汽车哪些部件拆掉减重，货车减重能减哪些部件

对重卡的环境危害日益提升的关注，再加上对更高一些然料高效率车系的期盼，促进7级和8级货车生产商想尽办法缓解货车净重。文中关键详细介绍另一种给予轻形部件的方式，即创新能力的热处理方法。

大家都知道，根据提升传动系统系部件的功率，可以缓解重型车的净重。改善部件样子是一种常见的切实可行的方法，但它仅仅轻量方式中的一种。

热处理工艺是提升部件功率的另一个有效途径。

针对钢质部件，热处理工艺通常就是指改进钢中相构成的加温—淬火加工工艺或提升部件表面碳成分的渗氮加工工艺。这二种加工工艺都能提升部件的强度和抗压强度，代表着必须较少的原材料就能承受一样的负载，因而可以做到减脂的目地。

这2种方式 都普遍应用，但根据自主创新可以进一步提高他们的实效性，进而生产制造出净重更加轻和抗压强度更高一些的部件。

现阶段，传统式的淬火加工工艺遭受可以选用的散热速率的限定。一般来说，热处理工艺必须尽量高的散热速率，由于那样可以最大限度提升部件的抗压强度。

但是，非常高的散热速率并不被选用，由于制冷速率超出一定程度后，会因为部件的薄横截面和厚截面中间存有非常大的环境温度和相遍布梯度方向而致使形变和裂开。这种梯度方向往往存有，是由于厚横截面处的原材料內部有越多的发热量，而薄横截面处的原料则会迅速丧失內部的所有发热量。

明显淬火

强烈淬火（Intensive Quenching）是改善热处理方法的计划方案之一。它运用很快的散热速率使全部部件做到高韧性，而且造成有益的表面压应力。

那样的很快制冷以远远地超出原材料內部热传导的速率将发热量从部件表面传走，防止了发热量在部件表面堆积。这就清除了薄和厚横截面中间的热梯度。

反过来，部件表面转化成了一个快速转化成奥氏体的冷壳，而马氏体是钢中强度最大和相对密度最少的相。图1提示了这一区别，揭露了钢的机构如何随淬火时的散热速率而更改。

图1油淬和明显淬火的不一样实际效果

部件表面相对密度减少造成原材料胀大，使其压到一起而造成压应力。这种压应力使微裂痕维持合闭，进而不容易在迅速淬火时产生裂开。此外，奥氏体表面提升了抗压强度，可以承担较大的环境温度和相遍布梯度方向造成的高应力，进而避免部件形变。

在迅速制冷前期转化成了奥氏体表面以后，制冷速率急剧下降，使部件芯部的原材料在做到奥氏体变化溫度以前有充足的時间转化成别的相机构，例如马氏体或铁素体。

那样，芯部造成了相对密度超过表面的混和相，使部件表面可以永久维持残留压应力。

根据适度地调节明显淬火加工工艺，部件可以与此同时造成有益的表面残留压应力和提升芯部的强度，使部件可以比选用传统式淬火方式既提升抗压强度又能够更好地缓解疲劳。

明显淬火加工工艺在这种部件上的顺利运用表明，它可以为重卡减脂充分发挥主要功效。为了更好地了解这类技术对重卡部件的潜在性优势，大家选用有限元方法剖析了明显淬火被用于缓解部件净重的很有可能体制。

加工工艺的仿真模拟

处理热处理工艺问题的困难比较大，由于有三个互相联系的问题务必与此同时处理，这促使全方位仿真模拟淬火加工工艺的核算成本十分高。但是，为了更好地明确明显淬火加工工艺运用于重卡部件的可能方法，无须应用热处理方法的严苛实体模型。

在仿真模拟时，清除了系统软件中的一些相互影响，例如塑性形变生热和改变汽化热释放出来。这就在没有考虑到系统软件藕合的情形下保存了至关重要的相互影响（图2）。

图2.为提升仿真模拟的测算高效率而简单化的热处理工艺体制

对油淬和明显淬火都展开了仿真模拟，便于可以明确二种加工工艺的相对性优势。二种加工工艺采用的部件表面制冷指数不一样。

表1得出了叙述油淬应用的不一样环境温度下的制冷指数和叙述明显淬火应用的随时长变动的制冷曲线图。仿真模拟应用了ANSYS Workbench 17，此外填补了不一样的程序段以测算改变以及危害。

超重型车轴案例

本科学研究中情景的部件是超重型车轴，在二种负载情况下对它进行了剖析：全浮和半浮。

仿真模拟部件挑选的材料是AISI 4140钢，其特性列于表2。部件的规格见图3。

为了更好地明确部件中的相遍布，应用了铁姆肯钢企业开具的AISI 4140钢持续加热改变曲线图。钢中每一个相的特性列于表3。

图3.超重型车轴仿真模拟选用的规格

油淬和明显淬火时部件中的溫度遍布见图4。正如同料想的那般，在油淬时，部件薄横截面处（即凸台）的制冷远比厚横截面处（即轴身）快得多。

图4. 油淬和明显淬火车轴中不一样时时刻刻的溫度遍布

比较之下，在明显淬火的制冷前期全部部件的表面转化成了一个基本上一致的冷壳，而在加工工艺中后期的制冷则更为匀称。

另一个有趣的結果是，明显淬火在前期环节制冷部件的速率明显高过油淬，但在150秒后做到的环境温度与油淬十分贴近。

这种区别显而易见对最后部件的相遍布有较大危害。图5展现了车轴中奥氏体的最后遍布。

图5. 油淬和明显淬火后的奥氏体摩尔分数

明显淬火加工工艺前期的散热速率极高，使明显淬火部件全部一部分的奥氏体摩尔分数都超过油淬部件。与此同时，明显淬火使部件表面转化成了一个纯奥氏体机壳，而轴身芯部则转化成了马氏体和奥氏体的混和相。

相遍布

这二种淬火加工工艺造成的相遍布对部件中残留应力的造成起着至关重要的功效。油淬车轴的表面上面有残留拉应力较高的地区，而明显淬火部件上则沒有。

此外，明显淬火造成了十分大的残留压应力(~130Mpa)。这种压应力比油淬造成的残留压应力高于大概一个量级。

但是，明显淬火加工工艺在车轴內部造成了一个拉应力区，这也是部件表面和芯部相对密度差异的結果。一般来说，部件表面原材料对芯部材料有拉申功效，而芯部原材料则限定表面原材料的胀大。

除开对部件中的残留应力有影响，相遍布还危害着部件的整体抗压强度。尤其要涉及的是，明显淬火部件中的奥氏体摩尔分数比较大，这将提高硬度和抗压强度。强度增强的結果是，部件在运用中的安全性能扩大。

为了更好地确认这一点，在全浮和半浮的负载情况下开展车轴仿真模拟时融合了二种淬火加工工艺残留应力的有限元。随后，将这种仿真模拟的結果同部件的極限拉应力预测值开展了较为，以明确每一种标准下的最少安全性能SF，如公式计算所显示。

油淬和明显淬火部件在全浮标准下的最少安全性能各自为4.00和4.34。在半浮标准下，他们的标值分别是3.78和4.08。很显而易见，安全性能的扩大代表着，根据从油淬改成明显淬火，可以从部件上除掉一些原材料而不对部件抗压强度导致不良危害。

为了更好地确认这一点，在全浮和半浮的负载情况下开展车轴仿真模拟时融合了二种淬火加工工艺残留应力的有限元。随后，将这种仿真模拟的結果同部件的極限拉应力预测值开展了较为，以明确每一种标准下的最少安全性能SF，如公式计算所显示。

油淬和明显淬火部件在全浮标准下的最少安全性能各自为4.00和4.34。在半浮标准下，他们的标值分别是3.78和4.08。很显而易见，安全性能的扩大代表着，根据从油淬改成明显淬火，可以从部件上除掉一些原材料而不对部件抗压强度导致不良危害。

在这个实际事例中，根据选用明显淬火可以减脂3%，进而使车轴直徑减少。但务必强调的是，根据提升明显淬火加工工艺，很可能会做到更高的减脂力度。

明显淬火加工工艺还有一个优势是，部件上的残留压应力减少了部件表面上的交替变化应力的明显水平。半浮负载情况下与此同时承担弯折和扭曲负载的车轴中的径向应力充分说明了这一点。

图6得出了油淬和明显淬火部件中这种应力的等值线图，而且展现了应力较大处的截面。油淬车轴的应力遍布与弯折梁的状况几乎完全一致（即一侧是挺大的拉应力，另一侧是很大的压应力）。

图6. 油淬和明显淬火标准下半浮筏车轴中的径向应力

明显淬火部件的应力遍布则大不一样。在这样的情况下，部件表面上的残留压应力使车轴表面的径向应力减少到远小于油淬部件表面应力的水准。车轴表面拉应力的减少降低了车轴承担交替变化应力的明显水平，很可能有利于增加使用期限。

明显淬火部件的应力遍布还有一个转变：部件芯部造成了拉应力。但是，因为疲惫裂痕更很有可能出現在部件表面，与这种应力的造成对比表面交替变化应力的减少更关键。

总体来说，选用明显淬火的部件疲惫使用寿命长而选用传统式油淬的部件，这理应可以让他们在缓解净重的与此同时依然提升物理性能和改进应用实际效果。

结果

显而易见，创新能力热处理方法的开发设计可以根据生产制造出高功率的部件而为重卡的减脂充分发挥主要功效。明显淬火加工工艺可以运用很快的散热速率来得到比油淬部件强度和硬度都更高一些的部件。

此外，选用该加工工艺获得的特有的相遍布造成了表面残留压应力，有利于根据减少部件在运用中很有可能承担交替变化应力的明显水平而增加疲惫使用寿命。部件抗压强度的提升和疲惫使用寿命的增加促使高品质部件可以应用越来越少的原材料生产制造出去，为部件产生了减少规格和缓解净重的双向优势。

并且，将这类创新能力的热处理方法与别的减脂对策（例如空心构造）融合选用，还会继续具备很大的减脂发展潜力。这将使部件的内表面和外表面都造成残留压应力。像这种的协同效应可以大幅缓解部件净重和提升部件特性。