содержание   ..    1  2   ..

Volkswagen Touareg 2019. Кузов и системы безопасности. Устройство, принцип работы - часть 1

Touareg 2019 стал первым автомобилем Volkswagen, у которого кузов изготовлен не только из стали

холодной и горячей штамповки, но и из алюминия — листового, экструдированных профилей и литых

под давлением деталей.

Прежде Volkswagen для изготовления кузовов алюминий не использовал.

s575_034

Программа самообучения содержит информацию

Для проведения работ по техническому

о новинках конструкции автомобиля!

обслуживанию и ремонту необходимо использовать

Внимание

Программа самообучения не актуализируется.

соответствующую техническую документацию.

Указания

2

Введение

Алюминий

Получение и свойства

Алюминий — химический элемент, обозначаемый символом Al. Это лёгкий металл серебристо-белого цвета. 

Третий по распространённости в оболочке Земли (литосфере) после кислорода и кремния.

Самый распространённый элемент в земной коре, опережающий по запасам железо.

Чистый алюминий имеет серебристо-серый вид, тусклый из-за прочной тонкой оксидной плёнки, которая

очень быстро образуется на воздухе. Алюминий, встречающийся в природе только в составе химических

соединений, а не в виде элементарного металла, был открыт в начале XIX века.

С начала XX века началось промышленное использование и, как следствие, массовое производство алюминия.

Добыча бокситов

Процесс Байера

Оксид

алюминия

Al2O3

Электролиз

расплавов

Алюминий

s575_035

Рыхлый оксидный

Прочная защитная

слой на железе

оксидная плёнка

(ржавчина)

на алюминии

s575_037

s575_036

Производство алюминия из минеральных соединений (прежде всего из бокситов) путём электролиза

расплавов является очень энергоёмким. Поэтому значительная доля алюминия является сегодня продуктом

переработки вторичного сырья. В расплавленном состоянии алюминий можно легировать различными

металлами для достижения желательных или предотвращения нежелательных свойств. Наиболее важными

легирующими элементами являются марганец (Mn), магний (Mg), медь (Cu), кремний (Si) и цинк (Zn).

Исходным материалом для легирования обычно служит Al-99.5, то есть алюминий с чистотой 99,5 %. 

Некоторые алюминиевые сплавы имеют прочность, сравнимую со сталью. Но их плотность в три раза

меньше, поэтому они гораздо легче.

Благодаря использованию алюминиевых сплавов и соответствующему уменьшению веса можно заметно

снизить расход топлива и выброс CO2.

4

Переработка и промышленное использование

В автомобильной промышленности алюминий и его сплавы находят применение по причине таких

физических свойств, как:

- высокая стойкость к коррозии и атмосферным воздействиям;

- хорошая пластичность;

- хорошие литейные свойства;

- возможность достижения высокого качества поверхности.

В Германии почти 50 % произведённого алюминия используется в транспортном машиностроении. 

Около 74 % алюминия обрабатывается давлением, включая прокатку, ковку, прессование и гибку.

В производстве двигателей и агрегатов трансмиссии алюминиевые сплавы используются, например,

для изготовления блоков цилиндров, поршней, ГБЦ, картеров коробок передач, теплозащитных экранов

и радиаторов. В производстве кузовов из алюминиевых сплавов изготавливают двери, капот, бамперы,

крылья, а также некоторые структурные компоненты. При производстве ходовой части алюминий и его

сплавы используются для изготовления задних осей, подрамников, поперечных рычагов и колёсных дисков.

Алюминиевыми также бывают борта грузовых платформ, навесные детали кузова, багажные системы,

ресиверы, защита моторного отсека.

Наряду с холодным упрочнением при обработке давлением (например, глубокой вытяжке) алюминиевые

сплавы приобретают дополнительную прочность в результате теплового воздействия в ходе окраски

(например, эмалью горячей сушки).

Все алюминиевые конструкционные материалы поддаются сварке, но чистый алюминий имеет склонность

к образованию пор в сварном шве. Кроме того, расплав алюминия вступает в реакцию с атмосферным

кислородом. Поэтому сварку ведут преимущественно в среде защитного газа. Из сварочных технологий

подходит сварка плавящимся электродом в среде инертного газа (MIG), плазменная сварка, приварка

шпилек дуговой сваркой, лазерная сварка и сварка вольфрамовым электродом в среде инертного

газа (WIG).

Листовой алюминий

Наиболее распространённой исходной формой

для производства алюминиевого листа является

плоский слиток, получаемый в процессе

вертикального литья. При дальнейшей обработке

отливки прокатывают на прокатном стане

до различной толщины листа и в виде рулонов

поставляют, например, на предприятия

автомобильной промышленности. Готовые детали

(например, боковины кузова) получают

из алюминиевого листа штамповкой, резкой,

Левая боковина кузова

прессованием или глубокой вытяжкой.

из алюминиевого листа

s575_069

5

Введение

Экструдированный профиль

Экструдированные профили получают

продавливанием алюминиевой заготовки

под высоким давлением и при температуре

около 450 °C через фильеру. Фильера определяет

форму экструдированного профиля. Поперечное

сечение фильеры можно сделать практически

любой формы. 

Например, в Touareg 2019 лонжероны

представляют собой экструдированный профиль

Передний лонжерон

из специально разработанного концерном

из экструдированного

алюминиевого профиля

Volkswagen высокопрочного алюминиевого

s575_070

сплава.

Литые под давлением детали

Литые под давлением алюминиевые

детали в передней части автомобиля

В автомобилестроении детали, отлитые

из алюминия под давлением, получают методом

вакуумного литья. Преимущества этой технологии:

- возможность придания сложной формы;

- очень точное соблюдение геометрии;

- высокое качество материала и поверхности;

- оптимальное использование пространства.

Литые под давлением детали отличаются большой

прочностью, поэтому они используются прежде

всего там, где должны воспринимать высокие

нагрузки или востребованы благодаря свободе

выбора формы.

s575_071

6

Алюминиевые детали в Touareg 2019

В кузове Touareg используются детали из алюминия трёх видов:

- из алюминиевого листа (например, крыша);

- литые под давлением алюминиевые детали (например, чашка амортизаторной стойки);

- детали из экструдированного алюминиевого профиля (например, передние лонжероны).

Кроме того, произведённые методом горячей штамповки стальные детали получают 

алюминиево-кремниевое покрытие.

Оно предупреждает образование окалины при горячей штамповке стали.

Крыша

Чашка

амортизаторной

стойки

Передний

лонжерон

s575_042

Используемые материалы

Сталь холодной штамповки

Сталь горячей штамповки

Алюминиевый лист

Алюминиевый профиль

Алюминиевое литьё

7

Введение

Используемые технологии соединения

При изготовлении кузова Touareg 2019 используются различные способы и технологии соединения.

Способ соединения

Детали

Способ соединения

Детали

Клёпка

Общее применение:

Лазерная сварка

Кузов и навесные детали:

продавливанием

- Днище.

- Двери.

полупустотелыми

- Кузов.

- Панорамный 

заклёпками

- Навесные детали.

подъёмно-сдвижной

люк.

s575_008

s575_011

Пуклёвка

Кузов и навесные детали:

Точечная сварка

Общее применение:

- Боковины.

- Днище.

- Капот.

- Кузов.

s575_019

s575_014

Роликовая

Кузов и навесные детали:

Сварка плавящимся

Общее применение:

фальцовка

- Двери.

электродом в среде

- Днище.

- Капот.

инертного газа (MIG)

- Навесные детали.

- Панорамный 

подъёмно-сдвижной

люк.

s575_017

s575_007

Самонарезающие

Днище и кузов:

Сварка плавящимся

Днище:

винты

- Наружные боковины.

электродом в среде

- Консоль сиденья.

- Лонжероны.

активного газа

(MAG)

s575_013

s575_007

Структурное

Общее применение:

Сварка трением

Днище и кузов:

и упрочивающее

- Днище.

(RES)

- Тоннель.

склеивание

- Кузов.

- Лонжероны.

- Навесные детали.

s575_018

s575_010

8

Новые технологии соединения в Touareg 2019

Следующие пять технологий дополняют классические способы соединения в связи с тем, что в кузове

Touareg используется алюминий, и более подробно поясняются ниже:

- приварка шпилек дуговой сваркой;

- лазерная сварка;

- сварка трением;

- самонарезающие винты;

- клёпка продавливанием полупустотелыми заклёпками.

Приварка шпилек дуговой сваркой

Под приваркой шпилек понимается соединение крепёжных элементов в виде штифтов и шпилек с плоскими

заготовками, например металлическими листами. Способ относится к дуговой сварке давлением. Шпилька

соединяется с листом оплавлением в месте сварки. 

Требуемая температура достигается с помощью электрической дуги. 

К преимуществам способа относятся:

- гибкость в выборе положения;

- малое ослабление прочностных свойств заготовки в околошовной зоне;

- незначительная деформация или её отсутствие благодаря весьма ограниченному теплоподводу;

- отсутствие повреждения тыльной стороны плоской заготовки, к которой приваривается шпилька;

- доступ к деталям, к которым привариваются шпильки, только с одной стороны.

Процесс приварки шпильки дуговой сваркой состоит из четырёх стадий:

Шпилька касается детали. Между шпилькой и деталью течёт

предварительный ток.

Шпилька приподнимается, при этом образуется электрическая дуга.

Сила тока повышается до величины сварочного тока. 

Энергия электрической дуги расплавляет металл на торце шпильки

и на заготовке.

По истечении установленного времени сварки шпилька вдавливается

в сварочную ванну.

9

Введение

Соединение сваркой трением

Сварка производится не плавлением, а трением под давлением. Технология разрабатывалась

для соединения алюминиевых деталей с деталями из высокопрочных сталей. Её преимущество

заключается в том, что нет необходимости предварительно сверлить верхний алюминиевый лист.

Похожий на заклёпку элемент трения сильно прижимается вращающимся с большой скоростью шпинделем

к листу. Образующееся в результате трения тепло уменьшает прочность листа в этом месте, благодаря чему

элемент трения продавливает лист. Благодаря форме элемента трения вытесняемый материал

выталкивается и выдавливает окружающий материал. Воздействующие при этом высокие прижимные силы

способствуют вместе с теплом от трения тому, что вокруг элемента трения образуется буртик.

Одновременно элемент трения очищает и нагревает соединяемую стальную деталь в месте соединения

(1-я фаза сварки трением). В следующей, 2-й фазе конец элемента трения и стальная деталь сплавляются

друг с другом. Во время последующего осаживания шпиндель тормозится до полной остановки, давление

при этом усиливается. При охлаждении места соединения происходит дополнительная усадка, в результате

которой, помимо соединения материалов элемента трения и стальной детали, между соединяемыми

деталями возникает силовое и геометрическое замыкание.

Элемент трения

Элемент трения начинает проникать через алюминиевый лист.

Вращающийся элемент трения очищает и нагревает находящуюся

под ним стальную деталь (1-я фаза сварки трением).

Под действием выделяемого при трении тепла конец элемента

трения сваривается со стальной деталью (2-я фаза сварки трением).

Место соединения осаживается шпинделем и охлаждается.

10

Соединение самонарезающими винтами

Технология разработана для соединения деталей без предварительного сверления или пробивки отверстий,

что экономит дорогостоящее время. В результате быстрого вращения винта при сильном давлении на него

материал нагревается в месте соединения и теряет прочность. Вращающийся винт легче проникает

в материал деталей. 

В образующемся вытянутом материале он формирует внутреннюю резьбу. Длина отверстия с резьбой

получается больше толщины листа. 

Нагретый лист принимает таким образом контуры винта, что улучшает качество соединения. 

Весь процесс протекает очень быстро и занимает около трёх секунд на каждый винт. Быстрое

продавливание через соединяемые детали без образования стружки, хорошее качество соединения,

незначительная деформация деталей и возможность применения при доступности только с одной стороны

позволяют использовать эту надёжную технологию соединения для решения многообразных задач

при сборке.

Касание 

Винт подводится при низкой частоте вращения и пока ещё

небольшом давлении прижима.

s575_058

Увеличение скорости 

Лист нагревается при слегка растущем крутящем моменте

за счёт значительного увеличения силы прижима

и частоты вращения.

s575_059

Продавливание 

Конец винта продавливается через материал

при увеличивающемся крутящем моменте и неизменной

высокой частоте вращения и силе прижима.

s575_063

Формирование резьбы 

Вытянутый материал образует цилиндрический выступ

вокруг винта, вращающегося с уменьшающейся частотой

при неизменной силе прижима и уменьшающемся

s575_062

крутящем моменте.

Вкручивание 

Винт вкручивается в резьбу при низкой частоте вращения,

уменьшающейся силе прижима и незначительном

крутящем моменте без образования стружки.

s575_061

Затягивание 

Винт затягивается при низкой частоте вращения и низкой

силе прижима высоким крутящим моментом.

s575_060

11

Введение

Соединение полупустотелыми заклёпками продавливанием

Клёпка продавливанием полупустотелыми заклёпками представляет собой непрерывно протекающий

процесс, предназначенный прежде всего для соединения деталей из листового металла. Подлежащие

соединению листы располагают между клепальной головкой и матрицей. Клепальная головка состоит

из пуансона, который направляет заклёпку, и прижима, который фиксирует листы. 

При подаче пуансона полупустотелая заклёпка продавливает лист, расположенный со стороны пуансона.

По мере того как пуансон увеличивает давление, заклёпка вдавливает оба листа в матрицу. По достижении

определённой силы заклёпка пробивает верхний лист и расплющивается внутри листа, расположенного

со стороны матрицы.

Последующий процесс осаждения приводит к образованию внутреннего паза в расположенном со стороны

матрицы листе. Эта последняя стадия называется также зачеканиванием.

Матрица

Прижим

Этап 1 

Соединяемые листы фиксируются между прижимом и матрицей.

s575_076

Пуансон

Листы

Заклёпка

Этап 2 

Заклёпка пробивает ближний к пуансону лист.

s575_077

Этап 3 

Заклёпка расплющивается в ближнем к матрице листе.

s575_078

Этап 4 

Зачеканивание в образующийся внутренний паз.

s575_079

12

Соединение лазерной сваркой

Энергия излучения лазера нагревает материал

в месте сварки. Достигаемая температура

на поверхности материала зависит от мощности

излучения лазера на единицу площади, а также

от длительности воздействия. Как всегда

при сварке, необходимо учитывать потери

на отражение и отвод тепла. При достижении

температуры плавления на поверхности

Лазерный луч

соединяемых деталей образуется сварочная ванна.

Сварочная ванна

Размеры сварочной ванны определяются

в основном теплопроводностью в толще

материала заготовки. Поэтому говорят и о сварке

тепловым переносом. При лазерной сварке швы

получаются плоские и широкие. Максимальная

глубина шва обычно составляет половину его

ширины.

s575_080

Алюминиевые детали



Краткое пояснение других способов соединения, перечисленных в таблице на стр. 8, приводится

в словаре специальных терминов в конце этой программы самообучения.

13

Конструкция кузова

Марки металлов и сплавы

Кузов новой модели создан на основе модульной платформы с продольным расположением двигателя,

сокращённо MLB (Modularer Längsbaukasten). Платформа предусматривает продольную относительно

направления движения компоновку силового агрегата (двигателя и коробки передач).

Для уменьшения массы значительная часть деталей кузова алюминиевые: из алюминиевого листа,

алюминиевых профилей, алюминиевого литья. Каркас салона дополнен горячештампованными деталями

из высокопрочной стали. Суммарно доля алюминия в кузове составляет около 48 %.

Чашка передней амортизаторной стойки

(алюминиевое литьё)

Используемые материалы

Сталь холодной штамповки

Сталь горячей штамповки

Передний лонжерон

(алюминиевый профиль)

Алюминиевый лист

Алюминиевый профиль

Алюминиевое литьё

14

s575_022

Задняя часть боковины

(алюминиевый лист)

Усилитель стойки B, внутренний

(сталь горячей штамповки)

Усилитель стойки A, внутренний

(сталь холодной штамповки)

15

Навесные детали кузова

Передняя часть автомобиля

Спереди Touareg 2019 выглядит особенно эффектно. Вытянутые по горизонтали хромированные элементы

массивной решётки радиатора делают дизайн автомобиля выразительным.

Камера системы ночного видения R212

Решётка радиатора

Бампер

s575_043

Воздухозаборники

Спойлер

Решётку радиатора можно снять отдельно. 

Впервые на новом Touareg в качестве опции предлагается передняя камера системы ночного видения R212. 

Камера находится за решёткой радиатора, в верхней части.

16

Конструкция

Пластмассовый монтажный кронштейн *

Алюминиевая поперечная балка

Средняя опорная рама

s575_082

Модуль радиаторов

Передний бампер

Левый и правый замки

капота соединены тросами

с рычагом отпирания

Решётка радиатора

* На рисунке показан пластмассовый монтажный кронштейн, состоящий из двух частей, в исполнении для бездорожья.

Пластмассовый монтажный кронштейн существует в двух вариантах:

- нераздельный в исполнении для шоссе;

- из двух частей в исполнении для бездорожья.

s575_090

s575_091

Нераздельный вариант для шоссе

Вариант из двух частей для бездорожья

17

содержание   ..    1  2   ..