Ľahká konštrukcia v technológii vozidiel - dokument PDF
Dokumenty
Prepis ľahkých konštrukcií v technológii vozidiel ||
Ľahká konštrukcia v technológii vozidiel
Komplexná technológia dnešných motorových vozidiel a motorov vytvára čoraz väčší súbor informácií potrebných na pochopenie funkcie a fungovania komponentov alebo systémov. Pravidelne aktualizovaná séria ATZ/MTZ-Fachbuch, ktorá jasným, systematickým a aplikačne orientovaným spôsobom kompiluje základné údaje, údaje a vysvetlenia potrebné na pochopenie, ponúka rýchly a bezpečný prístup k týmto informáciám. Seriál je zameraný na inžinierov vozidiel a motorov, ako aj študentov, ktorí potrebujú referenciu a porozumenie problémom súvisiacim s ich pracovnou oblasťou, a na profesorov a lektorov na univerzitách so zameraním na automobilovú a motorovú techniku. Zároveň poskytuje teoretické nástroje na porozumenie a aplikácie požadované odborníkmi, výskumníkmi a vývojovými inžiniermi v automobilovom a dodávateľskom priemysle, ako aj poskytovateľmi služieb.
Ľahká konštrukcia v technológii vozidiel
So 707 ilustráciami a 71 tabuľkami
EditorProf. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich Institute for Vehicle Concepts German Aerospace Center Stuttgart, Nemecko
ISBN 978-3-8348-1467-8 ISBN 978-3-8348-2110-2 (eBook) DOI 10.1007/978-3-8348-2110-2
Nemecká národná knižnica uvádza túto publikáciu v Nemeckej národnej bibliografii; podrobné bibliografické údaje sú k dispozícii na internete na adrese http://dnb.d-nb.de.
Springer Vieweg Springer Fachmedien Wiesbaden 2013 Dielo vrátane všetkých jeho častí je chránené autorským právom. Akékoľvek použitie, ktoré nie je výslovne povolené autorským zákonom, si vyžaduje predchádzajúci súhlas vydavateľa. Týka sa to najmä kopírovania, úprav, prekladu, mikrofilmovania a ukladania a spracovania v elektronických systémoch.
Reprodukcia bežných mien, obchodných mien, obchodných mien atď. V tejto práci neodôvodňuje predpoklad, že tieto názvy majú byť považované za bezplatné v zmysle ochranných známok a právnych predpisov na ochranu ochranných známok, a preto ich môže používať každý, a to aj bez osobitnej identifikácie.
Vytlačené na bielenom papieri bez obsahu kyselín a bez chlóru
Springer Vieweg je ochranná známka spoločnosti Springer DE. Springer DE je súčasťou odbornej publikačnej skupiny Springer Science + Business Media www.springer-vieweg.de
Dielo vzniklo s láskavou podporou spoločnosti Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
Materiály a materiálové inžinierstvo sú kľúčové technológie automobilového priemyslu. Pretože nič, čo by bolo na vozidle zastúpené, nie je vyrobené z materiálov. To platí aj pre ľahkú konštrukciu, ktorú je možné považovať za kráľovskú disciplínu v technológii vozidiel!
Záväzok pokryť všetky dôležité oblasti systému výroby ľahkých vozidiel v jednej knihe sa môže javiť ako riskantný. V tejto práci sa pokúsime preniesť príslušné stratégie ľahkej konštrukcie od ľahkej konštrukcie po koncepčnú ľahkú konštrukciu ako kompletný balík (kapitola 3). Technická motivácia je odvodená z historického náčrtu; spočiatku vychádza z dosiahnutia lepšej rýchlosti a jazdnej dynamiky, zatiaľ čo je silne motivovaná potrebným znížením energie a emisií (CO2), a najmä je teraz posilnená očakávaným podielom budúcnosti., alternatívne poháňané vozidlá. Požiadavky na ľahkú konštrukciu vozidla sú uložené vo všetkých týchto vývojových smeroch (kapitola 4).
Veľké oblasti knihy pokrývajú dva hlavné body záujmu: ošetrenie klasických a inovatívnych ľahkých konštrukčných materiálov (kapitola 6) a následne príslušné technológie materiálov a polotovarov (kapitola 7). Riešia najdôležitejšie procesy s kovmi, plastmi, keramikou, povrchovými a kompozitnými technológiami.
V neposlednom rade majú svoje slovo aspekty dostupnosti surovín, recyklácie a hodnotenia životného cyklu (kapitola 8). Posledná kapitola sa nakoniec snaží načrtnúť vývoj ľahkých konštrukčných systémov do budúcnosti.
Táto kniha je zameraná na inžinierov, technikov, ako aj učiteľov, výskumných pracovníkov a študentov v oblasti automobilovej techniky. Je zameraná na všetkých záujemcov o techniku, pre ktorých je lepším riešením ľahšia karoséria, ľahší podvozok, motor atď. A nakoniec ľahšie auto. Toto je podľa vety pripisovanej sira Henryho Royce: snažte sa o dokonalosť vo všetkom, čo robíte. Berte to najlepšie, čo existuje, a urobte to ešte lepším. Ak neexistuje, urobte to.
Zložitosť, ktorá teraz tvorí vysoký výkon ľahkých konštrukčných systémov v našich vozidlách, je určite jedným z dôvodov, prečo by jednotlivec ťažko zvládal všetky aspekty a vzťahy celostne. Moje špeciálne poďakovanie preto patrí všetkým autorom tejto knihy
za ich konštruktívnu a koordinovanú spoluprácu. Kolektív autorov tvoria okrem editora aj osobnosti z výskumu a automobilového vývoja a ich zamestnanci. Zdá sa mi potrebné spomenúť, že tu intenzívne pokračoval dialóg medzi vedou/univerzitami a aplikáciou/priemyslom s mnohými vzájomnými a hodnotnými návrhmi.
Chceme poďakovať spoločnosti Springer Vieweg Verlag a redaktorovi Ewaldovi Schmittovi za podporu a prezieravú spoluprácu. V neposlednom rade by sme sa chceli poďakovať spoločnosti Salzgitter AG za technickú a materiálnu podporu pri tvorbe tejto knihy, ktorú by nebolo možné realizovať bez ich pomoci.
Stuttgart, 2013 Prof. Dr.-Ing. H. E. Friedrich
1 Ľahká konštrukcia ako motor inovácie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Triumfy vďaka ľahkej váhe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Plán ľahkej konštrukcie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1 Konštrukčné metódy tela. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.2 Vzory v hnacom ústrojenstve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2.3 Konštrukčné metódy v podvozku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2 Technická motivácia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.1 Jazdné odpory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.2 Vplyv redukcie hmotnosti na jazdnú dynamiku. . . . . . . . . . . . . . . . 392,3 Váhová špirála. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 literatúry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3 Stratégie ľahkej konštrukcie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.1 Klasifikácia ľahkých stratégií a metód. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.2 Ľahká tkaninová konštrukcia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2.1 Výmena materiálov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.2.2 Materiál rovnakého typu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.2.3 Ľahká výroba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.2.4 Ukazovatele ľahkej konštrukcie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.3 Ľahký dizajn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643,4 Koncepcia ľahkej konštrukcie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.4.1 Diferenciálna a integrálna konštrukcia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683.4.2 Syntéza s integráciou funkcií. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.5 Podmienená ľahká konštrukcia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.6 Ľahká konštrukcia v procese vývoja produktu výrobcu vozidla. . . . . . . . 72
3.6.1 Ľahká konštrukcia sa stáva hygienickým faktorom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.6.2 Strategická ľahká konštrukcia (proces stanovovania cieľov)
pri vývoji produktu výrobcu vozidla. . . . . . . . . . . . . . . 773.6.3 Taktická ľahká konštrukcia (proces plánovania a párovania). . . . . . 933.6.4 Prevádzková ľahká konštrukcia (proces vývoja). . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.7 Požiadavky a kritériá pre výber ľahkých riešení. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 993.7.1 Ľahká konštrukcia ako štandard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.7.2 Ekonomika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.7.3 Organizačné požiadavky a funkčné kritériá. . . . 1123.7.4 Úvahy o celkovej energetickej bilancii a