計算機(jī)模擬與高針對性的測試在汽車整車及零部件設(shè)計和制造過程中占有重要的位置。如今的汽車行業(yè)對發(fā)動機(jī)尺寸、功率、燃油噴射策略等方面提出了更苛刻的要求，加之各地的排放法規(guī)升級，這對于汽車零部件供應(yīng)商也提出了更大挑戰(zhàn)。輝門近日對其活塞產(chǎn)品進(jìn)行了新一輪的模擬測試與優(yōu)化，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的技術(shù)含量。
SMCS鑄造模擬
輝門近日提出了一項Slow-Motion鑄造模擬(SMCS)的方案，它為活塞鑄造過程中的材料流量、壓力、活塞環(huán)模具填充等方面提供更精確的數(shù)據(jù)。
該方由輝門動力總成部門主要負(fù)責(zé)實施，主要目的是使活塞環(huán)的質(zhì)量、強(qiáng)度、耐磨性進(jìn)一步增強(qiáng)。輝門活塞環(huán)及活塞襯套技術(shù)負(fù)責(zé)人SteffenHoppe表示：“發(fā)動機(jī)燃燒室周圍組件，尤其是活塞環(huán)，在熱學(xué)、機(jī)械學(xué)、摩擦學(xué)方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在提高。”通過使用更薄的活塞環(huán)可以減少發(fā)動機(jī)摩擦，不過這就對活塞環(huán)材料的彎曲強(qiáng)度提出了更嚴(yán)苛的要求。為了滿足新的要求，Hoppe稱公司正在研發(fā)新的材料、鑄造工藝以及全新的模擬仿真方案?！?nbsp;
為了在傳統(tǒng)的堆疊成型工藝上有所突破，輝門開發(fā)出了一套高度自動化的立式澆筑工藝，利用特殊設(shè)計的模具優(yōu)化需填補(bǔ)/澆注區(qū)域的設(shè)計。據(jù)輝門公司稱，使用該工藝，通過在鑄件周圍灌注材料流體從而提高了活塞環(huán)元件上石墨材料的均勻性。
立式澆注工藝中采用一臺高速攝像機(jī)克服了傳統(tǒng)有限元建模的局限性。Hoppe解釋說：“有限元模擬法有一個最大的缺陷，就是無論網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如何完善，它始終是‘模擬’的。模擬中可以通過選取參數(shù)來無限接近實際操作，但終究不是真實的工藝流程?！?nbsp;
立式澆注工藝通過提供非常詳細(xì)的模具注料分析克服了這個問題，這樣便于優(yōu)化復(fù)雜的澆注過程。
立式澆注工藝支持工件在不同溫度下進(jìn)行熔鑄，通過高速攝像機(jī)還能夠?qū)崟r監(jiān)控鑄造工件的速率。這將幫助工程師對于鑄造過程中的壓力波動和爆破反應(yīng)有更直觀的了解。
GOE70新型鑄鋼
除了新的鑄造工藝外，輝門還開發(fā)出一種高度精煉的鑄造材料——鑄鋼GOE70。該材料擁有馬氏體基體結(jié)構(gòu)，其中還嵌入了鉻碳化物，強(qiáng)度至少為1800MPa。一旦經(jīng)過氮化，其耐磨強(qiáng)度將得到質(zhì)的飛躍，其表面硬度可達(dá)1300HV。Hoppe認(rèn)為，立式澆注工藝可以滿足輕型車和商用車的應(yīng)用需求。
