在汽车轻量化浪潮中,飞轮总成作为动力传动系统的核心部件,其减重需求尤为迫切。迪信汽车零部件有限公司通过材料革新与工艺突破,构建了飞轮总成轻量化设计的完整技术体系,为行业提供了可复制的解决方案。
材料选择:高强度轻质合金的突破
迪信飞轮总成采用6061-T6铝合金替代传统铸铁,密度降低60%的同时,抗拉强度提升至290MPa,满足高速旋转下的结构强度需求。针对齿圈等关键部位,引入42CrMo4锻造钢,通过热处理工艺使表面硬度达HRC52-55,既保证齿形精度又提升耐磨性。材料组合策略中,铝合金基体与钢制齿圈通过激光焊接实现异种材料连接,解决了传统嵌合工艺的应力集中问题,连接强度较铆接提升30%。
结构优化:拓扑设计与惯性矩控制
基于ABAQUS仿真平台,迪信开发了飞轮轮辐的拓扑优化模型。通过参数化设计,在保证惯性矩不低于原结构80%的前提下,去除35%的非承载材料。例如,某款飞轮轮辐采用“Y”型加强筋结构,较传统直辐式减重22%,同时将一阶模态频率从1200Hz提升至1500Hz,有效避开发动机共振区间。针对离合器接合面,采用渐变厚度设计,使接触应力分布更均匀,磨损量降低40%。
制造工艺:精细成型与表面强化
迪信引入8000吨高压铸造机,实现飞轮基体的一次成型,毛坯精度达±0.3mm,较砂型铸造提升3倍。齿圈制造采用闭式模锻工艺,流线连续率超95%,疲劳寿命较自由锻件提高2倍。表面处理方面,对铝合金基体实施微弧氧化处理,形成50μm厚的陶瓷层,耐腐蚀性达中性盐雾试验1000小时无红锈;钢制齿圈采用渗碳淬火工艺,有效硬化层深度达1.2mm,接触疲劳强度提升50%。
技术验证:性能与可靠性的平衡
在某款2.0T发动机配套飞轮的研发中,迪信通过台架试验验证了轻量化效果:减重32%后,发动机0-6000rpm加速时间缩短0.8秒,NVH性能满足ISO 362标准。路试数据显示,搭载轻量化飞轮的车辆百公里油耗降低3.1%,同时离合器接合频次提升至5次/分钟无过热现象,证明技术方案在动力性与可靠性间实现了有效平衡。
迪信的实践表明,飞轮总成轻量化需构建“材料-结构-工艺”三位一体的技术体系。通过高强度轻质合金的应用、拓扑优化设计的准确实施以及先进制造工艺的集成,可在不牺牲安全性的前提下实现显著减重,为汽车动力系统的节能增效提供关键支撑。