EN
Автокөлік құрылысындағы болат тұрпаттары туралы түсіндірме: AHSS және UHSS қалай қауіпсіздікті және отын үнемдеуді арттырады
Автокөлік құрылымының болаты күш пен салмақтың арасындағы тепе-теңдікке негізделген автомобиль конструкциясының негізі болып табылады. Жылдар бойы автомобиль корпусы үшін қолданылатын болат маркалары дамып келеді – қарапайым болаттан бастап жоғары беріктікке ие маркаларға дейін. Қазіргі автомобильдердің жобалауындағы екі негізгі ойыншы – AHSS (Advanced High-Strength Steel) және UHSS (Ultra-High-Strength Steel). Бұл маркалар автомобильдерді жарылыс кезінде қауіпсіз және отын тұтынуы тиімді етіп жасайды. Негізгі Автокөлік құрылымының болаты маркаларын қарастырайық, осы артықшылықтарды AHSS пен UHSS қалай жүзеге асыратынына назар аударыңыз.
1. Автомобиль корпусы үшін қолданылатын болат маркаларын түсіну
Автокөлік құрылымындағы болат бірнеше сортта келеді, әрқайсысының өзіндік қасиеттері бар. Негізгі түрлері әлсіздерден бастап күштілерге дейін:
- Жұмсақ болат : Төменгі беріктілік (270–350 МПа шегіне дейінгі созу беріктілігі) және жоғары икемділік сипаттамасы бар негізгі автомобиль корпусындағы болат. Ол арзан және пішіндеуге жеңіл, мысалы, корпус панельдері немесе багажник қақпақтары сияқты маңызды емес бөлшектерде қолданылады. Алайда, ол ауыр және соқтығысу кезінде шектеулі қорғаныс ғана ұсынады.
- Жоғары берікті болат (HSS) : Жұмсақ болаттан берікірек (350–600 МПа) және сәл жеңілірек. Есік аяқтарында немесе еден панельдерінде сияқты тұрақтылықты қажет ететін бөлшектерде қолданылады. HSS құны мен өнімділікті теңдестіреді, бірақ маңызды қауіпсіздік компоненттері үшін жеткілікті дәрежеде берік емес.
- Келесі ұрпақ жоғары берікті болат (AHSS) : 600–1,300 МПа аралығындағы беріктілікке ие болаттар тобы. AHSS ерекшелігі – оның беріктілігі мен қатар икемділігінің (сынуға ұшырамай қисаю қабілетінің) үйлесімі. Бұл икемділік соқтығысу кезінде энергияны жұтуға мүмкіндік береді.
- Ерекше жоғары берікті болат (UHSS) : 1,300 МПа-дан асатын беріктік күші бар ең мықты автомобиль корпусындағы болат. Ол қатты және жеңіл, қатты апаттар кезінде жолаушы кабинасын қорғау үшін жасалған.
Бүгінгі таңда көптеген машиналар осындай маркалардың қоспасын қолданады, бірақ AHSS және UHSS үстемдік етіп отыр – жаңа ұрпақ автомобильдердегі автомобиль корпусы болатының 60%-дан астамын құрайды.
2. AHSS қалай қауіпсіздікті жақсартады
AHSS қауіпсіздікті қамтамасыз етуге жаңа келісім береді, өйткені ол әлсіздік пен икемділікті үйлестіреді, соққы энергиясын жұтатын және жолаушы аумағын қорғайтын қасиетке ие.
- Энергияны жұту : Апат кезінде AHSS иіліп, пішіні өзгереді («пластикалық деформация» деп аталатын процесс) және энергияны жұтады. Мысалы, алдыңғы бампер мен қирау аймақтары (машина құрылысының қирауына арналған бөліктері) жиі AHSS-пен жасалады. Машина кедергіге соғылған кезде бұл аймақтар қираңқылайды, соққыны баяулатып, жолаушыларға түсетін күшті азайтады.
- Жинақталмаған деформация : Қарапайым болаттан айырмашылығы, AHSS кернеу кезінде болжанған тәртіппен деформацияланады. Бұл жиырылу аймақтарының жобаланғанша жұмыс істеуін және қатынас кабинасының (берік AHSS маркаларынан жасалған) бүтіндігін қамтамасыз етеді. Тесттер маңызды аймақтарда AHSS қолданылатын автомобильдердің алдыңғы соқтығысу кезіндегі жарақат алу қаупін 20–30% дейін азайтатынын көрсетті.
- Қатар соқтығысу кезіндегі қорғаныс : Қатар соқтығысу кезінде энергияны жұту үшін аз орын қалады, сондықтан есік панельдері мен B-тіректері (алдыңғы және артқы есіктердің арасындағы тік тіректер) берік болуы керек. Мұндағы AHSS иілуге төзімді болып, автомобильдің ішке қарай құлауын болдырмақ. Highway Safety (IIHS) сақтандыру институтының зерттеуі AHSS-тің қатар конструкцияларында қолданылуы ауыр жарақаттардың 45% болу қаупін азайтатынын көрсетті.
AHSS тек автомобильді ғана беріктетпейді – ол соқтығысу кезінде оны ақылды түрде басқаруға көмектеседі.
3. UHSS: Ауыр соқтығысу кезіндегі қорғаныш
UHSS күштілікті әрі қарай дамытады, созу күші 1300 МПа дейін болады (кейбір маркалар 2000 МПа дейін жетеді). Ол жолаушыларды қорғау үшін құрылымның маңызды бөліктерінде қолданылады.
- Жолаушы кабинасының бүтіндігі : Жүргізуші мен жолаушылардың айналасындағы рама (еңіс еден, шатыр және тіректер) сығылуға төзімді болу үшін UHSS пайдаланады. Аударылып кету аварияларында UHSS-пен күшейтілген шатырлар көліктің салмағынан 5–6 есе көп күшке төзіп, құлауын болдырмақ. Бұл жеңіл болатқа қарағанда бас пен мойын жарақаттарының қаупін 50% азайтады.
- Жоғары соққы аймақтары : Алдыңғы рама (двигательді ұстап тұратын) немесе артқы соққыдан қорғайтын тетіктер сияқты бөлшектер ауыр әсерлерді шегіп тұру үшін UHSS пайдаланады. Жоғары жылдамдықпен соқтығысқан кезде UHSS оңай бүгіліп немесе сынбайды, салмақты бөлшектердің (двигатель сияқты) кабинаға ығысуына жол бермейді.
- Қауіпсіздік құралдарымен үйлесімділік : UHSS ауыздықтар мен белдіктермен бірге жұмыс істейді. Кабинаны тұрақты ұстап тұру арқылы ауыздықтардың дұрыс жұмыс істеуі мен жолаушыларды белдіктердің орнында ұстап тұруын қамтамасыз етеді – осы қауіпсіздік құралдарының тиімділігін арттырады.
UHSS «қауіпсіздік торы» сияқты әрекет етіп, көлік корпусын ең ауыр соққылар кезінде қорғаныш кедергісіне айналдырады.
4. AHSS және UHSS қалай отын үнемдеуге көмектеседі
Қозғалтқыштың экономиясы (немесе электр көлігінің қуаты) көлік салмағына әлдеқайда көп тәуелді. Жеңіл көліктер энергияны аз пайдаланады, ал AHSS/UHSS салмақты азайтса да, беріктігін сақтайды.
- Жынысқа арналған дизайн aHSS және UHSS шымыр болаттан беріктеу, сондықтан өндірушілер бөлшектерді жасау үшін жұқа парақтарды (мысалы, 1,2 мм-дің орнына 0,8 мм) пайдалана алады. Бұл көліктің жалпы салмағын 10–15%-ға азайтады. Салмақтың 10%-ын азайтсаңыз, қозғалтқыштың экономиясы 5–7% артады – бұл жүргізушілердің құбылтпайды үнемдеуіне көмектеседі. Электр көлігі үшін салмақтың осындай азаюы қуаттың 8–10%-ына дейін артуына әкеледі.
- Материалды пайдаланудың азаюы aHSS және UHSS берік болғандықтан, материал аз қажет. Мысалы, AHSS-пен жасалған мұрт шымыр болат мұртқа қарағанда 30% аз болат пайдаланады, бірақ соншалықты берік. Бұл салмақты азайтпай ғана емес, сонымен қатар өндіріс шығындарын да төмендетеді.
- Барлық жүру жағдайларындағы тиімділік жеңіл көліктерді үдету мен тежеу үшін аз қуат қажет, бұл қозғалтқыш пен батареяның тозуын азайтады. Көліктің қызмет көрсету мерзімі бойынша бұл жөндеу шығындарының төмендеуіне және қоршаған ортаға әсердің азаюына алып келеді.
Беріктілік пен салмақты теңгеру арқылы AHSS және UHSS автомобиль жасаушыларға әрі ықтималды, әрі қауіпсіз көліктер жасауға мүмкіндік береді.
5. Көлік денелерінде AHSS және UHSS қай жерде қолданылады
Автомобиль жасаушылар пайдалану үшін осындай болаттарды стратегиялық түрде орналастырады:
- AHSS орналасқан жерлер : Алдыңғы және артқы бүгілген аймақтар, есік панельдері және шатыр рельстері. Энергияны жұту үшін оның икемділігі идеалды болып табылады.
- UHSS орналасқан жерлер : B-тіреулері, шатыр тіреулері және двигатель мен кабинаны бөлетін қабырға. Оның қаттылығы жолаушылар аймағын қорғайды.
- Аралас конструкциялар : Көптеген автомобильдер «көп материалды» тәсіл қолданады. Мысалы, седанда AHSS алдыңғы бүгілген аймақ, UHSS B-тіреулері және фаркоп сияқты маңызды емес бөліктер үшін қарапайым болат болуы мүмкін — бұл қауіпсіздікті, құнын және салмақты теңгереді.
Осындай мақсатты қолдану автомобиль денесіндегі әрбір болат бөліктің мүмкіндігінше жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Жиі қойылатын сұрақтар
AHSS және UHSS арасындағы айырмашылық неде?
AHSS (600–1,300 МПа) беріктік пен икемділікті теңгереді, соқтығысу кезіндегі энергияны жұтады. UHSS (1,300+ МПа) қатты, жолаушы кабинасын ауыр соқтығысулар кезінде қорғайды.
AHSS әдеттегі болаттан қымбат па?
Иә, AHSS бастапқы кезде 10–20% қымбат, бірақ оның жеңіл салмағы машина өмірі бойы отын шығынын үнемдейді. Автокөлік өндірушілер үшін қауіпсіздік артықшылықтары сондай-ақ сақтандыру шығындары мен жауапкершілік тәуекелдерін азайтады.
Соқтығысулардан кейін AHSS немесе UHSS жөнделі ме?
Иә, бірақ ұқыпты түрде. AHSS кейде түзетілуі мүмкін, бірақ UHSS (қыздырған кезде қаттыланатын) орнына жаңасын қою керек болуы мүмкін. Жөндеу орындары болаттың беріктігін азайтпайтын арнайы құралдар қолданады.
Электр көліктері (EV) газды көліктерге қарағанда AHSS/UHSS көп пе пайдаланады?
Иә. EV-нің ауыр батареялары бар, сондықтан жеңіл AHSS/UHSS салмақты теңгеруге көмектеседі. Батарея пакеттеріне де қосымша қорғаныш қажет – жиі UHSS қолданылып, оларды соқтығысулар кезінде қорғайды.
Болашақ көліктерде одан әрі берік автомобиль корпусы болаты пайдаланыла ма?
Иә. Әртүрлі зерттеушілер «үшінші буын AHSS» жасап жатыр, олардың беріктігі жоғарырақ және икемділігі жақсырақ. Бұл кез келген автомобильдерді одан әрі қауіпсіз және жеңіл етіп, олардың тиімділігін арттыруы мүмкін.