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Deutsch Als wichtiger Bestandteil des Motorsystems die Hauptfunktion des Fahrzeugs Filterhalter besteht darin, das Filterelement zu stützen und zu fixieren, um sicherzustellen, dass das Filterelement während des Betriebs des Motors eine stabile Position und einen zuverlässigen Betriebszustand beibehält. Obwohl der Filterhalter nicht groß ist, haben sein konstruktiver Aufbau und sein Gewicht einen wichtigen Einfluss auf die Leistung des gesamten Fahrzeugs. In den letzten Jahren ist die Leichtbauweise von Fahrzeugfilterhaltern angesichts der immer strengeren globalen Anforderungen an Kraftstoffeffizienz und Umweltschutz zu einem unvermeidlichen Trend geworden.
Der Kernzweck des Leichtbaus ist:
Kraftstoffeffizienz verbessern: Der leichte Filterhalter kann die Gesamtmasse des Fahrzeugs reduzieren, die Belastung des Motors verringern und so den Kraftstoffverbrauch verbessern und den Kohlendioxidausstoß reduzieren.
Optimieren Sie die dynamische Leistung des Fahrzeugs: Durch die Reduzierung des Gewichts der Fahrzeugkarosserie können Beschleunigung, Bremsleistung und Fahrstabilität verbessert werden. Insbesondere beim Beschleunigen, Bremsen und Fahren mit hohen Geschwindigkeiten kann die Leichtbauweise das Fahrverhalten des Fahrzeugs erheblich verbessern.
Reduzieren Sie Fahrzeugvibrationen: Durch die Reduzierung des Gewichts des Filterhalters kann die Übertragung von Motorvibrationen verringert, die Auswirkungen auf andere Teile des Fahrzeugs verringert und der Fahrkomfort verbessert werden.
Die Leichtbauweise des Filterhalters wird nicht einfach durch die Reduzierung des Materialeinsatzes erreicht, sondern erfordert eine Reihe optimierter Konstruktionsmethoden, um sicherzustellen, dass die Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität des Halters nicht beeinträchtigt werden. Im Folgenden sind einige gängige Leichtbautechnologien aufgeführt:
(1) Optimierung der Materialauswahl
Das Material ist ein entscheidender Faktor für das Gewicht von Filterelementhalterungen. Bei herkömmlichen Filterelementhalterungen werden häufig hochdichte Metallmaterialien wie Stahl oder Gusseisen verwendet. Obwohl diese Materialien eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit aufweisen, führt ihre hohe Dichte dazu, dass die Filterelementhalterung schwer ist. Mit der Entwicklung leichter und hochfester Materialien wurden bei der Konstruktion moderner Filterelementhalterungen nach und nach die folgenden Materialien verwendet, um das Ziel der Leichtbauweise zu erreichen:
Aluminiumlegierung: Aluminiumlegierung hat eine hohe Festigkeit und geringe Dichte, ist etwa ein Drittel leichter als Stahl, weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich für den Einsatz in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung. Eine Aluminiumlegierung kann nicht nur das Gewicht der Filterelementhalterung effektiv reduzieren, sondern auch ihre Langzeitstabilität in der Hochtemperatur- und Vibrationsumgebung des Motors gewährleisten. Aufgrund der guten Verarbeitungsleistung von Aluminiumlegierungen wird diese häufig bei der Großserienfertigung von Filterelementhalterungen eingesetzt.
Magnesiumlegierung: Magnesiumlegierungen haben eine geringere Dichte als Aluminiumlegierungen und sind eines der leichtesten Strukturmaterialien, die bisher bekannt sind. Obwohl eine Magnesiumlegierung nicht so stark ist wie eine Aluminiumlegierung, kann sie bei einigen Konstruktionen, die keine übermäßigen Belastungen aushalten, das Gewicht der Filterelementhalterung wirksam reduzieren, und ihre Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit wurden schrittweise verbessert und nach und nach eingesetzt in der Automobilindustrie.
Verbundwerkstoffe: Auch Kunststoffe und Kohlefaserverbundwerkstoffe sind wichtige Werkstoffe für den Leichtbau. Hochfeste Kunststoffe und Verbundwerkstoffe sind leichter als Metallwerkstoffe und können eine gute Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsbeständigkeit bieten. Insbesondere in Anwendungsszenarien mit geringen Festigkeitsanforderungen können Verbundwerkstoffe das Gewicht der Filterelementhalterung wirksam reduzieren.
Hochfeste Kunststoffe wie verstärktes Nylon, Polyester usw. weisen eine gute Festigkeit und Zähigkeit auf und können die Designanforderungen der Filterelementhalterung effektiv erfüllen. Mit der Weiterentwicklung der Fertigungstechnologie nähert sich die Leistung moderner hochfester Kunststoffe immer mehr der von Metallen an und kann eine höhere Verarbeitungsflexibilität und niedrigere Produktionskosten ermöglichen.
(2) Strukturoptimierungsdesign
Neben der Materialauswahl ist auch die konstruktive Gestaltung der Filterelementhalterung ausschlaggebend für den Leichtbau. Durch die Optimierung des Strukturdesigns kann unnötiger Materialeinsatz reduziert werden, während die Festigkeit und Steifigkeit der Halterung erhalten bleibt. Zu den gängigen Strukturoptimierungsmethoden gehören:
Hohlstrukturdesign: Die Hohlstruktur ist eine gängige Methode des Leichtbaus. Durch die Gestaltung eines Hohlraums innerhalb der Filterelementhalterung kann nicht nur der Materialeinsatz reduziert, sondern auch das Gesamtgewicht reduziert werden. Die Hohlstruktur kann das Gewicht der Halterung effektiv reduzieren, ohne ihre Festigkeit und Steifigkeit zu beeinträchtigen, und eignet sich für die Konstruktion von Filterelementhalterungen, die eine höhere Tragfähigkeit erfordern. Das hohle Design wird in der Regel einer präzisen mechanischen Analyse unterzogen, um sicherzustellen, dass die Festigkeit der Halterung nicht stark beeinträchtigt wird und gleichzeitig das Gewicht reduziert wird.
Rippendesign: Das Design der Rippen oder Rippen kann die Steifigkeit und Festigkeit der Filterelementhalterung wirksam verbessern und verhindern, dass sich die Halterung unter hoher Belastung und Vibration verformt. Das Rippendesign nimmt normalerweise eine angemessene geometrische Form an, um das Material in dem Bereich zu konzentrieren, der einer größeren Belastung standhalten muss, wodurch der Materialeinsatz reduziert und gleichzeitig die Festigkeit der Halterung gewährleistet wird.
Gitterstrukturdesign: Die Gitterstruktur wird verwendet, um die Struktur der Halterung in mehrere kleine Einheiten zu unterteilen. Durch eine sinnvolle Gestaltung der Form und Dicke jeder kleinen Einheit kann die Materialverteilung optimiert werden, um das Ziel der Gewichtsreduzierung zu erreichen. Dieses Strukturdesign wird in der Regel mit modernen Ingenieurtechnologien wie der Finite-Elemente-Analyse (FEA) kombiniert, um sicherzustellen, dass der Materialeinsatz in jeder Einheit optimal ausbalanciert ist.
Integriertes Design: Herkömmliche Filterelementhalterungen erfordern häufig den Zusammenbau mehrerer Teile. Durch integriertes Design können die Funktionen mehrerer Teile zu einer Gesamtstruktur zusammengefasst werden, wodurch die Anzahl der Teile und die Komplexität der Verbindung und Montage reduziert werden. Integriertes Design reduziert nicht nur das Gewicht, sondern verbessert auch die Produktionseffizienz und kann die Kontaktreibung zwischen Teilen verringern und das Auftreten von Ausfällen reduzieren.
Verbindungsmethode optimieren: Der Verbindungsteil der Filterelementhalterung ist ein wichtiger Teil der Strukturkonstruktion. Durch die Optimierung der Verbindungsmethode wie Schweißen, Nieten oder Schnellverbindungsvorrichtungen kann die Komplexität und Anzahl der Teile der Halterung reduziert werden. Darüber hinaus kann durch den Einsatz von Leichtbauverbindern oder integrierten Verbindungskomponenten das Gesamtgewicht effektiv reduziert werden.
