镁合金汽车座椅的关键部件

镁合金材质应用之汽车座椅关键零部件

汽车座椅系统是汽车内饰的重要组成部分之一,它可以支撑乘客的坐姿,定位乘客,使他们舒适有效地控制车辆。座椅系统可以保护乘客,提供乘坐舒适性,防止乘客在不知不觉中滑倒,发生事故时防止乘客移动。通常汽车座椅由骨架、泡沫、面罩、头枕和塑料部件组成。在基本座椅功能的基础上,可以增加加热、通风、按摩、搁腿等扩展功能。前排座位通常是单人座位。按可调方向,通常有4路、6路、8路甚至更复杂的座椅功能。根据驾驶方式,分为手动座椅和电动座椅。后排座椅骨架通常为一体式结构,有的与车身为一体式。

靠背结构可分为5-5分、4-6分和4-2-4分,其中常见的有管状结构、管板结构和板式结构。通常只能调节靠背角度,外侧座椅的侧向运动也是可以调节的。当然,很多定制车型可以配备更多座椅。乘用车座椅规格基于GB 15083、GB 14167等。而客车座椅骨架的规格均以GB 13057等为依据。除了国标的强制性规范外,很多主机厂都有系统的座椅标准,比如福特的SDS,日产的NDS等。不同主机厂的开发要求不同。

随着《节能与新能源汽车技术路线图》的发展,汽车轻量化已经成为备受关注的发展方向。轻量化的汽车座椅骨架也势在必行。镁合金具有密度低、比强度高、减震性好的优点。应用在汽车座椅上,减重优势明显,结构设计灵活,可以满足不同客户的产品需求。座椅骨架采用镁合金,可有效减轻骨架重量,具有良好的强度、刚度和抗疲劳性能。集成设计可以帮助减少加工过程,减少加工过程对环境的重复污染。接下来,星晨极光将解释镁合金汽车座椅的关键部件。

在轻量化的大趋势下,座椅的轻量化工程师也在寻找能够减轻整个座椅重量的方法和材料。座椅骨架占整个座椅重量的绝对比例,因此降低骨架重量是降低座椅重量的有效途径。镁合金作为最轻的结构材料,也引起了客户的特别兴趣。客车前后排、客车座椅、客车及客车座椅骨架等应使用镁合金。

在欧洲,阿尔法罗密欧开发了镁合金座椅框架,以减轻重量并提高座椅的抗冲击性,使用镁合金压铸形成座椅靠背,戴姆勒克莱斯勒在其500 SEL Roadster上使用镁合金压铸座椅靠背和座椅框架,雪佛兰克尔维特C7、现代阿塞拜疆、创世纪跑车/轿车已经使用镁合金作为座椅框架。国内对镁合金座椅骨架的研究也在陆续进行。延锋安多托、佛吉亚等座椅公司取得了一定的研究成果,并开始在项目中批量应用。

前座架采用压铸镁合金零件,主要是靠背和座架一体化。靠背的一体化设计是将钢制座椅靠背的上横板、下横板、左壁板和右壁板的冲压焊接组件集成为压铸镁合金件,座椅骨架的一体化设计是将左壁板、右壁板和前座盆集成为一体,既减轻了产品重量,又减少了制造工序。

与钢制靠背相比,镁合金靠背减重1.068Kg和47.7%,而镁合金座椅骨架减重1.077Kg和44.2%。除了常规的乘用车镁合金座椅骨架,为了满足新能源汽车和低速电动车的发展要求,市场还需要轻量化和薄型座椅骨架的研发。

已经有一些镁合金在客车后座上应用的例子。福特_Explorer第三排座椅靠背已采用压铸镁合金零件。对于镁合金的后排座椅骨架,国内还处于研究探索阶段,基本没有量产的产品。除了压铸座椅零件的设计外,还研究了镁合金挤压管设计的镁合金后排座椅骨架。

座椅的支撑支架除了座椅骨架之外,还采用了镁合金零件来代替以前的钢架,既能满足座椅高度提升的要求,又能使零件重量减轻51%,同时也相应提高了座椅的模式和座椅的舒适性。

镁合金在客车上的应用研究越来越多。近两年来,客车主机厂和座椅生产厂家都特别重视镁合金的应用,类似的研发也越来越多。但由于受成本和风险控制的影响,应用较少,大多停留在研究阶段。

根据目前的研究数据,该客车的座椅骨架采用镁合金制成,每组座椅可减重约7.5Kg,减重率约为43%。如果按37座公交车计算,每辆公交车可以减重138Kg。

镁合金在客车座椅骨架上的应用,每组座椅可减重4.5Kg,减重率约为38.5%。

座椅骨架采用镁合金,可以减轻整个座椅的重量,刚性好,改善了产品模式,减震性能好。其耐久性和高低温循环性能也得到了验证。但是,一些不容忽视的问题也不容忽视。镁合金与异种金属材料接触造成的潜在腐蚀,镁合金材料的强度和延伸率低,可供选择的材料牌号少,材料脆性大,变形量小,产品成本高,缺乏基础研究数据都是问题。

近年来,国家提倡节能减排,对轻量化汽车的呼声日益高涨。镁合金以其突出的优点得到了极大的发展

家的广泛关注,2018轻量化材料发展路线图中也明确指出2030年中国单车镁合金达到45Kg,要比目前的单车用量提升约3倍。

镁合金材料作为轻量化的一种,要在超高强钢,复合材料,铝合金,炭纤维等都具有一定潜在应用的材料中脱颖而出,新材料的研究和应用,工艺稳定性控制,表面处理技术,连接技术都需要有所突破,适度且稳健的产品创新和工艺革新,加工方法与设备的能力提升,优化制造加工过程和成本控制都是对镁合金行业从业者的挑战。

相信在高校研究工作者和产业应用者共同的努力下,镁合金材料和产品技术会在一定时间取得一定突破,实现成本降低,在轻量化材料的竞争中取得应属于镁合金当仁不让的应用范畴。星晨极光团队组建于2010年,长期致力于高精、高难、易变形的金属和塑胶零部件加工,轻质合金与复合材料(如镁合金、碳纤维等)零件中小批量生产制造,及机器人零部件采购与定制服务。

镁合金材质应用之汽车座椅关键零部件

镁合金汽车座椅的关键部件

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