Som en viktig komponent i motorsystemet er kjøretøyets hovedfunksjon filterholder er å støtte og fikse filterelementet for å sikre at filterelementet opprettholder en stabil posisjon og pålitelig arbeidstilstand under drift av motoren. Selv om filterholderen ikke er stor i størrelse, har dens strukturelle design og vekt en viktig innvirkning på ytelsen til hele kjøretøyet. De siste årene, med de stadig strengere globale kravene til drivstoffeffektivitet og miljøvern, har den lette designen til kjøretøyfilterholdere blitt en uunngåelig trend.
Hovedformålet med lettvektsdesign er:
Forbedre drivstoffeffektiviteten: Den lette filterholderen kan redusere kjøretøyets totale masse, redusere belastningen på motoren og dermed forbedre drivstofføkonomien og redusere karbondioksidutslipp.
Optimaliser kjøretøyets dynamiske ytelse: Å redusere vekten på kjøretøyets karosseri kan forbedre akselerasjonen, bremseytelsen og kjørestabiliteten, spesielt ved akselerasjon, bremsing og kjøring i høye hastigheter, kan lettvektsdesign forbedre kjøretøyets kjøreegenskaper betydelig.
Reduser kjøretøyvibrasjoner: Å redusere vekten på filterholderen kan redusere overføringen av motorvibrasjoner, redusere påvirkningen på andre deler av kjøretøyet og forbedre kjørekomforten.
Den lette utformingen av filterholderen oppnås ikke bare ved å redusere mengden materiale som brukes, men krever en rekke optimeringsdesignmetoder for å sikre at styrken, stivheten og stabiliteten til holderen ikke påvirkes. Følgende er noen vanlige lettvektsdesignteknologier:
(1) Materialvalgoptimalisering
Materiale er en nøkkelfaktor som påvirker lette vekten til filterelementbrakettene. Tradisjonelle filterelementbraketter bruker ofte metallmaterialer med høy tetthet som stål eller støpejern. Selv om disse materialene har høy styrke og holdbarhet, gjør deres høye tetthet at filterelementbraketten blir tung. Med utviklingen av lette og høystyrkematerialer har utformingen av moderne filterelementbraketter gradvis hatt en tendens til å bruke følgende materialer for å oppnå målet om lettvekt:
Aluminiumslegering: Aluminiumslegering har høy styrke og lav tetthet, er omtrent en tredjedel lettere enn stål, og har god korrosjonsbestandighet, og er egnet for bruk i miljøer med høy temperatur og høy belastning. Aluminiumslegering kan ikke bare effektivt redusere vekten av filterelementbraketten, men også sikre dens langsiktige stabilitet i høytemperatur- og vibrasjonsmiljøet til motoren. På grunn av den gode behandlingsytelsen til aluminiumslegering, brukes den ofte i storskala produksjon av filterelementbraketter.
Magnesiumlegering: Magnesiumlegering har en lavere tetthet enn aluminiumslegering og er et av de letteste strukturelle materialene som er kjent til dags dato. Selv om magnesiumlegering ikke er like sterk som aluminiumslegering, kan den effektivt redusere vekten av filterelementbraketten i noen design som ikke tåler overdreven belastning, og dens høye temperaturbestandighet og korrosjonsmotstand har blitt gradvis forbedret, og den har gradvis blitt brukt i bilindustrien.
Komposittmaterialer: Plast- og karbonfiberkomposittmaterialer er også viktige materialer for lettvektsdesign. Høyfast plast og komposittmaterialer er lettere enn metallmaterialer og kan gi god korrosjonsbestandighet og utmattelsesbestandighet. Spesielt i applikasjonsscenarier med lave styrkekrav, kan komposittmaterialer effektivt redusere vekten av filterelementbraketten.
Høystyrkeplast: som forsterket nylon, polyester, etc., har god styrke og seighet, og kan effektivt oppfylle designkravene til filterelementbraketten. Med utviklingen av produksjonsteknologi kommer ytelsen til moderne høyfast plast nærmere og nærmere metaller, og kan gi høyere prosesseringsfleksibilitet og lavere produksjonskostnader.
(2) Strukturell optimaliseringsdesign
I tillegg til valg av materialer er den strukturelle utformingen av filterelementbraketten også nøkkelen til å oppnå lett vekt. Ved å optimalisere den strukturelle utformingen kan unødvendig materialbruk reduseres samtidig som brakettens styrke og stivhet opprettholdes. Vanlige strukturelle optimaliseringsmetoder inkluderer:
Hulstrukturdesign: Hulstruktur er en vanlig metode for lettvektsdesign. Ved å designe et hulrom inne i filterelementbraketten kan ikke bare materialbruken reduseres, men også totalvekten kan reduseres. Den hule strukturen kan effektivt redusere vekten av braketten uten å ofre dens styrke og stivhet, og er egnet for utforming av filterelementbraketter som krever høyere bæreevne. Den hule utformingen gjennomgår vanligvis presis mekanisk analyse for å sikre at styrken til braketten ikke vil bli sterkt påvirket samtidig som vekten reduseres.
Ribbedesign: Utformingen av ribbene eller ribbene kan effektivt forbedre stivheten og styrken til filterelementbraketten og forhindre at braketten deformeres under høy belastning og vibrasjon. Ribbedesignet tar vanligvis en rimelig geometrisk form for å konsentrere materialet i området som må tåle større påkjenninger, og dermed redusere materialbruken samtidig som brakettens styrke sikres.
Rutenettstrukturdesign: Rutenettstrukturen brukes til å dele opp strukturen til braketten i flere små enheter. Ved rimelig utforming av formen og tykkelsen til hver liten enhet, kan fordelingen av materialer optimaliseres for å oppnå formålet med vektreduksjon. Denne strukturelle utformingen er vanligvis kombinert med moderne ingeniørteknologier som finite element analyse (FEA) for å sikre at materialbruken i hver enhet er optimalt balansert.
Integrert design: Tradisjonelle filterelementbraketter krever ofte flere deler for å montere. Gjennom integrert design kan funksjonene til flere deler kombineres til en helhetlig struktur, og dermed redusere antall deler og kompleksiteten til tilkobling og montering. Integrert design reduserer ikke bare vekten, men forbedrer også produksjonseffektiviteten, og kan redusere kontaktfriksjonen mellom deler og redusere forekomsten av feil.
Optimaliser tilkoblingsmetoden: Tilkoblingsdelen av filterelementbraketten er en viktig del av konstruksjonsdesign. Ved å optimalisere tilkoblingsmetoden, som sveising, nagling eller hurtigkoblingsenheter, kan kompleksiteten og antallet deler av braketten reduseres. I tillegg kan bruk av lette kontakter eller integrerte koblingskomponenter effektivt redusere totalvekten.
