Sebagai komponen penting dalam sistem enjin, fungsi utama kenderaan pemegang penapis adalah untuk menyokong dan menetapkan elemen penapis untuk memastikan bahawa elemen penapis mengekalkan kedudukan yang stabil dan keadaan kerja yang boleh dipercayai semasa operasi enjin. Walaupun pemegang penapis tidak besar dalam saiz, reka bentuk dan berat strukturnya mempunyai kesan penting terhadap prestasi keseluruhan kenderaan. Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, dengan keperluan global yang semakin ketat untuk kecekapan bahan api dan perlindungan alam sekitar, reka bentuk ringan pemegang penapis kenderaan telah menjadi trend yang tidak dapat dielakkan.
Tujuan utama reka bentuk ringan ialah:
Meningkatkan kecekapan bahan api: Pemegang penapis ringan dapat mengurangkan jumlah jisim kenderaan, mengurangkan beban enjin, dan dengan itu meningkatkan ekonomi bahan bakar dan mengurangkan pelepasan karbon dioksida.
Mengoptimumkan prestasi dinamik kenderaan: Mengurangkan berat badan kenderaan dapat meningkatkan pecutan, prestasi brek dan kestabilan pengendalian, terutama ketika mempercepatkan, mengepam dan memandu pada kelajuan tinggi, reka bentuk ringan dapat meningkatkan pengendalian kenderaan dengan ketara.
Mengurangkan getaran kenderaan: Mengurangkan berat pemegang penapis dapat mengurangkan penghantaran getaran enjin, mengurangkan kesan ke bahagian lain kenderaan, dan meningkatkan keselesaan memandu.
Reka bentuk ringan pemegang penapis tidak hanya dicapai dengan mengurangkan jumlah bahan yang digunakan, tetapi memerlukan satu siri kaedah reka bentuk pengoptimuman untuk memastikan bahawa kekuatan, ketegaran dan kestabilan pemegang tidak terjejas. Berikut adalah beberapa teknologi reka bentuk ringan yang biasa:
(1) Pengoptimuman Pemilihan Bahan
Bahan adalah faktor utama yang mempengaruhi kurungan elemen penapis yang ringan. Kurungan elemen penapis tradisional sering menggunakan bahan logam berkepadatan tinggi seperti keluli atau besi tuang. Walaupun bahan -bahan ini mempunyai kekuatan dan ketahanan yang tinggi, ketumpatan tinggi mereka menyebabkan pendakap elemen penapis menjadi berat. Dengan perkembangan bahan ringan dan kekuatan tinggi, reka bentuk kurungan elemen penapis moden secara beransur-ansur cenderung menggunakan bahan-bahan berikut untuk mencapai matlamat ringan:
Aloi Aluminium: Aloi aluminium mempunyai kekuatan yang tinggi dan ketumpatan rendah, adalah kira-kira satu pertiga lebih ringan daripada keluli, dan mempunyai rintangan kakisan yang baik, dan sesuai digunakan dalam persekitaran suhu tinggi dan tinggi. Aloi aluminium bukan sahaja dapat mengurangkan berat badan pendakap elemen penapis, tetapi juga memastikan kestabilan jangka panjangnya dalam persekitaran suhu tinggi dan getaran enjin. Oleh kerana prestasi pemprosesan aloi aluminium yang baik, ia sering digunakan dalam pengeluaran skala besar kurungan elemen penapis.
Aloi Magnesium: Aloi Magnesium mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada aloi aluminium dan merupakan salah satu bahan struktur yang paling ringan yang diketahui sehingga kini. Walaupun aloi magnesium tidak begitu kuat seperti aloi aluminium, ia dapat mengurangkan berat badan pendakap elemen penapis dalam beberapa reka bentuk yang tidak menanggung beban yang berlebihan, dan rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisannya telah diperbaiki secara beransur -ansur, dan ia secara beransur -ansur digunakan dalam industri automotif.
Bahan Komposit: Bahan Plastik dan Serat Karbon juga bahan penting untuk reka bentuk ringan. Plastik kekuatan tinggi dan bahan komposit lebih ringan daripada bahan logam dan dapat memberikan ketahanan kakisan yang baik dan rintangan keletihan. Terutama dalam senario aplikasi dengan keperluan kekuatan yang rendah, bahan komposit dapat mengurangkan berat badan penapis elemen penapis.
Plastik kekuatan tinggi: seperti nilon bertetulang, poliester, dan lain-lain, mempunyai kekuatan dan ketangguhan yang baik, dan dapat memenuhi keperluan reka bentuk pendakap elemen penapis. Dengan kemajuan teknologi pembuatan, prestasi plastik kekuatan tinggi moden semakin dekat dan lebih dekat dengan logam, dan dapat memberikan fleksibiliti pemprosesan yang lebih tinggi dan kos pengeluaran yang lebih rendah.
(2) Reka bentuk pengoptimuman struktur
Sebagai tambahan kepada pemilihan bahan, reka bentuk struktur pendakap elemen penapis juga merupakan kunci untuk mencapai ringan. Dengan mengoptimumkan reka bentuk struktur, penggunaan bahan yang tidak perlu dapat dikurangkan sambil mengekalkan kekuatan dan ketegaran pendakap. Kaedah pengoptimuman struktur biasa termasuk:
Reka bentuk struktur berongga: Struktur berongga adalah kaedah biasa reka bentuk ringan. Dengan merancang rongga di dalam kurungan elemen penapis, bukan sahaja penggunaan bahan dikurangkan, tetapi juga berat keseluruhan dapat dikurangkan. Struktur berongga dapat mengurangkan berat kurungan tanpa mengorbankan kekuatan dan ketegarannya, dan sesuai untuk reka bentuk kurungan elemen penapis yang memerlukan kapasiti galas beban yang lebih tinggi. Reka bentuk berongga biasanya menjalani analisis mekanikal yang tepat untuk memastikan kekuatan pendakap tidak akan terjejas semasa mengurangkan berat badan.
Reka bentuk tulang rusuk: Reka bentuk tulang rusuk atau tulang rusuk dapat meningkatkan ketegaran dan kekuatan pendakap elemen penapis dan mencegah kurungan dari ubah bentuk di bawah beban tinggi dan getaran. Reka bentuk tulang rusuk biasanya mengamalkan bentuk geometri yang munasabah untuk menumpukan bahan di kawasan yang perlu menahan tekanan yang lebih besar, dengan itu mengurangkan penggunaan bahan sambil memastikan kekuatan pendakap.
Reka bentuk struktur grid: Struktur grid digunakan untuk membahagikan struktur pendakap ke dalam pelbagai unit kecil. Dengan merancang bentuk dan ketebalan setiap unit kecil, pengedaran bahan dapat dioptimumkan untuk mencapai tujuan pengurangan berat badan. Reka bentuk struktur ini biasanya digabungkan dengan teknologi kejuruteraan moden seperti analisis elemen terhingga (FEA) untuk memastikan penggunaan bahan dalam setiap unit adalah seimbang secara optimum.
Reka bentuk bersepadu: Kurungan elemen penapis tradisional sering memerlukan pelbagai bahagian untuk dipasang. Melalui reka bentuk bersepadu, fungsi pelbagai bahagian boleh digabungkan ke dalam struktur keseluruhan, dengan itu mengurangkan bilangan bahagian dan kerumitan sambungan dan pemasangan. Reka bentuk bersepadu bukan sahaja mengurangkan berat badan, tetapi juga meningkatkan kecekapan pengeluaran, dan dapat mengurangkan geseran hubungan antara bahagian dan mengurangkan kejadian kegagalan.
Mengoptimumkan Kaedah Sambungan: Bahagian sambungan pendakap elemen penapis adalah bahagian penting dalam reka bentuk struktur. Dengan mengoptimumkan kaedah sambungan, seperti peranti kimpalan, riveting atau sambungan cepat, kerumitan dan bilangan bahagian pendakap dapat dikurangkan. Di samping itu, penggunaan penyambung ringan atau komponen sambungan bersepadu dapat mengurangkan berat keseluruhan.
