提升礦車(chē)數(shù)；

f1——礦車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)，0.015；P0——鋼絲繩每米系數(shù)，kg/m；L——提升斜長(zhǎng)，m；

f2——鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，根據(jù)托繩輥狀態(tài)，可取f2=0.15～0.5；a——絞車(chē)道傾角。

從而確定出每次提升的礦車(chē)數(shù)n。

現(xiàn)將某絞車(chē)在各種傾角井巷提升時(shí)，所確定的一次提升量和保險(xiǎn)制動(dòng)力的計(jì)算過(guò)程列于表2-8-3。表中數(shù)據(jù)是單鉤提升條件下，其他已知條件為：

最大靜張力（差）：P=88kN

轉(zhuǎn)動(dòng)部分（包括滾筒上的鋼絲繩、天輪）的變位質(zhì)量：∑mj=5408kg 鋼絲繩每米質(zhì)量：P0=4kg/m 絞車(chē)道斜長(zhǎng)：L800m

雙滾筒絞車(chē)，每個(gè)滾筒有一套制動(dòng)裝置，正常提升時(shí)，離合器將兩個(gè)滾筒連在一起共同運(yùn)轉(zhuǎn)，兩套制動(dòng)裝置共同作用。因是雙鉤，若無(wú)尾繩提升時(shí)，最大靜張力差是一側(cè)的鋼絲繩和貨載的重量之各，變位抽動(dòng)力應(yīng)不小于最大靜張力差的3倍，每個(gè)滾筒制動(dòng)裝置的變位制動(dòng)力不低于一半。而在調(diào)繩檢修時(shí)，要把離合器打開(kāi)，每套制動(dòng)裝置各對(duì)所負(fù)擔(dān)的滾筒制動(dòng)，負(fù)擔(dān)的最大靜張力是鋼絲繩和提升容器的重量之和，要求其變位制動(dòng)力不低于鋼絲繩和提升容器重量之和的1.2倍。這個(gè)制動(dòng)力與兩套制動(dòng)裝置全部變位制動(dòng)力的一半哪個(gè)大呢，后者大，前者自然合格，后者小，就必須首先滿(mǎn)足前者，即每套制動(dòng)裝置的變位制動(dòng)力不低于所制動(dòng)滾筒、所懸鋼絲繩和提升容器重量之和的1.2倍。

當(dāng)提升系統(tǒng)是雙鉤等重平衡繩提升時(shí)，正常提升時(shí)兩套制動(dòng)裝置的全部變位制動(dòng)力不低于一次提升載重的3倍，每套制動(dòng)裝置擔(dān)負(fù)一半制動(dòng)力，便會(huì)低于提升一側(cè)的鋼絲繩和提升窗口重量之和的1.2倍。這項(xiàng)規(guī)定更為重要，否則只滿(mǎn)足最大靜張力差3倍的一半，調(diào)繩時(shí)會(huì)因制動(dòng)力不夠而墜斗、墜罐。

表:保險(xiǎn)制動(dòng)力調(diào)定計(jì)算表

注：①表中G——一次提升量（不包括鋼絲繩）

②∑mj——移動(dòng)部分變位質(zhì)量，kg。

③如果使用液壓盤(pán)形閘，由于保險(xiǎn)制動(dòng)力與最大工作制動(dòng)相同，保險(xiǎn)制動(dòng)K值也不得小于3，表中K值小于3的應(yīng)全部

按3計(jì)算。

④表中asj大于規(guī)定采用二級(jí)制動(dòng)解決更好。

第五篇：鋁合金材料的應(yīng)用與交通工具的輕量化

鋁合金材料的應(yīng)用與交通工具的輕量化

杜明義

（東北輕合金有限責(zé)任公司,黑龍江,哈爾濱）

摘要：本文通過(guò)鋁合金在汽車(chē)行業(yè)上的應(yīng)用，深入分析了交通工具的輕量化發(fā)展趨勢(shì)，揭示了鋁合金材料在交通運(yùn)輸領(lǐng)域良好的應(yīng)用前景與應(yīng)用空間。關(guān)鍵詞：鋁合金、輕量化

Application of aluminum alloy material and lightweight of the vehicle

DU Ming-yi(Northeast Light Alloy Co.,LTD, Harbin)Abstract: This paper introduced application of aluminum alloy material in the automobile industry.Analysed the development trend of vehicle lightweight deeply.Opening out favorable application foreground and application space of aluminum alloy material in the traffic and transportation field.Key: Aluminum alloy、lightweight

輕量化的研究是現(xiàn)代車(chē)身設(shè)計(jì)的一大主流。當(dāng)前，節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、智能和網(wǎng)絡(luò)是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，尤其是節(jié)能和環(huán)保更是關(guān)系人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題。因此，降低燃油消耗、減少向大氣排出CO2和有害氣體及顆粒已成為汽車(chē)界主要的研究課題。減少汽車(chē)自身質(zhì)量既汽車(chē)輕量化是汽車(chē)降低燃油消耗及減少排放的最有效措施之一。目前，汽車(chē)輕量化的途徑有兩種，一是優(yōu)化汽車(chē)框架結(jié)構(gòu)；一個(gè)是在車(chē)身制造上采用輕質(zhì)材料。而目前車(chē)身制造上常采用的輕質(zhì)材料為鋁合金材料。

目前，世界交通運(yùn)輸業(yè)用鋁為產(chǎn)量的26%，而我國(guó)僅為5.7%。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越追求生活質(zhì)量的提高，對(duì)交通工具的需求越來(lái)越大。因此，鋁合金材料在交通運(yùn)輸業(yè)上的發(fā)展空間還很大。而且，鋁合金是最常見(jiàn)的汽車(chē)用輕金屬，在汽車(chē)上使用較早，相對(duì)比較成熟?，F(xiàn)代轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞幾乎都用鑄鋁，這是因?yàn)榛钊鳛橹饕耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)件要靠減重來(lái)減小慣性，減輕曲軸配重，提高效率，并需要材料有良好的導(dǎo)熱性，較小的熱膨脹系數(shù)，以及在350℃左右有較好的力學(xué)性能，而鑄鋁能符合這些要求。同時(shí)由于活塞、連桿采用了鑄鋁件，減輕了重量，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，降低了噪聲，使發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗下降，這也符合了汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。

汽車(chē)車(chē)身約占汽車(chē)總重量的30%，對(duì)汽車(chē)本身來(lái)說(shuō)，約70%的油耗是用在車(chē)身質(zhì)量上的，所以汽車(chē)車(chē)身鋁化對(duì)減輕汽車(chē)重量，提高整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。奧迪汽車(chē)公司最早于1980年在Audi80和Audi 100上采用了鋁車(chē)門(mén)，然后不斷擴(kuò)大應(yīng)用。1994年奧迪斥資800萬(wàn)歐元建立的鋁材中心（1994-2002），兩年前被更名為“奧迪鋁材及輕量設(shè)計(jì)中心”。1994年開(kāi)發(fā)了第一代Audi A8全鋁空間框架結(jié)構(gòu)（ASF）,ASF車(chē)身超過(guò)了現(xiàn)代轎車(chē)鋼板車(chē)身的強(qiáng)度和安全水平，但汽車(chē)自身重量減輕了大約40%。隨后于1999年在這里誕生的奧迪A2,成為首批采用該技術(shù)的量產(chǎn)車(chē)。2002年，奧迪鋁材及輕量設(shè)計(jì)中心又見(jiàn)證了第二代奧迪A8 的誕生。

在此期間，美鋁還開(kāi)發(fā)了全新的汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)。如今，鋁制車(chē)身制造的自動(dòng)化操作程度已達(dá)80%，趕上了傳統(tǒng)鋼制車(chē)身生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這些令人振奮的全新發(fā)展動(dòng)向表明了奧迪打算將鋁材料更廣泛地運(yùn)用于量產(chǎn)車(chē)的決心。此外，奧迪與美鋁一直保持著良好的合作關(guān)系，雙方合作的目標(biāo)是共同開(kāi)發(fā)一款全新的可以量產(chǎn)的全鋁制車(chē)身汽車(chē)。

美鋁為全球汽車(chē)制造商提供品種繁多、性能優(yōu)異的汽車(chē)部件和總成，包括車(chē)身覆蓋件的鋁板、壓鑄輪轂、配電系統(tǒng)、底盤(pán)和懸架部件，以及保險(xiǎn)桿、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、傳動(dòng)軸、車(chē)頂系統(tǒng)等總成。包括奧迪A8的第二代ASF框架結(jié)構(gòu)、寶馬5和7系列的鋁制懸架、日產(chǎn)Altima的發(fā)動(dòng)機(jī)罩和輪轂、法拉利612-Scaglietti的全鋁車(chē)體結(jié)構(gòu)和捷豹XJ采用的真空壓鑄技術(shù)，美鋁的產(chǎn)品和解決方案使這些車(chē)型向著更輕量化，更技術(shù)化的方向發(fā)展。

目前，鋁合金材料在現(xiàn)代汽車(chē)輕量已經(jīng)顯示出非常重要的重用。制約鋁合金在汽車(chē)上大量應(yīng)用的主要原因之一是其價(jià)格比剛材高，為了促進(jìn)鋁在汽車(chē)上的應(yīng)用，必須降低材料成本。除開(kāi)發(fā)低成本的鋁合金和先進(jìn)的鋁合金成型工藝外，回收再生技術(shù)可進(jìn)一步降低鋁的成本。擴(kuò)大鋁合金應(yīng)用的另一個(gè)研究方向是開(kāi)發(fā)新的各種連接技術(shù)，今后發(fā)展的多材料結(jié)構(gòu)轎車(chē)要求連接兩種不同類(lèi)型的材料（如鑄鐵-鋁、鋼-鋁、鋁-鎂等），對(duì)這些聯(lián)接技術(shù)以及對(duì)材料和零件防腐蝕的表面處理技術(shù)是今后擴(kuò)大鋁在汽車(chē)上應(yīng)用的重要課題

汽車(chē)廣泛應(yīng)用的鋁制輪轂就是鋁合金在汽車(chē)上應(yīng)用中的一個(gè)例子，鋁合金輪轂的優(yōu)點(diǎn)是：

1、省油

平均每個(gè)鋁合金輪轂比相同尺寸的鋼輪轂輕2kg，一臺(tái)轎車(chē)用5個(gè)便省了10kg重量。根據(jù)日本實(shí)驗(yàn)，5座的轎車(chē)重量每減輕1kg，一年約節(jié)省20L汽油。而美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)發(fā)表的研究報(bào)告指出，鋁合金輪轂雖然比一般鋼輪轂貴，但每輛汽車(chē)跑到2萬(wàn)km是，其所節(jié)省的燃料費(fèi)便足夠抵回成本。

2、增加發(fā)動(dòng)機(jī)壽命

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與功率曲線(xiàn)圖，當(dāng)負(fù)荷增大至某一程度后，其功率反呈降低，此邊際將就表示此時(shí)每1單位負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)將更吃力（特別耗油），發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減輕，自然減少故障，延長(zhǎng)壽命。

3、散熱好 鋁合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)為鋼的3倍。散熱效果好，長(zhǎng)途高速行駛之時(shí)，也能使輪胎保持在適當(dāng)?shù)臏囟?，使剎車(chē)鼓及輪胎不易老化，增加壽命，降低爆胎的機(jī)會(huì)。

4、真圓度好

精度高達(dá)0.05mm，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性能好，有利于消除一般車(chē)身超長(zhǎng)及方向盤(pán)抖動(dòng)現(xiàn)象。

5、堅(jiān)固耐用

鋁合金輪轂之耐沖擊力、抗張力及熱力等各項(xiàng)強(qiáng)度較鋼輪轂要高。這也是鋁合金在國(guó)防工業(yè)、航空工業(yè)扮演重要角色的原因之一。

6、美觀(guān)

一般鋼輪轂因生產(chǎn)所限，形式單調(diào)呆板，缺乏變化；鋁合金輪轂則有各式各樣的設(shè)計(jì)，加上光澤、顏色效果好，從而提高了汽車(chē)的價(jià)值與美德。

綜上所述，鋁合金在汽車(chē)行業(yè)上的應(yīng)用前景是很好的，但是值得我們注意的是，據(jù)波音公司稱(chēng)在夢(mèng)幻飛機(jī)的用材中鋁材僅占飛機(jī)自身質(zhì)量的20%，碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料卻占到50%強(qiáng)。這是迄今為止鋁材用量最少而復(fù)合材料卻占到50%多的客機(jī)。碳纖維增強(qiáng)的航空復(fù)合材料的強(qiáng)度比鋼的還高，而其密度又比鋁的低，是制造航空航天器的良好材料，不過(guò)其價(jià)格目前比航空航天鋁材貴得多，就性?xún)r(jià)比來(lái)說(shuō)不是在今后一段時(shí)間內(nèi)在全部的航空器制造中都具有替代鋁材的明顯優(yōu)勢(shì)，大多數(shù)客機(jī)鋁材用量仍占其自身質(zhì)量的70%左右，但鋁材受到的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)卻是顯然的，不可掉以輕心，必須開(kāi)發(fā)新的合金，新的加工工藝，大幅度提高材料的性能，迎接挑戰(zhàn)。

總之，雖然在鋁材料短缺的背景下，目前一些公司開(kāi)始用其它材料代替鋁材料，但新型替代材料不會(huì)完全代替鋁材料。在未來(lái)二三十年內(nèi)，鋁材料在同類(lèi)材料中仍占第一位，鋁合金材料在交通運(yùn)輸行業(yè)上更是大有作為的。

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