为了提高车辆的安全性、成本、燃油经济性和噪音排放,需要创造新的创新材料。尽管过去的汽车完全由钢制产品组成,但制造商现在已向铝、镁和复合材料过渡,以提供更高的性能。为了适应这些新材料,还采用了新的制造技术。

正如汽车研究中心(CAR)技术路线图报告所确定的那样,这些是未来几年中最重要的汽车制造趋势。新的汽车材料、创新的零件制造和自动装配工艺将迅速重新定义汽车供应商行业的运作方式。

但是,汽车行业存在一些不确定性,这些先进的汽车技术将以多快的速度成为市场标准。如果新材料有可能被用于更多的汽车部件,那么它们必须是安全的、具有成本效益的、商业化的。但要达到这些生产标准,首先必须改进制造工艺本身。

什么是最常用的汽车材料?

CAR的技术路线图报告列出了目前42款车型使用的材料和制造技术,涵盖了四个细分领域(轿车、CUV、SUV、轻型卡车)。样本中的42种车型约占美国轻型汽车销量的50%。

毫不奇怪,该研究发现,当前的车辆主要是钢结构,并使用了一些铝。汽车的框架,包括地板、门、车顶、车身侧板和挡泥板,通常都是用钢铁建造的。由于这些是对驾驶员安全最负责的部件,因此它们是使用其他材料最困难的。其他非关键部件的材料,如汽车的引擎盖、天窗、保险杠或发动机支架,经常被用于试验,因为它们可以为整车减轻重量提供机会。

当今,以及在可预见的将来,最常用的汽车材料包括:

低碳钢:低碳钢易于成型,这使得它们成为汽车零部件制造商采用冷冲压和其他过时的制造工艺的首选。其最大抗拉强度为270mpa。

高强度钢(HSS):高强度钢使用传统钢,并在烘烤周期中去除碳。这意味着可以形成较软的钢,然后烤成较硬的金属。典型的抗拉强度等级为250 - 550 MPa。

高强度低合金(HSLA):HLSA是碳锰钢,添加了诸如钛、钒或铌的微合金元素。它们具有高达800 MPa的抗拉强度,并且仍可以压制成形。

高级高强度钢(AHSS):高级高强度钢的屈服强度通常超过550 MPa。它们是由多种金属制成的复合材料,然后在整个制造过程中进行加热和冷却,以满足零件的规格。

超高强度钢(UHSS):这些钢具有与高强度钢相似的性能,但强度水平至少为780MPa。

Boron/Martensite:Martensite是最坚硬、最坚固的钢材,但变形性也最差。它与Boron具有相同的性能,Boron的抗拉强度约为1200至1800 MPa。这些通常与较软的钢结合形成复合材料。

铝5000/6000(AL 5000/6000):5000系列铝与镁形成合金。6000系列铝中含有硅和镁,形成硅化镁,使铝合金可以进行热处理。

镁:镁由于重量轻而成为一种有吸引力的汽车用材料。当合金化时,镁具有所有结构金属中最高的强度重量比。

碳纤维增强塑料(CFRP):CFRP是一种非常坚固的轻质塑料,其中包含碳纤维以提高强度。它们的生产成本很高,但是随着成本的降低,它们在未来的汽车行业中的需求将不断增长。

如上所述,车辆的组成正在迅速变化并变得异常多样化。

汽车零部件制造的创新方法

冷弯成型钢仍是制造汽车零件的行业标准,但正如上面的创新材料所述,高强度材料才是未来的发展方向。高强度钢很难冷成形,这导致了最近热成形/冲压技术的兴起,可以开发出更强、更薄、更轻的部件。

将重新定义汽车零部件的一些创新制造工艺包括:

热成型钢:增加钢的热量可改善延展性,并有助于形成复杂的形状而不会破裂。

热成型铝:铝所需的热量较少,但遵循与加热钢类似的逻辑。将铝加热并在大约200-300摄氏度下成型以提高柔韧性,然后冷却以提高强度。

高压薄壁铝压铸件:铝的高熔点和凝固温度点意味着薄的铝模需要在温度冷却之前快速填充。这产生了对高温、高压制造工艺的需求。

树脂转移模塑:将树脂在高压下泵入模具中,使其与预先插入的纤维预制件接触。这将轻质预制材料转化为高强度的汽车零部件。

3D打印:3D打印为制造商提供了开发原型和全尺寸零件的机会,这些零件和零件比成型或模制要复杂得多。零件可以使用多种介质进行印刷,从高强度塑料到铝和一些更坚固的金属。

随着冷成型和传统压制/模压应用的普及,它将引入上面介绍的更新、更具创新性的技术。热成型是目前最流行的方法,由于它能够制造出更坚固、更轻的钢材,因此将继续超越其他汽车制造方法。

汽车装配工艺:现在和未来

手动和自动点焊用电流产生的极高热量将接触金属表面连接起来。几十年来,这一直是汽车行业加入钢铁的标准方式,但与非金属基部件的整合将是无效的。

汽车装配商在将来必须寻找可以将多种材料结合在一起的新选择。其中包括:

胶粘剂:包含多种胶粘剂,目前可以连接地毯、挡风玻璃等,但随着塑料零件的增加,很快将有更多应用。

量身定制的焊接/轧制毛坯和激光焊接毛坯(TWB / TRB / LWB):结合了几种等级、厚度和钢涂层,可将最佳材料放置在最佳位置。

铆钉/自动穿孔铆接(SPR):使用高速机械紧固工艺对板材(通常是钢和铝合金)进行点连接。

螺栓连接:使用预钻孔插入螺栓和螺母,可以将其拧紧并锁定以将两种相似或不同的材料结合在一起。

激光点焊(LSW):使用先进的激光系统创建一个将金属熔化成刚性连接的焊点。

流动钻孔螺钉(FDS):用于自穿孔和挤压紧固件连接金属薄板层。这结合了摩擦钻削和螺纹成型的特性,因为螺钉既是紧固件又是钻攻工具。

图片

图片来源:汽车研究–汽车技术路线图

已经下降的点焊将通过专用胶粘剂迅速被普及,这种胶粘剂可以尽可能有效地连接塑料和金属零件。随着新材料的引入,焊接坯料和铆接也可能成为最突出的装配技术之一。

汽车制造材料和工艺将如何发展?

CAR报告中提供的汽车制造时间表或“路线图”是根据当前材料和工艺趋势对未来进行的计算。虽然预测永远不能完全准确,但它们提供了一种计算方法,考虑了技术和成本竞争障碍。

每种创新的制造技术和材料都有可能影响预计时间表的因素。根据这些因素,可以加快或推迟行业的广泛采用。

促成因素

燃油经济性:较轻的材料将导致更轻的车辆,需要更少的燃料推进。燃油经济性对消费者来说是一个很有吸引力的卖点,因此汽车制造商将努力满足这一需求。

减少车辆排放:法规要求可能会迫使汽车制造商提高燃油经济性,以减少温室气体(GHG)排放。

自动驾驶:自动驾驶汽车比需要驾驶的汽车有更多的部件。这种额外的重量和空间需要通过减轻其他部分来抵消。

电动动力总成:电力发动机和电池比现代内燃机还重。向电力传动系统的转变需要其他更轻的材料来弥补。

新增内容:驾驶员希望每个模型都能改善车辆的功能。为此,部件需要随着时间的推移变得更轻,否则燃油经济性将受到影响。

威胁因素

混合材料连接:材料之间的熔点差异意味着必须创新传统的焊接技术。

腐蚀:长时间暴露在湿气中会分解新材料,从而导致车辆系统故障。

热膨胀:当零件进入烤漆炉时,某些材料制成的零件可能会膨胀或涂覆的方式与其他材料不同。

循环时间:由创新材料制成的零件需要以与传统技术相似的速度制造,以确保相似的产量。

成本:碳纤维等新材料的成本可能比传统材料高得多。

供应链:世界各地的制造商必须能够采购材料并维护用于加工的设备。难以在世界范围内复制更复杂的材料,从而导致供应链中断。

报废回收:汽车报废后,汽车材料应可回收。一些高级材料不符合回收要求。

维修:使用更复杂的材料,维修成本会更高,这会增加拥有成本,包括持续的维护费用。

人才缺口:工程师和制造工厂工人需要接受有关新的复杂材料和工艺的培训。

#VOIP关键技术介绍#
VoIP( Voice over Internet Protocol)是一种新兴的电话通信方式,俗称IP电话、VoIP 网络电话或者网络IP电话。它是一种把语音技术集成在IP协议中,通过互联网进行传输的一种全新的通信方式,其成本远低于传统电话PSTN( Public Switched Telephone Network),目前的通信质量远没达到现有电话水平。
由于VoIP完全建立在IP分组交换的基础上,Internet采用尽最大努力交付、无连接的技术,存在分组丢包、失序到达和时延抖动等情况,使VoIP的通话质量无法得到保证。因此在VoIP系统中必须采取特殊措施来保证业务质量。VoIP的关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量(QoS)保证技术以及网络传输技术等。

1.信令技术

信令技术保证电活呼叫的顺利实现和话音质量。信令是一种用于控制的信号,按用途分为用户信令和局间信令两类。前者作用于用户终端设备(如电话机)和电话局的交换机之间,后者作用于两个用中继线连接的交换机之间。局间信令分类主要有随路信令和共路信令,随路信令即信令网依附在计算机网络或是电话网络上,不需要重新建立网络,而共路信令则需要重新建设一个信令网(主要是在局端之间)。

目前,已被广泛接受的VoIP控制信令体系包括国际电信联盟远程通信标准化组(TTU- T)的H.323系列和互联网工程任务组( IETF)的会话初始化协议SIP( Session Initiation Pro-tocol)。H.323制定了无服务质量保证的分组网络(PBN)上的多媒体通信标准,已经比较成熟并已在VoIP领域广泛应用,但是其协议版本多,过于复杂。SIP是会话发起协议,具有建立呼叫快支持传送电话号码的特点,它弥补了H323协议的不足,是VoIP的发展方向。

2.编码技术

话音压缩编码技术是VoIP电话技术的一个重要组成部分,VoIP电话中的语音处理就是在保证一定话音质量的前提下,尽量降低编码比特率。目前,主要的编码技术有ITU-T 定义的G.729 ,G.728,G.723.1三个标准,它们都采用线性预测分析—合成编码和码本激励矢量量化技术。其中G.729标准是H323协议中有关音频编码的标准,可将经过采样的 64 kbit/s话音以几乎不失真的质量压缩至8 kbit/s。由于在分组交换网络中,业务质量不能得到很好保证,因而需要话音的编码具有一定的灵活性,即编码速率、编码尺度的可变可适应性。G.729原来是8 kbit/s的话音编码标准,现在的工作范围扩展至6. 4~11.8 kbit/s,话音质量也在此范围内有一定的变化,但即使是6.4kbit/s,话音质量也还不错,因而很适合在VoIP系统中使用。G.723.1采用5.3/6.3kbit/s的双速率话音编码,话音质量好,但处理时延较大,它是目前已标准化的最低速率的话音编码算法。

此外,静音检测技术和回声消除技术也是VoIP中十分关键的技术。静音检测技术可有效剔除静默信号,使话音信号的占用带宽进一步降低到3.5 kbit/s 左右,一般的语音会包含多达50%的静音,会在一定程度上造成网络的带宽浪费,语音活动及静音检测技术可以有效地减少静音时发送的数据包。回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响较大的回声干扰,可在时延相对较大的IP分组网络中保证其通话质量。省同脊3.实时传输技术。
3.实时传输技术

实时传输技术主要是采用实时传输协议( Real-time Transport Protocol,RTP)提供端到端的包括音频在内的实时数据传送的协议。RTP包括数据和控制两部分,详细说明了在Inter—net上传递音频和视频的标准数据包格式,并提供了时间标签和控制不同数据流同步特性的机制,可以让接收端重组发送端的数据包,可以提供接收端到发送端的服务质量反馈。

4.服务质量(QoS)保证技术

VoIP中主要采用资源预留协议以及进行服务质量监控的实时传输控制协议来避免网络拥塞,保障通话质量。

RSVP最初是IETF为QoS的综合服务模型定义的一个信令协议, 用于在流(Flow)所经过的路径上为该流进行资源预留,从而满足该流的QoS要求。资源预留的过程从应用程序流的源节点发送Path消息开始,该消息会沿着流所经过的路径传到流的目的节点,沿途建立路径状态;目的节点收到这个Path消息后,会向源节点回送一个Resv消息,并沿途建立预留状态,若源节点成功接收到预期的Resv消息,则认为在整条路径上资源预留成功。

5.网络传输技术

VoIP中网络传输技术主要是TCP和UDP,此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务,因此VoIP可用RTP来传送话音数据。在RTP报头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等,,通常RTP的数据单元是用UDP分组来承载的,而且为了尽量减少时延,话音净荷通常都很短。IP,UDP和RTP报头都按最小长度计算。VoIP话音分组开销很大,采用RTP协议的VoIP格式,在这种方式中将多路话音插人话音数据段中,这样提高了传输效率。

6.网络管理技术

网络管理技术是VoIP电话走向运营的保障。VoIP电话网络管理系统主要包括呼叫管理系统(CMS)、流量分析系统(TAS)、网络管理系统( NMS)、网络监视系统。对一个实时性要求很高的通信系统来说,其网络质量直接影响通信质量。通过网络管理技术,可以迅速处理网络故障,保证网络及各个节点稳定、高效运行。

#台铁事故当晚另一列车也遇意外#据台湾“联合新闻网”3日报道,2日深夜,台铁“太鲁阁号”285次列车行驶经过台中清水火车站时,台铁高压电线断落产生火花,现场传出5次爆炸声。经过台铁人员紧急抢修,目前已恢复正常通车。

报道还称,这列列车于当晚11时27分停靠台中清水站,晚了约52分进站。经台铁人员紧急抢修,该线路已于3日早上6时45分恢复正常通车。

清水火车站称,“太鲁阁号”285次列车昨夜因电力设备故障,只能用滑行方式进站,车上约50名乘客提前下车,改乘接驳车南下至彰化。#台铁局称列车脱轨系工程车滑落导致##种花家的兔子们[超话]#


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