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ZF公司FRP悬挂模块推进底盘轻量化

2012-8-27 13:10 944 0
简介
德国ZF公司日前公布了该公司底盘部门开发的最新轻量化技术。具体介绍了通过把钢制悬挂部件改为轻金属或树脂而实现的轻量化效果、以及目前正在开发的FRP(纤维强化树脂)悬挂模块等。 一般悬挂系统所用的悬挂臂、减 ...

德国ZF公司日前公布了该公司底盘部门开发的最新轻量化技术。具体介绍了通过把钢制悬挂部件改为轻金属或树脂而实现的轻量化效果、以及目前正在开发的FRP(纤维强化树脂)悬挂模块等。

一般悬挂系统所用的悬挂臂、减震器及弹簧等大多为钢制产品。但如果想提高燃效,不光要提高动力传动系统的效率,还需要减轻这些部件的重量。ZF公司有一个以Sachs品牌而闻名的底盘部门,其提出了减轻底盘重量的技术方案。

图1:使用GFRP(玻璃纤维强化树脂)材质的弹簧后部悬挂

其中之一就是使用GFRP(玻璃纤维强化树脂)板簧的后轮悬挂。通常的支柱式及扭杆式悬挂,除悬挂臂和梁外,还需要使用螺旋弹簧。另一方面,像图1那样弃用支柱式后,板簧同时具备稳定器(Stabilizer)和弹簧的功能。通过让GFRP具有弹簧和悬挂臂功能,从而可使重量比支柱式减轻12%、比扭杆式减轻10%。

横置GFRP材质的板簧的方式此前曾用于日产“赛瑞纳”与美国通用汽车“雪佛兰柯维特”,不过现在只有双叉臂悬挂式的柯维特采用。ZF公司为减少部件数量、降低组装成本,计划重新启用该项技术。

图2:减震器的轻量化技术

以减震器为主,提出了5项轻量化技术方案,其中4项处于量产阶段(图2)。在设计改进方面,减震器连杆采用中空设计,可使每个减轻260~400g,而将后部减震器改为单筒式,可减轻300~400g。另外,材料替代方面,与替换前相比,使用铝合金材的筒减轻了360~480g,铝合金材质的弹簧座减轻了120~180g。在这里,中空减震器连杆、铝合金弹簧座及铝合金外筒等实现实用化。

图3:FRP(纤维强化树脂)悬挂模块

先行开发的是FRP材质的转向节一体型悬挂模块,将悬挂壳体和转向节合为一体。有可减轻3000~4000g的效果。虽然ZF公司仅介绍说材料中含有FRP,不过从图3来看,估计强化纤维中使用了碳。如果真是如此,那么成本就会偏高,实现实用化尚需时间。螺旋弹簧为FRP材质的一体成型品,轻于金属产品。

此外,ZF公司利用玻璃纤维强化的PA(聚酰胺)材质制造的稳定杆已实用化。据悉其重量可减轻20%,并且成本低于使用金属材质。


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