MMLV 鋁合金發動機缸體和鋁合金鍛造連桿

MMLV 鋁合金發動機缸體和鋁合金鍛造連桿

所研究的輕型車動力系統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開發的超輕概念車（MMLV）項目的一部分。主要研究了動力系統的兩個部件：有鋼隔板的鋁合金發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中質量占比較大。

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

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

對高性能鋁合金連桿的研究發現：①對該種連桿力學性能進行分析表明，新開發的高溫、高應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，使用新開發的鍛造工藝生產的2618-T6合金連桿，其疲勞安全系數大于2；③高性能鋁合金鍛造連桿不需要平衡軸模塊，其質量相比I3發動機總共減輕700g，是傳統鋼合金連桿質量的40%。

Cliff Maki et al.SAE 2015-01-1238.

編譯：趙喚