MMLV 鋁合金發(fā)動機缸體和鋁合金鍛造連桿

所研究的輕型車動力系統(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目DE-EE0005574開發(fā)的超輕概念車（MMLV）項目的一部分。主要研究了動力系統(tǒng)的兩個部件：有鋼隔板的鋁合金發(fā)動機缸體和高強度鋁合金鍛造連桿，這兩個主要部件在動力系統(tǒng)中質(zhì)量占比較大。

基于1.0L的I3發(fā)動機原型，研究了鋁合金發(fā)動機缸體，由于鋁結(jié)構(gòu)不能承受發(fā)動機的運動負荷，因此發(fā)動機蓋頂部的負荷經(jīng)鋼隔板傳遞到曲軸上，從而增強了鋁合金發(fā)動機缸體的承載能力。對鋼隔板的幾何形狀進行優(yōu)化，最終選擇I字型梁結(jié)構(gòu)。

對帶有鋼隔板的鋁合金發(fā)動機缸體進行研究得出以下結(jié)論：①CAE分析表明，鋁合金發(fā)動機缸體中的鋼隔板能夠承受95%的主軸承負荷；②該結(jié)構(gòu)精度高，易于組裝；③對缸壁進行疲勞試驗，驗證鋼隔板的強度，并準確預(yù)測鋼隔板的失效位置；④高輸出、小排量鋁合金發(fā)動機的質(zhì)量比I3發(fā)動機缸體的質(zhì)量減輕9.5kg，是鑄鐵發(fā)動機質(zhì)量的58%。

對高性能鋁合金連桿的研究發(fā)現(xiàn)：①對該種連桿力學(xué)性能進行分析表明，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)動機總共減輕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