㈠ 我國高爐煉鐵水平如何提升
在科學技術迅猛發展的今天，由於鑄造成形工藝的特殊優勢，有些復雜結構件目前尚無其他製造工藝可替代。鑄造工藝仍是最經濟且便捷的金屬成形工藝。隨著全球經濟一體化，在國際間的合作日益密切、競爭日趨激烈之時，中國汽車鑄造業應更充分地發揮鑄造資源優勢，發展自己的鑄造工業。
在科學技術迅猛發展的今天，由於鑄造成形工藝的特殊優勢，有些復雜結構件目前尚無其他製造工藝可替代。鑄造工藝仍是最經濟且便捷的金屬成形工藝。隨著全球經濟一體化，在國際間的合作日益密切、競爭日趨激烈之時，中國汽車鑄造業應更充分地發揮鑄造資源優勢，發展自己的鑄造工業。
1. 中國鑄造業現狀
中國是當今世界上最大的鑄件生產國家，據資料介紹，我國鑄造產品的產值在國民經濟中約佔1%左右。最近幾年，鑄件進出口貿易增長較快，鑄件的產量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個，鑄造行業從業人員達120萬之多。「長三角」地區的鑄件產量佔全國的1/3，該地區主要以民營企業為主，汽車和汽車零部件行業的發展有力地拉動了鑄造行業的發展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業，年產值超過10億元，出口額達6 000美元。崑山富士和機械有限公司生產汽車發動機和制動系統的鑄件，年產量達4萬t，銷售收入5.5億元。華東泰克西是一個先進的現代化氣缸體鑄件生產企業，具有年產1 00萬件
轎車氣缸體鑄件能力。山西是鑄造資源大省，有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產業有得天獨厚的優勢，具有500個鑄造企業，80%為民營企業。山西國際、河津山聯、山西華翔年產量分別達4萬t、2萬t、12萬t。「東三省」有一汽集團、哈飛集團等骨幹汽車企業帶動了汽車鑄件產量的增長。一汽集團鑄造公司，已經形成40萬t鑄件的生產能力。遼寧北方曲軸有限公司，到「十一五」末將形成年產15萬台發動機、100萬件曲軸、產值20億的曲軸生產基地。「珠江三角洲」壓鑄行業發達，有700多個壓鑄企業，年產量達20萬t。東風日產、廣州本田、廣州豐田和零部件企業有力帶動了壓鑄業的發展，轎車氣缸體、氣缸蓋的壓鑄件產量逐年增長。
2. 國外鑄造業現狀
近幾年來，全球鑄造業持續增長，2004年鑄件產量比上一年度增長8.4%，中國生產鑄件2242萬t，全球排名第一，比上一年增長23.6%。全球十大鑄件生產國的產量與增長率見表1。從表1可見，2004年中國的鑄件產量約佔全球鑄件產量的1/4。巴西鑄件產量增長最快，達到25.8%。增長率超過2位數的國家有巴西、中國、墨西哥、印度，都是發展中國家。而發達國家的鑄件增長率普遍較低。美國鑄件產量自2000年以來，已經退居到第2位。2004年美國鑄件總產量為1231萬t，其中灰鐵件佔35%、球鐵件佔33%、鑄鋼件佔8.4%、鋁合金件佔16%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。2003年進口鑄件占總需求的1 5%，進口鑄件的價格比美國國內低20%～50%。近年來因鑄造環保要求高、能源消耗大、勞動力昂貴等原因，美國大型汽車公司生產普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關閉，逐步將鑄件的生產轉向中國、印度、墨西哥、巴西等發展中國家。日本的鑄造業不景氣，其從業人員在減少。2004年日本鑄件總產量為639萬t，其中灰鐵件佔42%、球鐵件佔30%、鑄鋼件佔4%、鋁合金件佔21%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。日本鑄造界在技術創新方面作了大量工作，開發了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理，半固態鑄造生產用於汽車鋁輪轂，提高了強度和伸長率。鎂合金壓鑄進一步發展，並取代重力鑄造，其性能提高，成本降低。
3. 汽車鑄造技術的發展方向
汽車技術正向輕量化、數值化、環保化方面發展。據有關資料報道，汽車自重每減少10%，油耗可減少5.5%，燃料經濟性可提高3%-5%，同時降低排放10%左右。鑄件輕量化主要有兩個途徑。一是採用鋁、鎂等非鐵合金鑄件，美國2003年統計有2/3的鋁鑄件用於汽車上，每車達到107 kg。二是減小鑄件壁厚、設計多零件組合鑄件，生產薄壁高強度復合鑄件，並減少加工餘量，生產近終形鑄件。隨著汽車技術的快速發展，為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險，要求採用快速制模技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術。而清潔生產、廢物再生是鑄造業的發展趨勢，降低能耗是其持續發展的主題。我國汽車鑄造業必須走高效、節能、節材、環保和綠色鑄造之路，因為國家和社會要求嚴厲管控汽車鑄造業的能源消耗大戶和污染大戶，以利改善鑄造業熱、臟、累的勞動密集型行業員工的勞動環境。
4. 汽車鑄造技術發展趨勢
國內外汽車鑄造技術發展趨勢很多，現僅簡介一些在汽車行業大量流水線生產中的鑄件技術及發展趨勢。
4.1 砂型鑄造成形技術
潮模造型經過手工緊實一震擊+壓實緊實→高壓+微震緊實→氣沖緊實→靜壓緊實幾個發展階段。靜壓造型技術的實質是「氣中預緊實+壓實」，其有以下優點：鑄型輪廓清晰，表面硬度高且均勻，拔模斜度小，型板利用率高，工藝裝備磨損小，鑄型表面粗糙度低，鑄型型廢率低。因此，是目前最新、最先進的造型工藝，並已成為當今的主流緊實工藝。目前，高壓造型和單一氣沖造型已逐漸被靜壓造型所替代，原先高壓造型線和氣沖造型線的主機已逐漸更新為靜壓造型主機，新建鑄造廠均首選採用靜壓造型技術。當前，國外比較有名的製造靜壓造型設備的廠家有德國的KW公司、HWS公司和義大利薩威力公司。國內汽車鑄造廠家大都選用 HWS公司或KW公司製造的設備，如一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西三聯、廣西玉柴、無錫柴油機廠等。
4.2 近凈形技術
（1）消失模鑄造成形工藝
消失模鑄造也稱氣化模鑄造、實型鑄造、無型腔鑄造。該工藝尺寸精度高達0.2 mm以內，表面粗糙度可達Ra5μm～Ra6μm，被鑄造界譽之為「21世紀的鑄造新技術」、「鑄造的綠色工程」。該工藝方法是採用無粘結劑干砂加抽真空技術。據2003年統計，我國有150家企業用該工藝生產箱體類、管件閥體類、耐熱耐磨合金鋼類等三大類鑄件，總產量超過10萬t。國內汽車鑄造廠，有的採用國產鑄造生產線：有的採用簡易生產線或單機生產；有的採用國外引進鑄造生產線生產。一汽集團公司1993年從美國福康公司引進造型用振動台，生產 EPS模的預發泡機和成型機等設備，生產汽車進氣管。長沙發動機總廠從義大利引進自動化鑄造線生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。合肥叉車集團用4段泡沫模片粘結成整體的工藝生產復雜箱體鑄件，尺寸精度可達到 CT7-CT8級，產品出口美國。成都成工集團，用8塊泡沫模片粘結成整體的工藝生產裝載機變速器，鑄件質量達320 kg，與砂型鑄造比較，毛坯減重15%，成品率達95%以上。消失模工藝近幾年在美國有較大的發展，通用汽車公司投資建造了6條消失模鑄造生產線，大批量生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。今後，該工藝將大量採用快速制模技術和模擬模擬技術，以縮短生產准備周期，實現鑄件的快捷生產。未來的發展方向必定是質量好、復雜、精密、壽命長的高檔模具。提高該技術的模具材料、成形工藝、塗料技術、工裝設備的技術水平，使EPS鑄件獲得更廣闊的發展前景。
（2）熔模精密鑄造成形工藝
我國汽車熔模精密鑄造技術有了長足的發展，採用近凈形技術可以生產出無餘量的鑄造產品。熔模精密鑄造工藝有水玻璃制殼工藝、復合制殼工藝、硅溶膠制殼工藝。汽車產品材料有碳素鋼、合金鋼、有色合金與球墨鑄鐵。國外有高合金鋼、超合金材料。熔煉設備國內採用普通、快速中頻爐；國外採用真空爐、翻轉爐、高頻爐技術。採用硅溶膠制殼工藝的零件表面粗糙度可達Ra1.6μm、尺寸精度可達CT4級，最小壁厚可達0.5～1.5mm。歐、美、日等國家開始關注精鑄件在汽車業的應用與拓展。我國汽車用精鑄件的市場需求量也在不斷快速增長和發展，2003年精鑄件的產量為60萬t，產值達到110億元。東風汽車精密鑄造有限公司採用硅溶膠+水玻璃復合型制殼工藝，生產高技術含量、高附加值產品，將原來鑄件、鍛件、機加工及多件組裝結構設計製造成一個整體精密鑄件，顯著降低了製造成本。
熔模精密鑄造成形工藝將來的發展趨勢是鑄件產品越來越接近零部件產品，傳統的精鑄件只作為毛坯，已經不適應市場的快速應變。零部件產品的復雜程度和質量檔次越來越高，研發手段越來越強，專業化協作開始顯現，CAD、CAM、 CAE的應用成為零部件產品開發的主要技術。東風汽車公司、一汽集團公司的精鑄企業作為中國精鑄行業的領軍者，一定能憑強大的研發實力和先進的技術快速發展。
4.3 制芯技術
目前，國內外汽車鑄造制芯有3種制芯工藝，在現代汽車鑄造中常並行採用的主要工藝有熱芯盒制芯、殼芯制芯、冷芯盒制芯等，傳統的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技術工藝有兩個特點：一是硬化速度快，初始強度高，生產率高；二是砂芯尺寸精度高，可滿足生產薄壁高強度鑄件的砂芯。因此，制芯工藝技術有以冷芯盒技術為主的發展趨勢。一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西國際鑄造公司等均採用冷芯盒制芯技術。當代先進的110L冷芯盒制芯機見圖1。
最先進的制芯工藝是結合鎖芯（Key Core）和冷芯盒等技術的制芯中心，整個射芯、取芯、修整毛刺、多個芯子定位組合成一體、上塗料、烘乾等工序，全部用一台或多台制芯機與機械手自動化完成。國外比較有名的制芯中心生產廠有西班牙LORMENDl公司、德國 Laempe公司和Hottinger公司、義大利的FA公司等。東風汽車鑄造廠、一汽鑄造公司、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、上海柴油機、洛拖二鐵、濰柴、江西五十鈴等均採用冷芯盒制芯中心技術。
4.4 鑄鐵熔煉技術
目前，國內外鑄鐵熔煉技術有兩種主要方式：一是採用大型熱風除塵沖天爐與工頻保溫爐雙聯熔煉工藝；二是採用中頻感應電爐熔煉工藝技術。美國因達公司和彼樂公司生產的中頻爐技術開始越來越受到重視，該技術日益成熟，其清潔、環保、節能、高效、安全的優勢突出，是今後發展的方向。
因此，鑄鐵則由過去用工頻爐熔煉逐步過渡到用高效省電的中頻電爐熔化。一、汽鑄造公司、東風汽車公司採用因達公司和彼樂公司生產的中頻爐和保溫爐技術，已經開發應用球化劑、孕育劑、蠕化劑和其他各種添加劑產品，形成商品化、標准化、規格化、系列化。鑄鐵孕育多用帶光電控制的隨流孕育機。新開發出的喂絲球化方法及其與
現代化檢測技術相結合的SINTER CASTZ藝是鑄鐵球化及蠕化處理的一種很有優勢的工藝，應用者日益增多。國外金屬爐料經過破碎、凈化、稱量，大大提高熔化效率和鐵水質量。國內的天津豐田、天津勤美達、蘇州勤美達等鑄造廠已對爐料採用破碎處理工藝。
4.5 鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形技術
鋁合金是汽車上應用最快和最廣的輕金屬，因為鋁合金本身的性能已經達到質量輕、強度高、耐腐蝕的要求。最初，鋁合金僅用於一些不受沖擊的部件。後來，通過強化合金元素，鋁合金的強度大大提高，由於質輕、散熱性好等特性，可以滿足發動機活塞、氣缸體、氣缸蓋在惡劣環境下工作的要求。鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形核心技術可以提高凈化、精煉、細化、變質等材質質量控制，使得鋁鑄件質量達到一致性和穩定性。隨著我國汽車業的發展，特別是家用轎車的快速增加和汽車零部件出口量的增大，汽車鋁鑄件將有很大的增長。我國2003年鑄件總產量為1 987萬t，其中鋁鎂合金為117萬t，占總產量的5.8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現在的35%提高到50%。日產汽車計劃在2010年以前，70%的汽油機轎車的氣缸體採用鋁制材料，近100%的氣缸蓋及變速器殼體採用鋁制材料。本田汽車公司早在1994年，將汽油發動機氣缸體全部換成鋁制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多採用壓鑄（包括真空壓鑄）、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發展前途的半固態壓鑄成形技術。東風本田發動機公司、東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間採用2500t壓鑄機生產鋁氣缸體，並實現了國產化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種，一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝，上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用義大利法塔公司重力鑄造機生產鋁氣缸蓋；二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝，東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產鋁氣缸蓋。
4.6 鎂合金成形技術
鎂合金的比強度和比剛度高i優於鋼和鋁合金，遠大於工程塑料。鎂合金還具有耐高溫、抗腐蝕和抗蠕變性能。鎂是目前汽車工業中應用的最輕的金屬，它比鋁輕1/3，比鋼鐵輕3/4，比非金屬的塑料還輕1/5。因此，鎂合金是汽車減輕質量的理想材料，鎂合金壓鑄件可以代替一些復雜的結構件，如儀錶板骨架幾十個鋼部件經沖壓、焊接而成，一質量約10 kg，若改為鎂合金壓鑄件，一次壓鑄成形，質量僅為4 kg，生產成本大大降低。隨著、鎂合金新材料的不斷開發和加工技術的完善，鎂合金在汽車市場中將不斷拓寬和持續穩定增長。鎂合金生產以壓鑄為主的成形技術，一直是汽車工業關注的焦點，鎂合金壓鑄件需求量佔到汽車工業對鎂合金需求量的80%，汽車用鎂合金壓鑄材料，除滿足耐高溫和抗蠕變性能外，還必須充分考慮設計、加工、表面處理及相關壓鑄成形工藝。由於壓鑄鎂合金有可鑄造性的突出優勢.鑄造壁厚可以達到1～1.5 mm，拔模斜度1°-2°盡管鎂合金鑄造的重點仍放在壓力壓鑄方面，但仍面臨壓鑄鎂合金的性能與成本問題。因此，一種新型工藝——鎂合金的半固態加工技術出現。該技術工藝已經主要用於生產一體化的鎂、鋁合金鑄件。國外鎂合金在汽車上應用前景廣闊，歐、美國家鎂合金壓鑄件產量以每年25%的速度增長。 Audi A6轎車變速器殼體為鎂合金壓鑄件，質量僅為14.2 kg，奧迪公司最早將鎂鑄件用於儀錶板骨架。福特汽車公司用鎂合金生產座椅骨架，取代鋼制骨架，使座椅質量從4 kg減為1 kg。福特公司正在研究用鎂合金生產氣缸體。日本三菱公司與澳大利亞科技部合作開發一種質量僅為7.5 kg的超輕質量的鎂合金發動機。寶馬公司直列六缸鎂合金氣缸體已經批量投產。美國通用生產鎂壓鑄件進氣岐管。雷諾公司已生產出鎂合金車輪鑄件。東風汽車鑄造廠已經批量生產鎂合金壓鑄件，目前東風汽車公司和一汽鑄造公司正在開發承擔國家科技部的重點科技攻關項目、，如變速器殼、齒輪室罩蓋、氣門室罩蓋、轉向盤骨架等鎂合金壓鑄件。上海乾通汽車附件有限公司率先生產出轎車鎂合金變速器外殼壓鑄件。近幾年，國內還相繼建立了一些大型的外資鎂壓鑄企業，如上海鎂鎂、蘇州GF等公司。
4.7 半固態壓鑄成形技術
半固態技術發源於美國，在美國這一技術已經基本成熟並處於全球領先地位。此技術被稱之為21世紀最有前途的材料成形技術。Alumax公司率先將該技術轉化為生產力，生產的鋁合金汽車制動總泵體毛坯尺寸接近零件尺寸，加工量占鑄件質量的13%，同樣的金屬型鑄件的加工餘量則占鑄件質量的40%。20世紀80年代以來，歐洲等國在半固態應用方面作了大量研究和應用工作。義大利是半固態加工技術應用最早的國家之一，Stampal-saa公司用該技術為 Ford汽車公司生產齒輪箱蓋和搖臂零件。目前，日本的Speed Star Wheel公司已經利用該技術生產重約5 kg的鋁合金輪轂鑄件。我國半固態金屬加工技術起步較晚，始於20世紀70年代後期。與國外相比，我國在半固態金屬成形技術領域的研究還很落後。就目前我國的研究現狀來看，該技術發展動向是金屬觸變成形技術已經基本成熟，而流變成形技術的發展緩慢。因此，今後將有更多的研究人員轉向流變成形理論和應用方面的研究。目前，半固態金屬成形技術主要應用於鋁、鎂、鉛等低熔點金屬的成形，對高熔點黑色金屬的應用較少，這是今後研究的方向。目前，國內外學者已經開發出了半固態成形過程數值模擬軟體，但是還有不足，需要加強應用計算機技術。
4.8 鑄鐵材質
（1）薄壁高強度灰鑄鐵件技術
我國2003年鑄件總產量為1987萬t，其中灰鑄鐵件為1049萬t，占總產量的53%。灰鑄鐵件在汽車上的大量應用是由於該材料具有較低的成本和良好的鑄造性能優勢。隨著汽車技術輕量化要求，灰鑄鐵的增長和發展將受到一定的影響，因此其發展趨勢是加強薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的開發與應用。薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的難點是使最薄壁厚僅為3-5 mm的本體斷面硬度差<40HBS，組織細密均勻。轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋鑄件的硬度、珠光體量、碳化物含量、石墨形態等金相組織的技術要求高。如大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋要求本體硬度分別為1 70～228 HBS、179～235HBS，強度和尺寸要求高，表面粗糙度Ra<50 pm。灰鑄鐵的材質牌號在不斷提高，HT300已用於氣缸體、氣缸蓋的生產，有的產品可能要達到HT350。國內汽車鑄造廠在材料工藝、熔煉工藝、造型工藝、制芯工藝、模具製造工藝、檢測技術等方面作了大量工作，並將這些技術應用在轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋等鑄件上。
（2）蠕墨鑄鐵技術
蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度，與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能.有好的塑性和耐熱疲勞性能，可以解決大功率氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。鐵素體機體蠕鐵的工作溫度可達到700℃；高硅鉬蠕鐵的工作溫度可達870℃。蠕墨鑄鐵不會取代球墨鑄鐵，也不會取代灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨大潛在市場是汽車業，其主要產品則是發動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋。隨著汽車輕量化和比功率（功率/排量）的提高，氣缸體和氣缸蓋的工作溫度越來越高，許多部位的工作溫度超過200℃，在此溫度下，鋁合金的強度大幅度下降，而蠕鐵則具有很大的優勢。它將成為唯一能滿足技術、環保和性能要求的先進的汽車發動機材料。因為蠕墨鑄鐵具有強度高、壁薄的特點，可以減輕質量。歐寶公司的研究表明，同樣功率的發動機氣缸體如果採用蠕鐵，壁厚可以由原來的7 mm減為3 mm，鑄件質量可減輕25%。
蠕墨鑄鐵的蠕化處理范圍很窄，核心技術是採用合適的生產技術與相應的蠕化劑。國外寶馬汽車公司、戴姆勒一克萊斯勒汽車公司、達夫公司的發動機氣缸體用蠕墨鑄鐵生產。福特（Ford）公司與辛特（Sinter）合作，於1999年在巴西每年生產10萬件氣缸體。德國Halberg鑄造廠，從1 991年開始為奧迪生產V8蠕鐵氣缸體，壁厚3.5 mm，147 kW的氣缸體質量僅74 kg。東風汽車公司鑄造廠，於1 984年5月正式在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵排氣管，成為我國第一家在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵件的工廠。在20世紀90年代初，又先後成功開發了蠕鐵變速器殼體和上海大眾桑塔納轎車排氣管。一汽鑄造公司無錫柴油機分公司於20世紀80年{BANNED}始大批量生產蠕鐵氣缸蓋。上海聖德曼鑄造有限公司為上海大眾生產中硅鉬蠕鐵排氣管。
（3）球墨鑄鐵技術
球墨鑄鐵由於具有高強度、高韌性和低價格.所以在汽車市場上仍有很大發展。我國球鐵產量也在持續增長，2003年產量占總產量的24%，同時制定許多球鐵標准，研究開發了適應球鐵在流水線上大量生產的先進工藝，如搖包、氣動脫硫，型內、蓋包球化，多種瞬時孕育，音頻、超聲、熱分析檢測技術。當前，在工業發達國家中，球墨鑄鐵件的產量在鑄件總產量中佔25%以上，美國2003年球鐵產量占鑄件總產量的33%。汽車鑄造業球鐵產品技術工藝的發展趨勢有以下4個方面。
一是鑄態珠光體、高強度（QT700-2、QT740-3）的載貨車和轎車曲軸，鑄態鐵素體、高伸長率（QT400—18、QT440-10）的汽車排氣管和橋殼底盤類鑄件。更高牌號QT800-2、QT900-2也在開發應用之中。
二是保安類鑄件，鑄態生產轎車轉向節的材質技術條件十分嚴格，要求鑄件零缺陷，100%的無損檢測，目前已有3項自動檢測技術用於生產。
三是耐熱球鐵件，即高硅鉬、中硅鉬、高鎳球鐵，該材質生產的排氣管件，有很好的抗高溫性能：目前國內汽車公司鑄造廠已經生產出鑄態中硅鉬鐵素體球鐵排氣管件。
四是奧貝球鐵，該材料特有的材質性能成為鑄造業的焦點，這是一種很有開發應用潛力的材料，主要用於生產曲軸等產品。
除上述外，汽車鑄造廠已經生產出鑄態球鐵冷激凸輪軸。
4.9 鑄造過程計算機應用技術
隨著汽車鑄造技術的快速發展，為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險，採用快速原型技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術的應用越來越廣。快速原型技術在鑄造生產中的應用有了很大的發展。它除了應用開發新產品試制用的模具及熔模鑄造的蠟模外，還可以製做酚醛樹脂殼型、殼芯，可以直接用來裝配成砂型。國外公司在接到客戶提供三維CAD數據後，根據不同的產品結構，最快可在3周時間內為客戶提供鑄件。模擬造型過程正在成為國際汽車鑄造關注的前沿領域之一，清華大學、日本新東工業等對濕型砂緊實過程進行模擬。值得注意的是，德國亞琛工業大學、清華大學正在對射芯過程進行數據模擬。國內汽車鑄造業CAD-CAM-CAE一體化設計開發得到充分應用，特別是CAE凝固模擬虛擬技術，應用Magma、華鑄軟體對新產品的鑄件充型、凝固的溫度場和流動場模擬分析處理，預測和分析鑄件的缺陷。鑄造專家系統得到進一步應用，如型砂質量管理、鑄造缺陷分析、壓鑄工藝參數設計及缺陷診斷。
4.10 鑄造檢測技術
鑄造檢測技術是保證鑄件質量的關鍵手段。鑄件尺寸檢查，有常用的檢查卡具、卡板，有專用的檢測夾具。對於氣缸體、氣缸蓋等復雜件，採用三坐標儀自動測量鑄件尺寸和超聲波儀檢測鑄件的壁厚。無損檢測技術的應用越來越廣，對重要件時常採用熒光磁粉檢測表面裂紋；採用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；採用渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件的檢測要求，可將上述3項檢測儀器組合成一條自動檢測線。採用X射線檢測鑄件內部的縮孔與縮松缺陷，日本本田對球鐵轉向節鑄件100%用X射線探傷：採用工業內窺鏡檢測鑄件內腔質量，氣密性滲漏檢測。化學成分檢測，真空直讀光譜儀和碳硫測定儀在爐前、爐後鐵水質量上得到普遍應用.微量元素和氣體元素N、O、H的分析得到重視：爐前快速熱分析得到推廣應用，快速預報鑄鐵的碳硅當量、孕育效果、基體組織和力學性能。
4.11 綠色鑄造技術
「綠色鑄造」是使鑄造產品從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理整個產品的生命周期中，對環境的負面影響最小，資源效率最高。鑄造行業歷來被認為是高能耗、高污染的行業，要不斷開發新的節能、清潔、低排放、低污染的鑄造材料以投入生產使用。對於樹脂，要想辦法降低游離甲醛和游離酚等有害物質的含量；逐步加大冷芯盒技術應用，以減少樹脂砂對環境的影響，實現達標排放：降低熱芯盒、殼芯砂的固化溫度，制芯工藝由熱芯盒法向溫芯盒法轉變，以節約能源。我國汽車鑄造廠每年消耗新砂近千萬噸，舊砂排放的污染，以及新砂資源大量的耗費，不堪重負，因此舊砂的再生利用技術勢在必行。先進工業國家廢砂排放量降到10%以下，在歐洲、日本等地區舊砂的再生利用技術得到廣泛應用。哈爾濱東安汽車發動機公司引進義大利的熱法再生設備，已在生產中應用。一汽鑄造公司引進日本技術，熱法再生和機械再生結合，處理芯砂和型、芯砂混合砂已在生產中得到應用。目前，東風汽車公司也正在加速舊砂再生技術開發應用工作。加大廢鋼及回爐料的利用，以減少新生鐵和鋁資源的耗費。汽車鑄造業面向循環經濟的鑄造技術，要以循環經濟3R為行業准則，即以減量化（Rece）、再利用（Reuse）、再循環（Recycle）來開展工作。
5. 我國汽車鑄造業面臨的問題
我國汽車鑄造業在經過「計劃經濟」轉入「市場經濟」的過程中，經歷了起步、穩定、發展、成熟4個階段，取得了令世人矚目的成績。但是，我們必須清醒地認識汽車鑄造業的歷史重任及與發達國家的現實差距，牢牢把握國內外鑄造技術的發展趨勢，適時適宜地採用先進的鑄造技術，實施鑄造業的可持續發展戰略，目前汽車鑄造業主要有以下問題。
鑄造企業平均規模與經濟規模和國外比有較大差距。我國的鑄件產量雖然已經連續5年位居世界首位，有一批產量較高的大中型企業，但大多數鑄造企業規模偏小。就整個鑄造行業而言.其現狀仍然是廠點散（鑄造廠點達2萬多個），從業人員多（達120萬人之多），效益低下（廠均鑄件僅為500 t/年），只相當於美、日、德、法、意等工業發達國家的1/9-1/4。
鑄造企業整體技術裝備水平和國外比有較大差距。企業間技術裝備水平差距較大，少數企業的個別生產車間的技術裝備水平，已接近或達到國際先進水平，但是整體水平不高。據統計，我國已從國外進口自動造型線210多條，還有國產造型生產線250多條，這些生產線主要集中在汽車內燃機件的大批量生產企業中。
㈡ 裝載機液壓系統工作原理
載機是一種廣泛用於公路、鐵路、建築、水電、港口、礦山等建設工程的土石方施式機械，它主要用於鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業。
液壓系統工作原理：
液壓傳動系統包括工作裝置和轉向系統。工作裝置系統又包括動臂升降液壓缸工作迴路和轉斗液壓缸工作迴路，兩者構成串並聯迴路。當轉斗液壓缸換向閥3—離開中位，即切斷了通往動臂升降液壓缸換向閥11—的油路。欲使動臂升降液壓缸動作必須使轉斗液壓缸換向閥3回到中位。因此，動臂與鏟斗不能進行復合動作，所以各液壓缸的推力較大，這是轉載機廣泛採用的液壓系統形式。
根據裝載機作業要求，液壓傳動系統應該完成下述工作循環：鏟斗翻轉升起（鏟裝）→動臂提升鎖緊（轉運)→鏟斗前傾(卸載)→動臂下降.
1.鏟斗收起與前傾 鏟斗的收起與前傾由轉斗液壓缸工作迴路實現.當操縱手動換向閥3使其右位工作時,鏟斗液壓缸活塞桿伸出，並通過搖臂斗桿帶動鏟斗翻轉收起進行鏟裝.其油路為: 進油路:液壓泵2(液壓泵1）→手動換向閥3右位→鏟斗液壓缸無桿腔。 回油路：鏟斗液壓缸有桿腔→手動換向閥3右位→精過濾器6→油箱。 當操縱手動換向閥3使其左位工作時，鏟斗液壓缸活塞桿縮回，並通過搖臂斗桿帶動鏟斗前傾進行卸載。其油路為：
進油路：液壓泵2（液壓泵1）→手動換向閥3左位→鏟斗液壓缸有桿腔。 回油路：鏟斗液壓缸無桿腔→手動換向發3左位→精過濾器6→油箱。 當鏟斗在收起與前傾的過程中，若轉向液壓泵17輸出流量正常，則流量轉換閥18中的流量分配閥工作在左位，使輔助液壓泵1與主液壓泵2形成並聯供油（動臂升降迴路也是如此）。 當操縱手動換向閥3使其處於中位時，鏟斗液壓缸進，出油口被封閉，依靠換向閥的鎖緊作用，鏟斗在某一位置處於停留狀態。
在鏟斗液壓缸的無桿腔油路中還沒有雙作用安全閥10。在動臂升降的過程中，鏟斗的連桿機構由於動作不相協調而受到某中程度的干涉，即在提升動臂時鏟斗液壓缸的活塞桿有被拉出的趨勢，而在動臂下降時活塞桿又被強制壓回。而這時手動換向閥3處於中位，轉斗液壓缸的油路不通，因此，這種情況回造成鏟斗液壓缸迴路出現過載或產生真空。為了防止這種情況的發生，系統中設置了雙作用安全閥10，它可以起到緩沖和補油的作用。當鏟斗液壓缸有桿腔受到干涉而使壓力超過雙作用安全閥10的調定壓力時，該閥回被打開，使多餘的液壓油流回油箱，液壓缸得到緩沖。當真空時，可由單向閥從油箱補油。鏟斗液壓缸的無桿腔也應該設置雙作用安全閥，使液壓缸兩腔的緩沖和補油過程彼此協調的更為合理。
2.動臂升降
動臂的升降由動臂升降液壓缸工作迴路實現。當操縱手動換向閥11使其工作在右位時，動臂升降液壓缸的活塞桿伸出，推動動臂上升，完成動臂提升動作。其油路為：
進油路：液壓泵2（液壓泵1）→手動換向閥3中位→手動換向閥11右位→動臂升降液壓缸無桿腔。
回油路：動臂升降有桿腔→手動換向閥11→精過濾器6→油箱。當動臂提升到轉運位置時，操縱手動換向閥11使其工作在中位，此時動臂升降液壓缸的進出油路被封閉，依靠換向閥的緊鎖作用使動臂固定以便運轉。 當鏟斗前傾卸載後，操縱手動換向閥11使其工作在左位時，動臂升降液壓缸的活塞桿縮回，帶動動臂下降。其油路為：
進油路：液壓泵2（液壓泵1）→手動換向閥3中位→手動換向閥11左位→動臂升降液壓缸有桿腔。
回油路：動臂升降無桿腔→手動換向閥11中→精過濾器6→油箱。
當操縱手動換向閥11使其工作在左位時，動臂升降液壓缸處於浮動狀態，以便於在堅硬的地面上鏟取物料或進行鏟推作業。此時動臂能隨地面狀態自由浮動，提高作業技能。另外，還能實現空斗迅速下降，並且在發動機熄火的情況下亦能降下鏟斗。 裝載機動臂要求具有較快的升降速度和良好的低速微調性能。動臂升降液壓缸由主液壓泵2和輔助液壓泵1並聯供油，流量總和可達320L/min。動臂升降時的速度可以通過控制手動換向閥11的閥口開口大小來進行調節，並通過加速踏板的配合，已達到低速微調的目的。
3.轉載機鉸接車架折腰轉向
輪式裝載機的車架採用前，後車鉸接機構，因此其轉向機構採用交接車架進行折腰轉向。裝載機鉸接車架折腰轉向過程是由轉向液壓缸工作迴路來實現的，並要求具有穩定的轉向速度（即要求進入轉向液壓缸的油液流量恆定）。轉向液壓缸的油液主要來自轉向液壓泵17，在發動機額定轉速（1600r/min）下轉向液壓泵的流量為77L/min當發動機受其他負荷影響而轉速下降時，就會影響轉向速度的穩定性。這時就需要從輔助液壓泵1通過流量換向閥18補入轉向泵17所減少的流量，以保證轉向油路的流量穩定。當流量換向閥18在相應位置時，也可將輔助液壓泵多餘的或全部液壓油共給工作裝置油路，以加快動臂升降液壓缸和鏟斗液壓缸的動作速度，縮短作業循環時間和提高生產效率。 裝載機轉向機構要求轉向靈活，因此，轉向隨動閥13採取負封閉式的轉向過渡形式，這樣還能防止突然轉向時使系統壓力突然升高。同時還設置了一個緊鎖閥14來防止轉向液壓缸發生竄動。若操縱轉向盤使轉向隨動閥13工作在左為和右為時，系統的壓力升高，立即打開緊鎖閥14，使油液進入轉向液壓缸以驅動活塞伸縮，使車輛轉向。同時，前車架上的反饋桿隨著前，後車架的相對偏轉而通過出齒輪齒條傳動使轉向隨動閥的閥體同時移動並關閉閥口，使轉向動作停止。當轉向盤停止在某一角度上時，轉向液壓缸也停止在相應位置上，裝載機便動作沿著相應的轉向半徑運動。若繼續轉動轉向盤，隨動閥的閥口將始終打開，轉向過程也將繼續進行。 因此，前，後車架的相對轉角始終隨著轉向盤的轉角。鎖緊閥14的作用是在裝載機直線行駛時防止轉向液壓缸竄動時產生液壓沖擊，造成管路系統損壞。另外，當轉向液壓泵1和輔助液壓泵1出現故障或管路發生損壞時，鎖緊閥14將復位並關閉轉向液壓缸的油路，從而保證裝載機不擺頭。
4.換擋。換擋的工作原理：
蓄能器端部的活塞裝在活塞缸內，右端頂在彈簧上，大小彈簧右端分別頂在主壓力閥和殼體的凸台上。活塞左端與端部的螺塞間形成油室，並通過油道與換向閥從而使油路中油壓降低，蓄能器油室的油室經單向閥補充油液，使制動器或離合器迅速結合。同時由於油室的油流出，在主壓力閥控制油道的作用下，閥桿左移使系統的油壓下降，當主、從動盤貼緊時，油缸停止移動，油壓上升，一部分油液經節流孔流向油室，油室的壓力逐漸升高，推動活塞右移，壓縮彈簧，主壓力閥的閥桿右移，這樣系統的油壓便逐漸升高，使主、從動部件結合平穩，實現平穩可*換擋。
單向閥的作用在於及時向換擋制動器或離合器的油缸補油，使換擋迅速。同時在補油後，使主壓力閥的閥桿左移，降低換擋開始時系統的壓力。節流孔的作用在於換擋後使系統的壓力逐漸地上升，從而換擋制動器或離合器的主、從動摩擦片逐漸壓緊，使換擋柔和無沖擊。
5.自動限為裝置
為了提高生產效率和避免液壓缸活塞達到極限位置而造成安全閥的頻繁啟閉，在工作裝置和換向閥上裝有自動限位裝置，以實現工作中鏟斗的自動放平。在動臂後鉸點和轉斗液壓缸處裝有自動限位行程開關。當動臂舉升到高位置或鏟斗隨動臂下降到與停機面最好水平的位置時，觸點碰到行程開關，發出信號使電磁換向閥8動作，使其右位工作。這時，氣動系統接通氣路，儲氣筒內的壓縮空氣進入換向閥11或3的端部，松開彈跳定位鋼球。閥心便在彈簧的作用下回到中位，液壓缸停止動作。當行程開關脫開觸點時，電磁換向閥斷電而使其回到常位，這時進氣通道被關閉，閥體內的壓縮空氣從放氣孔排出。
㈢ 現代裝載機技術發展綜述
現代裝載機技術發展綜述
1 整機生產率提升及燃料節省技術
1.1 高性能發動機技術
通過提高發動機性能提高整機生產率，降低燃料消耗，是提高整機性能和質量的基礎。
(1)在發動機上應用了所謂ACERT技術。這是一種通過新型電子控制模塊，系統優化燃油供給、空氣供給、燃燒過程和廢氣排放技術。該項技術可在不降低燃料經濟性和性能的前提下降低排放，保持原有的壽命和可靠性。
(2)跟蹤監測發動機各子系統運行狀況。除了對於冷卻溫度、進氣溫度、潤滑油壓、燃油壓力、發動機轉速等指標進行連續監測外，還可對發動機負荷工況實施監控，當負荷過高時，系統將自動降低發動機輸出功率以保護其免遭破壞。
(3)高性能電子控制燃油定時噴射技術。對發動機低速和高速燃料燃燒工況進行優化，提高供油響應速度，使其與鏟斗鏟掘力和液壓系統響應速度相匹配。
(4)應用高轉矩發動機，使其與大容量液力變矩器相匹配，從而最大限度提高低速工況工作效率，可使燃油消耗降低15%。
(5)應用雙模式發動機功率選擇系統。發動機設有兩種工作模式可供操作人員隨意選擇，即正常工作模式和動力工作模式。正常工作模式適用於常規裝載作業，可獲得最大的燃油效率;動力工作模式適用於堅硬材料鏟裝或陡坡爬升工況，可獲得最大的功率輸出。通過雙模式功率選擇系統，操作人員可以方便地調整發動機性能與作業要求之間的匹配工況。
(6)恆定凈功率輸出控制。一般發動機為總功率恆定輸出控制，即當空調或冷卻風扇等附件工作時，為保證總功率不變，實際工作所需要的凈功率就會因此而發生改變。新型的發動機電子控制系統則能夠在輔助裝置滿負荷工作條件下提供恆定的凈功率輸出，從而提高了整機生產率和燃料效率。
(7)分離式恆溫冷卻系統。系統可按需求對風扇轉速實施電子調節控制，監控發動機冷卻溫度、進氣總管溫度、變速箱油溫以及液壓油溫度，通過這些數據控制和保持風扇轉速在系統正常工作溫度水平。
現有許多裝載機的冷卻系統從機器側面吸入空氣，通過發動機座艙將其從機器後部排出。新型冷卻系統則通過非金屬保護層將冷卻系統與發動機座艙隔離。由液壓驅動的變速風扇從機器後部吸入清潔空氣，並且從側面和發動機罩殼將其排出。其結果獲得了最佳的冷卻效率，提高了燃料效率，減少了散熱器的氣阻和工作噪音。
1.2 變速箱傳動技術
(1)自動變速箱四模式選擇系統。變速箱有一個人力換擋和三個自動換擋模式(即低、中、高擋)，通過合理選擇，操作人員可使機械作業條件與發動機最佳性能相匹配。
人力換擋模式可通過變速桿使傳動系傳動比固定，從而使整機獲得不變的作業速度。低速自動擋模式可保證發動機低速運行下的平穩換擋，適用於一般鏟裝作業，並具有較低的燃油消耗。中速自動擋模式適用於發動機中速運行工況下的換擋和較快的作業要求。高速自動換擋模式是發動機在高速運行下的換擋工況，可提供最大的鏟掘力和快速作業循環，適用於爬坡、裝載和運輸作業。
(2)變速箱可變分離壓力技術。操作人員可對制動踏板所要求的分離壓力進行選擇。分離壓力有高、低之分。高分離壓力可在發動機高轉速、高液壓系統壓力條件下保持變速箱的嚙合，以增加爬坡裝載、堆積材料時機械的作業能力。低分離壓力可在發動機低轉速、低液壓系統壓力條件下使變速箱分離，以提高水平地面作業時的燃油效率。
(3)液力變矩器閉鎖技術。需要時，可通過控制台開關激活閉鎖系統。閉鎖系統激活時，若在三檔，當行駛速度達到10.9 km/h時液力變矩器將自動閉鎖;若在四檔，當行駛速度達到20.9 km/h時液力變矩器自動閉鎖。新型液力變矩器閉鎖技術提高了生產效率，減少了作業循環時間，保證了裝載運輸和坡道作業條件下最佳的燃油消耗。
(4)變速箱鎖定開關技術。該技術通過檔位鎖定功能使自動變速箱進一步完善。操作人員可使用操作桿上的按扭開關使變速箱保持在所需要的檔位，使操縱更為簡便。
(5)變速箱自動加速開關技術。當鏟斗插入料堆時，通過操作桿上的按扭開關可使變速箱由二檔換入一檔，以增加鏟掘力。當換入倒檔時，變速箱會自動進入二檔工作。這一技術增加了鏟斗鏟掘力和插入力，減少了作業循環時間。該技術包括兩項新功能，一是在自動檔模式下可由四檔直接降至一檔工作;二是在上坡裝載作業時增加鏟掘力。
1.3 自動雙速液壓控制技術
該技術可使液壓系統能量與作業工況要求相匹配。圖1為鏟掘工況，在此工況下輔助液壓泵通過截止閥卸荷，其動力通過變速箱用於增加鏟斗鏟掘力。圖2是鏟斗舉升工況，在此工況下截止閥關閉，其液壓動力用於增加工作油泵液壓動力，以便提高提升速度，從而增加整機生產率。
1.4 其他新技術
(1)電子控制穩定裝載行駛(ECSS)技術。該項技術可保證裝載機在不良地面條件下高速穩定行駛，通過防止行駛中鏟斗物料散落，提高操作舒適性和減振懸掛系統控制性能使生產率最大化。此項技術最適合裝載運輸作業。
(2)自動潤滑技術。在作業中對銷軸和襯套等零部件進行精確自動潤滑。自動潤滑可減少因潤滑不良而產生的計劃外日常保養和停機時間，從而有利於生產率的提高。
(3)物料自動鏟裝技術。該技術使物料鏟裝過程自動化，使新駕駛員更容易操作。系統提供平穩的'裝載作業循環，持續的滿斗裝載，並且避免了輪胎的滑轉，全部過程無需操縱控制器。
(4)物料隨車自動計量技術。該技術採用專用稱量系統在作業中可稱量料斗物料，使駕駛員裝載更加精確有效。准確的裝載有利於提高作業效率和生產率。該計量系統可與機械集成安裝，並配備列印機可對裝載結果列印輸出。
2 可靠性與保養服務技術
2.1 機架堅固技術
(1) 鉸 接式車架採用堅固的箱型截面結構和剛性四板塔架結構。應用機器人焊接技術，以實現機架連接點的深度焊接和最佳的融合性，保證最大的強度和長久的壽命。
(2)發動機座架採用箱型截面整體結構，前端設有懸掛支撐板形成堅固剛性結構，以便抵抗扭轉變形和沖擊載荷。整個機架形成一極其堅固的安裝平台，以便能夠可靠安裝發動機、變速箱、車橋、駕駛室和其它附件。
(3)車架 鉸 接機構的上、下連接板間的距離對機械性能和部件壽命有重要影響。採用擴展式拖掛設計提供了最佳的銷軸載荷分配和軸承壽命。上、下拖掛銷軸分別安裝在一對圓錐棍子軸承上，通過在較大的面積上分配垂直與水平載荷以提高零件壽命。較大的開口空間設計也方便了維護工作。
(4)前部機架結構採用四板焊接塔架結構，可承受與裝載、轉斗、插入等作業工序有關的負載，為前橋、動臂、提升和轉斗油缸等部件提供了堅固的安裝基礎。
2.2 發動機可靠性增強技術
汽缸體與缸蓋使用相同的灰鑄鐵材料，並增加了缸壁厚度以減小雜訊，提高剛度。氣缸蓋為整體設計，組成橫流結構，便於氣流運動。該設計使發動機能夠用較小的動力吸入低溫和干凈的空氣。
活塞採用整體式鋼結構，缸套使用濕式、可更換、高強度熱處理鑄件。
散熱器為釺焊鋁結構，強度高防滲漏。每英寸6個散熱翅片，矩形波設計，減少了阻滯和堵塞現象。
電子控制模塊和感測器採用完全密封結構，以防止水和灰塵的侵入。連接器件和電線使用防護編織物以防腐蝕和早期磨損。
各部件設計製造符合相應技術標准，即使在極端使用條件下也能保證最佳的性能。
2.3 狀態監測技術
監測產品“健康”狀況是保持任何機械設備可靠性的關鍵。現代裝載機備有多種標准和可選監測程序，以幫助跟蹤機器的狀況。監測系統可持續觀察裝載機的工作運行狀況。該系統可監視關鍵的發動機系統功能，並在需要時降低發動機輸出以保護其免遭破壞。若出現以下任一情況，監視器或前儀表盤就會發出燈光和聲音報警：冷卻溫度高、進氣溫度高、潤滑油壓低、燃油壓力高、燃油壓力低、發動機超速。
2.4 液壓密封技術
液壓軟管採用端面面對面“O”型圈密封安裝技術，保證了液壓軟管的可靠連接，防止了液壓油泄露。
液壓缸的緩沖環安裝於液壓缸頭部(見圖3)，以降低活塞桿密封載荷，並可使液壓缸壽命延長30%，大大提高了可靠性。
2.5 濕式多片全液壓制動技術
行車與駐車濕式多片制動器採用全密封和免調整技術，避免了污染，減少了磨損和維護工作。在制動系統中使用雙液壓獨立迴路，以便為制動系統故障提供備用制動迴路，從而提高了可靠性。若制動壓力降低，系統會立即進行燈光和聲音報警。如果制動壓力持續下降，駐車制動器將自動實施制動，從而為機械提供了雙安全系統。新制動技術降低了維護成本，提高了可靠性。
2.6 綜合保養技術
適當保養可減少用戶開支，降低成本。為此應用了多項保養服務便捷措施：設立隨車液壓服務中心和電器服務中心;防護性易觀察監測儀表;基於地面保養點;易進入發動機機艙;
機器外部環保排污道設計，方便雨水排泄;設置制動片磨損指示器，方便觀測;免保養電瓶設計;延長潤滑油和過濾器更換時間間隔，液壓油過濾器更換間隔時間為500小時，變速箱用油過濾器更換間隔時間達1000小時;發動機和重要的部件採用可修復設計;全球網路服務支持，世界各地大部分零件24小時供貨，減少客戶停機時間等。
2.7 S·O·S服務體系
該體系可通過保持簡單的維護以防較大的維修，避免發生實質性故障。通過定期的埠采樣，跟蹤零部件的磨損、潤滑油特性和狀況，並應用相應數據在發生磨損失效前作出預測。基於S·O·S服務報告，進行簡單的調整或更換零件，即可避免問題的進一步惡化和較大的維修工作，從而保持了機械的正常工作狀況，避免了維修服務的等待，減少了停機時間。
2.8 建立設備管理系統
通過在經銷商處開戶入網，由產品鏈接所收集的信息可輸入計算機終端。使用快捷通暢的機器信息，可優化資產使用，減少安全隱患，改善維護管理，實施預防維修戰略。其結果可獲得更多的作業時間，較低的運營成本，更多的設備投資回報。
3 操作舒適性技術
3.1 操作環境改善技術
具有寬敞、安靜、高效的，按最佳人機工程學特性設計的駕駛室。機械前後具有最佳視野，寬敞無失真平板 玻 璃窗延伸至駕駛室地板，保證鏟斗最佳視野。駕駛室雜訊可降至71dB。此外，在駕駛室頂部設有雨水引導槽以保持窗戶的清潔。四面設有防 眩 裝置，以防駕駛員炫目。
3.2 駕駛座椅技術
具有空氣懸掛、6種調節方式，適應各種人體需要。整體鑄造靠背和底座設計防止了墊子的突起。最佳的汽車類駕駛座椅舒適性腰部支撐，減少了駕駛疲勞。右座椅扶手設有集成執行控制器，操作舒適方便。有備選加熱座椅。
3.3 減振技術
裝載機工作條件惡劣，通過控制機械振動可改善操作效率和生產率。現代裝載機採取了各種減振措施：擺動後橋跟隨地面波動以保持駕駛室的穩定;駕駛室安裝於減振支座上以減少地面的沖擊載荷; 鉸 接機構裝有平衡閥以避免機架相互碰撞;油缸阻尼在極限行程減緩鏟斗動作，以防機械振動;選用懸掛控制系統可減小裝載和運輸工況下的振動和跳動;儲能器作為吸振裝置可減小機械的前後顛簸，為不平地面工作提供平穩作業;電控自動反沖擊裝置防止了油缸突然停止所造成的振動和跳動;空氣懸掛座椅控制可減小由駕駛地板傳遞的垂直振動。
3.4 轉向控制技術
(1)常規轉向。
即省力的手動計量液壓轉向系統。其載荷感應系統僅在需要時向轉向系統輸入動力。當不轉向時，更多的發動機功率用於提高鏟掘力、破碎力和提升力，節約了燃油消耗。可伸縮、傾斜度可調的轉向立柱獲得了最大的操縱舒適性。
(2)指令控制轉向 。
即負載感應轉向系統，將方向盤與機架轉角位置聯系在一起，以提供適合的轉向控制量(圖4)。機械轉彎速度與方向盤位置成比例。在各種條件下轉向力小於26N，整個機械的轉向只需方向盤回轉±70°，而同樣的普通轉向方向盤則須旋轉2～3個360°。
指令控制方向盤包含前進、空檔、後退開關和升檔、降檔按鈕，使左手始終與方向盤接觸。執行控制器與駕駛座椅右扶手集成設計並可隨操作者移動。
3.5 電子操縱控制技術
採用雙桿電子換擋操縱系統易於變速換向。變速系統的設計避免了換擋時手與方向盤的脫離，改善了操作舒適性與方便性。電子換擋操縱系統與自動變速箱、強制換擋開關、檔位保持開關等機構組合在一起，提供了多種換擋選擇，確保了機器工況與作業條件的合理匹配。
綜上所述，機、電、液、信一體化的集成設計，設計的精細化，性能參數的合理匹配，高可靠性，以及網路化在線服務是現代裝載機發展的主要方向。
;㈣ 什麼是鑄造業
生產鑄造件的企業，生產鑄造的行業叫鑄造業
鑄造業現狀
在科學技術迅猛發展的今天，由於鑄造成形工藝的特殊優勢，有些復雜結構件目前尚無其他製造工藝可替代。鑄造工藝仍是最經濟且便捷的金屬成形工藝。隨著全球經濟一體化，在國際間的合作日益密切、競爭日趨激烈之時，中國汽車鑄造業應更充分地發揮鑄造資源優勢，發展自己的鑄造工業。
在科學技術迅猛發展的今天，由於鑄造成形工藝的特殊優勢，有些復雜結構件目前尚無其他製造工藝可替代。鑄造工藝仍是最經濟且便捷的金屬成形工藝。隨著全球經濟一體化，在國際間的合作日益密切、競爭日趨激烈之時，中國汽車鑄造業應更充分地發揮鑄造資源優勢，發展自己的鑄造工業。
1. 中國鑄造業現狀
中國是當今世界上最大的鑄件生產國家，據資料介紹，我國鑄造產品的產值在國民經濟中約佔1%左右。最近幾年，鑄件進出口貿易增長較快，鑄件的產量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個，鑄造行業從業人員達120萬之多。「長三角」地區的鑄件產量佔全國的1/3，該地區主要以民營企業為主，汽車和汽車零部件行業的發展有力地拉動了鑄造行業的發展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業，年產值超過10億元，出口額達6 000美元。崑山富士和機械有限公司生產汽車發動機和制動系統的鑄件，年產量達4萬t，銷售收入5.5億元。華東泰克西是一個先進的現代化氣缸體鑄件生產企業，具有年產1 00萬件
轎車氣缸體鑄件能力。山西是鑄造資源大省，有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產業有得天獨厚的優勢，具有500個鑄造企業，80%為民營企業。山西國際、河津山聯、山西華翔年產量分別達4萬t、2萬t、12萬t。「東三省」有一汽集團、哈飛集團等骨幹汽車企業帶動了汽車鑄件產量的增長。一汽集團鑄造公司，已經形成40萬t鑄件的生產能力。遼寧北方曲軸有限公司，到「十一五」末將形成年產15萬台發動機、100萬件曲軸、產值20億的曲軸生產基地。「珠江三角洲」壓鑄行業發達，有700多個壓鑄企業，年產量達20萬t。東風日產、廣州本田、廣州豐田和零部件企業有力帶動了壓鑄業的發展，轎車氣缸體、氣缸蓋的壓鑄件產量逐年增長。
2. 國外鑄造業現狀
近幾年來，全球鑄造業持續增長，2004年鑄件產量比上一年度增長8.4%，中國生產鑄件2242萬t，全球排名第一，比上一年增長23.6%。全球十大鑄件生產國的產量與增長率見表1。從表1可見，2004年中國的鑄件產量約佔全球鑄件產量的1/4。巴西鑄件產量增長最快，達到25.8%。增長率超過2位數的國家有巴西、中國、墨西哥、印度，都是發展中國家。而發達國家的鑄件增長率普遍較低。美國鑄件產量自2000年以來，已經退居到第2位。2004年美國鑄件總產量為1231萬t，其中灰鐵件佔35%、球鐵件佔33%、鑄鋼件佔8.4%、鋁合金件佔16%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。2003年進口鑄件占總需求的1 5%，進口鑄件的價格比美國國內低20%～50%。近年來因鑄造環保要求高、能源消耗大、勞動力昂貴等原因，美國大型汽車公司生產普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關閉，逐步將鑄件的生產轉向中國、印度、墨西哥、巴西等發展中國家。日本的鑄造業不景氣，其從業人員在減少。2004年日本鑄件總產量為639萬t，其中灰鐵件佔42%、球鐵件佔30%、鑄鋼件佔4%、鋁合金件佔21%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。日本鑄造界在技術創新方面作了大量工作，開發了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理，半固態鑄造生產用於汽車鋁輪轂，提高了強度和伸長率。鎂合金壓鑄進一步發展，並取代重力鑄造，其性能提高，成本降低。
3. 汽車鑄造技術的發展方向
汽車技術正向輕量化、數值化、環保化方面發展。據有關資料報道，汽車自重每減少10%，油耗可減少5.5%，燃料經濟性可提高3%-5%，同時降低排放10%左右。鑄件輕量化主要有兩個途徑。一是採用鋁、鎂等非鐵合金鑄件，美國2003年統計有2/3的鋁鑄件用於汽車上，每車達到107 kg。二是減小鑄件壁厚、設計多零件組合鑄件，生產薄壁高強度復合鑄件，並減少加工餘量，生產近終形鑄件。隨著汽車技術的快速發展，為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險，要求採用快速制模技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術。而清潔生產、廢物再生是鑄造業的發展趨勢，降低能耗是其持續發展的主題。我國汽車鑄造業必須走高效、節能、節材、環保和綠色鑄造之路，因為國家和社會要求嚴厲管控汽車鑄造業的能源消耗大戶和污染大戶，以利改善鑄造業熱、臟、累的勞動密集型行業員工的勞動環境。
4. 汽車鑄造技術發展趨勢
國內外汽車鑄造技術發展趨勢很多，現僅簡介一些在汽車行業大量流水線生產中的鑄件技術及發展趨勢。
4.1 砂型鑄造成形技術
潮模造型經過手工緊實一震擊+壓實緊實→高壓+微震緊實→氣沖緊實→靜壓緊實幾個發展階段。靜壓造型技術的實質是「氣中預緊實+壓實」，其有以下優點：鑄型輪廓清晰，表面硬度高且均勻，拔模斜度小，型板利用率高，工藝裝備磨損小，鑄型表面粗糙度低，鑄型型廢率低。因此，是目前最新、最先進的造型工藝，並已成為當今的主流緊實工藝。目前，高壓造型和單一氣沖造型已逐漸被靜壓造型所替代，原先高壓造型線和氣沖造型線的主機已逐漸更新為靜壓造型主機，新建鑄造廠均首選採用靜壓造型技術。當前，國外比較有名的製造靜壓造型設備的廠家有德國的KW公司、HWS公司和義大利薩威力公司。國內汽車鑄造廠家大都選用 HWS公司或KW公司製造的設備，如一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西三聯、廣西玉柴、無錫柴油機廠等。
4.2 近凈形技術
（1）消失模鑄造成形工藝
消失模鑄造也稱氣化模鑄造、實型鑄造、無型腔鑄造。該工藝尺寸精度高達0.2 mm以內，表面粗糙度可達Ra5μm～Ra6μm，被鑄造界譽之為「21世紀的鑄造新技術」、「鑄造的綠色工程」。該工藝方法是採用無粘結劑干砂加抽真空技術。據2003年統計，我國有150家企業用該工藝生產箱體類、管件閥體類、耐熱耐磨合金鋼類等三大類鑄件，總產量超過10萬t。國內汽車鑄造廠，有的採用國產鑄造生產線：有的採用簡易生產線或單機生產；有的採用國外引進鑄造生產線生產。一汽集團公司1993年從美國福康公司引進造型用振動台，生產 EPS模的預發泡機和成型機等設備，生產汽車進氣管。長沙發動機總廠從義大利引進自動化鑄造線生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。合肥叉車集團用4段泡沫模片粘結成整體的工藝生產復雜箱體鑄件，尺寸精度可達到 CT7-CT8級，產品出口美國。成都成工集團，用8塊泡沫模片粘結成整體的工藝生產裝載機變速器，鑄件質量達320 kg，與砂型鑄造比較，毛坯減重15%，成品率達95%以上。消失模工藝近幾年在美國有較大的發展，通用汽車公司投資建造了6條消失模鑄造生產線，大批量生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。今後，該工藝將大量採用快速制模技術和模擬模擬技術，以縮短生產准備周期，實現鑄件的快捷生產。未來的發展方向必定是質量好、復雜、精密、壽命長的高檔模具。提高該技術的模具材料、成形工藝、塗料技術、工裝設備的技術水平，使EPS鑄件獲得更廣闊的發展前景。
（2）熔模精密鑄造成形工藝
我國汽車熔模精密鑄造技術有了長足的發展，採用近凈形技術可以生產出無餘量的鑄造產品。熔模精密鑄造工藝有水玻璃制殼工藝、復合制殼工藝、硅溶膠制殼工藝。汽車產品材料有碳素鋼、合金鋼、有色合金與球墨鑄鐵。國外有高合金鋼、超合金材料。熔煉設備國內採用普通、快速中頻爐；國外採用真空爐、翻轉爐、高頻爐技術。採用硅溶膠制殼工藝的零件表面粗糙度可達Ra1.6μm、尺寸精度可達CT4級，最小壁厚可達0.5～1.5mm。歐、美、日等國家開始關注精鑄件在汽車業的應用與拓展。我國汽車用精鑄件的市場需求量也在不斷快速增長和發展，2003年精鑄件的產量為60萬t，產值達到110億元。東風汽車精密鑄造有限公司採用硅溶膠+水玻璃復合型制殼工藝，生產高技術含量、高附加值產品，將原來鑄件、鍛件、機加工及多件組裝結構設計製造成一個整體精密鑄件，顯著降低了製造成本。
熔模精密鑄造成形工藝將來的發展趨勢是鑄件產品越來越接近零部件產品，傳統的精鑄件只作為毛坯，已經不適應市場的快速應變。零部件產品的復雜程度和質量檔次越來越高，研發手段越來越強，專業化協作開始顯現，CAD、CAM、 CAE的應用成為零部件產品開發的主要技術。東風汽車公司、一汽集團公司的精鑄企業作為中國精鑄行業的領軍者，一定能憑強大的研發實力和先進的技術快速發展。
4.3 制芯技術
目前，國內外汽車鑄造制芯有3種制芯工藝，在現代汽車鑄造中常並行採用的主要工藝有熱芯盒制芯、殼芯制芯、冷芯盒制芯等，傳統的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技術工藝有兩個特點：一是硬化速度快，初始強度高，生產率高；二是砂芯尺寸精度高，可滿足生產薄壁高強度鑄件的砂芯。因此，制芯工藝技術有以冷芯盒技術為主的發展趨勢。一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西國際鑄造公司等均採用冷芯盒制芯技術。當代先進的110L冷芯盒制芯機見圖1。
最先進的制芯工藝是結合鎖芯（Key Core）和冷芯盒等技術的制芯中心，整個射芯、取芯、修整毛刺、多個芯子定位組合成一體、上塗料、烘乾等工序，全部用一台或多台制芯機與機械手自動化完成。國外比較有名的制芯中心生產廠有西班牙LORMENDl公司、德國 Laempe公司和Hottinger公司、義大利的FA公司等。東風汽車鑄造廠、一汽鑄造公司、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、上海柴油機、洛拖二鐵、濰柴、江西五十鈴等均採用冷芯盒制芯中心技術。
4.4 鑄鐵熔煉技術
目前，國內外鑄鐵熔煉技術有兩種主要方式：一是採用大型熱風除塵沖天爐與工頻保溫爐雙聯熔煉工藝；二是採用中頻感應電爐熔煉工藝技術。美國因達公司和彼樂公司生產的中頻爐技術開始越來越受到重視，該技術日益成熟，其清潔、環保、節能、高效、安全的優勢突出，是今後發展的方向。
因此，鑄鐵則由過去用工頻爐熔煉逐步過渡到用高效省電的中頻電爐熔化。一、汽鑄造公司、東風汽車公司採用因達公司和彼樂公司生產的中頻爐和保溫爐技術，已經開發應用球化劑、孕育劑、蠕化劑和其他各種添加劑產品，形成商品化、標准化、規格化、系列化。鑄鐵孕育多用帶光電控制的隨流孕育機。新開發出的喂絲球化方法及其與
現代化檢測技術相結合的SINTER CASTZ藝是鑄鐵球化及蠕化處理的一種很有優勢的工藝，應用者日益增多。國外金屬爐料經過破碎、凈化、稱量，大大提高熔化效率和鐵水質量。國內的天津豐田、天津勤美達、蘇州勤美達等鑄造廠已對爐料採用破碎處理工藝。
4.5 鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形技術
鋁合金是汽車上應用最快和最廣的輕金屬，因為鋁合金本身的性能已經達到質量輕、強度高、耐腐蝕的要求。最初，鋁合金僅用於一些不受沖擊的部件。後來，通過強化合金元素，鋁合金的強度大大提高，由於質輕、散熱性好等特性，可以滿足發動機活塞、氣缸體、氣缸蓋在惡劣環境下工作的要求。鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形核心技術可以提高凈化、精煉、細化、變質等材質質量控制，使得鋁鑄件質量達到一致性和穩定性。隨著我國汽車業的發展，特別是家用轎車的快速增加和汽車零部件出口量的增大，汽車鋁鑄件將有很大的增長。我國2003年鑄件總產量為1 987萬t，其中鋁鎂合金為117萬t，占總產量的5.8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現在的35%提高到50%。日產汽車計劃在2010年以前，70%的汽油機轎車的氣缸體採用鋁制材料，近100%的氣缸蓋及變速器殼體採用鋁制材料。本田汽車公司早在1994年，將汽油發動機氣缸體全部換成鋁制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多採用壓鑄（包括真空壓鑄）、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發展前途的半固態壓鑄成形技術。東風本田發動機公司、東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間採用2500t壓鑄機生產鋁氣缸體，並實現了國產化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種，一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝，上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用義大利法塔公司重力鑄造機生產鋁氣缸蓋；二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝，東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產鋁氣缸蓋。
4.6 鎂合金成形技術
鎂合金的比強度和比剛度高i優於鋼和鋁合金，遠大於工程塑料。鎂合金還具有耐高溫、抗腐蝕和抗蠕變性能。鎂是目前汽車工業中應用的最輕的金屬，它比鋁輕1/3，比鋼鐵輕3/4，比非金屬的塑料還輕1/5。因此，鎂合金是汽車減輕質量的理想材料，鎂合金壓鑄件可以代替一些復雜的結構件，如儀錶板骨架幾十個鋼部件經沖壓、焊接而成，一質量約10 kg，若改為鎂合金壓鑄件，一次壓鑄成形，質量僅為4 kg，生產成本大大降低。隨著、鎂合金新材料的不斷開發和加工技術的完善，鎂合金在汽車市場中將不斷拓寬和持續穩定增長。鎂合金生產以壓鑄為主的成形技術，一直是汽車工業關注的焦點，鎂合金壓鑄件需求量佔到汽車工業對鎂合金需求量的80%，汽車用鎂合金壓鑄材料，除滿足耐高溫和抗蠕變性能外，還必須充分考慮設計、加工、表面處理及相關壓鑄成形工藝。由於壓鑄鎂合金有可鑄造性的突出優勢.鑄造壁厚可以達到1～1.5 mm，拔模斜度1°-2°盡管鎂合金鑄造的重點仍放在壓力壓鑄方面，但仍面臨壓鑄鎂合金的性能與成本問題。因此，一種新型工藝——鎂合金的半固態加工技術出現。該技術工藝已經主要用於生產一體化的鎂、鋁合金鑄件。國外鎂合金在汽車上應用前景廣闊，歐、美國家鎂合金壓鑄件產量以每年25%的速度增長。 Audi A6轎車變速器殼體為鎂合金壓鑄件，質量僅為14.2 kg，奧迪公司最早將鎂鑄件用於儀錶板骨架。福特汽車公司用鎂合金生產座椅骨架，取代鋼制骨架，使座椅質量從4 kg減為1 kg。福特公司正在研究用鎂合金生產氣缸體。日本三菱公司與澳大利亞科技部合作開發一種質量僅為7.5 kg的超輕質量的鎂合金發動機。寶馬公司直列六缸鎂合金氣缸體已經批量投產。美國通用生產鎂壓鑄件進氣岐管。雷諾公司已生產出鎂合金車輪鑄件。東風汽車鑄造廠已經批量生產鎂合金壓鑄件，目前東風汽車公司和一汽鑄造公司正在開發承擔國家科技部的重點科技攻關項目、，如變速器殼、齒輪室罩蓋、氣門室罩蓋、轉向盤骨架等鎂合金壓鑄件。上海乾通汽車附件有限公司率先生產出轎車鎂合金變速器外殼壓鑄件。近幾年，國內還相繼建立了一些大型的外資鎂壓鑄企業，如上海鎂鎂、蘇州GF等公司。
4.7 半固態壓鑄成形技術
半固態技術發源於美國，在美國這一技術已經基本成熟並處於全球領先地位。此技術被稱之為21世紀最有前途的材料成形技術。Alumax公司率先將該技術轉化為生產力，生產的鋁合金汽車制動總泵體毛坯尺寸接近零件尺寸，加工量占鑄件質量的13%，同樣的金屬型鑄件的加工餘量則占鑄件質量的40%。20世紀80年代以來，歐洲等國在半固態應用方面作了大量研究和應用工作。義大利是半固態加工技術應用最早的國家之一，Stampal-saa公司用該技術為 Ford汽車公司生產齒輪箱蓋和搖臂零件。目前，日本的Speed Star Wheel公司已經利用該技術生產重約5 kg的鋁合金輪轂鑄件。我國半固態金屬加工技術起步較晚，始於20世紀70年代後期。與國外相比，我國在半固態金屬成形技術領域的研究還很落後。就目前我國的研究現狀來看，該技術發展動向是金屬觸變成形技術已經基本成熟，而流變成形技術的發展緩慢。因此，今後將有更多的研究人員轉向流變成形理論和應用方面的研究。目前，半固態金屬成形技術主要應用於鋁、鎂、鉛等低熔點金屬的成形，對高熔點黑色金屬的應用較少，這是今後研究的方向。目前，國內外學者已經開發出了半固態成形過程數值模擬軟體，但是還有不足，需要加強應用計算機技術。
4.8 鑄鐵材質
（1）薄壁高強度灰鑄鐵件技術
我國2003年鑄件總產量為1987萬t，其中灰鑄鐵件為1049萬t，占總產量的53%。灰鑄鐵件在汽車上的大量應用是由於該材料具有較低的成本和良好的鑄造性能優勢。隨著汽車技術輕量化要求，灰鑄鐵的增長和發展將受到一定的影響，因此其發展趨勢是加強薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的開發與應用。薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的難點是使最薄壁厚僅為3-5 mm的本體斷面硬度差<40HBS，組織細密均勻。轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋鑄件的硬度、珠光體量、碳化物含量、石墨形態等金相組織的技術要求高。如大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋要求本體硬度分別為1 70～228 HBS、179～235HBS，強度和尺寸要求高，表面粗糙度Ra<50 pm。灰鑄鐵的材質牌號在不斷提高，HT300已用於氣缸體、氣缸蓋的生產，有的產品可能要達到HT350。國內汽車鑄造廠在材料工藝、熔煉工藝、造型工藝、制芯工藝、模具製造工藝、檢測技術等方面作了大量工作，並將這些技術應用在轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋等鑄件上。
（2）蠕墨鑄鐵技術
蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度，與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能.有好的塑性和耐熱疲勞性能，可以解決大功率氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。鐵素體機體蠕鐵的工作溫度可達到700℃；高硅鉬蠕鐵的工作溫度可達870℃。蠕墨鑄鐵不會取代球墨鑄鐵，也不會取代灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨大潛在市場是汽車業，其主要產品則是發動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋。隨著汽車輕量化和比功率（功率/排量）的提高，氣缸體和氣缸蓋的工作溫度越來越高，許多部位的工作溫度超過200℃，在此溫度下，鋁合金的強度大幅度下降，而蠕鐵則具有很大的優勢。它將成為唯一能滿足技術、環保和性能要求的先進的汽車發動機材料。因為蠕墨鑄鐵具有強度高、壁薄的特點，可以減輕質量。歐寶公司的研究表明，同樣功率的發動機氣缸體如果採用蠕鐵，壁厚可以由原來的7 mm減為3 mm，鑄件質量可減輕25%。
蠕墨鑄鐵的蠕化處理范圍很窄，核心技術是採用合適的生產技術與相應的蠕化劑。國外寶馬汽車公司、戴姆勒一克萊斯勒汽車公司、達夫公司的發動機氣缸體用蠕墨鑄鐵生產。福特（Ford）公司與辛特（Sinter）合作，於1999年在巴西每年生產10萬件氣缸體。德國Halberg鑄造廠，從1 991年開始為奧迪生產V8蠕鐵氣缸體，壁厚3.5 mm，147 kW的氣缸體質量僅74 kg。東風汽車公司鑄造廠，於1 984年5月正式在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵排氣管，成為我國第一家在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵件的工廠。在20世紀90年代初，又先後成功開發了蠕鐵變速器殼體和上海大眾桑塔納轎車排氣管。一汽鑄造公司無錫柴油機分公司於20世紀80年{BANNED}始大批量生產蠕鐵氣缸蓋。上海聖德曼鑄造有限公司為上海大眾生產中硅鉬蠕鐵排氣管。
（3）球墨鑄鐵技術
球墨鑄鐵由於具有高強度、高韌性和低價格.所以在汽車市場上仍有很大發展。我國球鐵產量也在持續增長，2003年產量占總產量的24%，同時制定許多球鐵標准，研究開發了適應球鐵在流水線上大量生產的先進工藝，如搖包、氣動脫硫，型內、蓋包球化，多種瞬時孕育，音頻、超聲、熱分析檢測技術。當前，在工業發達國家中，球墨鑄鐵件的產量在鑄件總產量中佔25%以上，美國2003年球鐵產量占鑄件總產量的33%。汽車鑄造業球鐵產品技術工藝的發展趨勢有以下4個方面。
一是鑄態珠光體、高強度（QT700-2、QT740-3）的載貨車和轎車曲軸，鑄態鐵素體、高伸長率（QT400—18、QT440-10）的汽車排氣管和橋殼底盤類鑄件。更高牌號QT800-2、QT900-2也在開發應用之中。
二是保安類鑄件，鑄態生產轎車轉向節的材質技術條件十分嚴格，要求鑄件零缺陷，100%的無損檢測，目前已有3項自動檢測技術用於生產。
三是耐熱球鐵件，即高硅鉬、中硅鉬、高鎳球鐵，該材質生產的排氣管件，有很好的抗高溫性能：目前國內汽車公司鑄造廠已經生產出鑄態中硅鉬鐵素體球鐵排氣管件。
四是奧貝球鐵，該材料特有的材質性能成為鑄造業的焦點，這是一種很有開發應用潛力的材料，主要用於生產曲軸等產品。
除上述外，汽車鑄造廠已經生產出鑄態球鐵冷激凸輪軸。
4.9 鑄造過程計算機應用技術
隨著汽車鑄造技術的快速發展，為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險，採用快速原型技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術的應用越來越廣。快速原型技術在鑄造生產中的應用有了很大的發展。它除了應用開發新產品試制用的模具及熔模鑄造的蠟模外，還可以製做酚醛樹脂殼型、殼芯，可以直接用來裝配成砂型。國外公司在接到客戶提供三維CAD數據後，根據不同的產品結構，最快可在3周時間內為客戶提供鑄件。模擬造型過程正在成為國際汽車鑄造關注的前沿領域之一，清華大學、日本新東工業等對濕型砂緊實過程進行模擬。值得注意的是，德國亞琛工業大學、清華大學正在對射芯過程進行數據模擬。國內汽車鑄造業CAD-CAM-CAE一體化設計開發得到充分應用，特別是CAE凝固模擬虛擬技術，應用Magma、華鑄軟體對新產品的鑄件充型、凝固的溫度場和流動場模擬分析處理，預測和分析鑄件的缺陷。鑄造專家系統得到進一步應用，如型砂質量管理、鑄造缺陷分析、壓鑄工藝參數設計及缺陷診斷。
4.10 鑄造檢測技術
鑄造檢測技術是保證鑄件質量的關鍵手段。鑄件尺寸檢查，有常用的檢查卡具、卡板，有專用的檢測夾具。對於氣缸體、氣缸蓋等復雜件，採用三坐標儀自動測量鑄件尺寸和超聲波儀檢測鑄件的壁厚。無損檢測技術的應用越來越廣，對重要件時常採用熒光磁粉檢測表面裂紋；採用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；採用渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件的檢測要求，可將上述3項檢測儀器組合成一條自動檢測線。採用X射線檢測鑄件內部的縮孔與縮松缺陷，日本本田對球鐵轉向節鑄件100%用X射線探傷：採用工業內窺鏡檢測鑄件內腔質量，氣密性滲漏檢測。化學成分檢測，真空直讀光譜儀和碳硫測定儀在爐前、爐後鐵水質量上得到普遍應用.微量元素和氣體元素N、O、H的分析得到重視：爐前快速熱分析得到推廣應用，快速預報鑄鐵的碳硅當量、孕育效果、基體組織和力學性能。
4.11 綠色鑄造技術
「綠色鑄造」是使鑄造產品從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理整個產品的生命周期中，對環境的負面影響最小，資源效率最高。鑄造行業歷來被認為是高能耗、高污染的行業，要不斷開發新的節能、清潔、低排放、低污染的鑄造材料以投入生產使用。對於樹脂，要想辦法降低游離甲醛和游離酚等有害物質的含量；逐步加大冷芯盒技術應用，以減少樹脂砂對環境的影響，實現達標排放：降低熱芯盒、殼芯砂的固化溫度，制芯工藝由熱芯盒法向溫芯盒法轉變，以節約能源。我國汽車鑄造廠每年消耗新砂近千萬噸，舊砂排放的污染，以及新砂資源大量的耗費，不堪重負，因此舊砂的再生利用技術勢在必行。先進工業國家廢砂排放量降到10%以下，在歐洲、日本等地區舊砂的再生利用技術得到廣泛應用。哈爾濱東安汽車發動機公司引進義大利的熱法再生設備，已在生產中應用。一汽鑄造公司引進日本技術，熱法再生和機械再生結合，處理芯砂和型、芯砂混合砂已在生產中得到應用。目前，東風汽車公司也正在加速舊砂再生技術開發應用工作。加大廢鋼及回爐料的利用，以減少新生鐵和鋁資源的耗費。汽車鑄造業面向循環經濟的鑄造技術，要以循環經濟3R為行業准則，即以減量化（Rece）、再利用（Reuse）、再循環（Recycle）來開展工作。
5. 我國汽車鑄造業面臨的問題
我國汽車鑄造業在經過「計劃經濟」轉入「市場經濟」的過程中，經歷了起步、穩定、發展、成熟4個階段，取得了令世人矚目的成績。但是，我們必須清醒地認識汽車鑄造業的歷史重任及與發達國家的現實差距，牢牢把握國內外鑄造技術的發展趨勢，適時適宜地採用先進的鑄造技術，實施鑄造業的可持續發展戰略，目前汽車鑄造業主要有以下問題。
鑄造企業平均規模與經濟規模和國外比有較大差距。我國的鑄件產量雖然已經連續5年位居世界首位，有一批產量較高的大中型企業，但大多數鑄造企業規模偏小。就整個鑄造行業而言.其現狀仍然是廠點散（鑄造廠點達2萬多個），從業人員多（達120萬人之多），效益低下（廠均鑄件僅為500 t/年），只相當於美、日、德、法、意等工業發達國家的1/9-1/4。
鑄造企業整體技術裝備水平和國外比有較大差距。企業間技術裝備水平差距較大，少數企業的個別生產車間的技術裝備水平，已接近或達到國際先進水平，但是整體水平不高。據統計，我國已從國外進口自動造型線210多條，還有國產造型生產線250多條，這些生產線主要集中在汽車內燃機件的大批量生產企業中。
㈤ 驅動總成是什麼意思
發動機，變速箱和車橋是卡車的三大動力核心總成，三者中車橋雖不像發動機和變速箱一樣常被人們提及，但卻在汽車動力傳輸的過程中發揮著紐帶的作用，對整車的行駛的動力性和穩定性有著舉足輕重的作用。
● 什麼是車橋？
車橋，通過懸架和車架(或承載式車身)相連，兩端安裝汽車車輪的橋式結構。
圖為車橋總成
● 車橋的作用
車橋的功能就是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向作用力及其力矩，其對汽車的動力性，穩定性，承載能力等性能有著重要的影響。如果是作為驅動橋，除了承載作用外還起到驅動、減速和差速的作用。
● 車橋的結構
卡車一般採用發動機前置，後輪驅動的布置方法。一般情況下，前橋都是轉向橋，而驅動橋在後橋。
前橋的結構
前橋定型結構
卡車前橋由主要由前梁，轉向節，主銷和輪轂等部分組成。車橋兩端與轉向節絞接。前梁的中部為實心或空心梁。
● 驅動橋結構
驅動橋位於汽車傳動系統的末端，主要由主減速器、差速器、半軸和驅動橋殼等組成。
驅動橋典型結構
1．主減速器
主減速器一般用來改變傳動方向，降低轉速，增大扭矩，保證汽車有足夠的驅動力和適當的速度。主減速器類型較多，有單級、雙級、雙速、輪邊減速器等。
卡車後橋主減速器
1）單級主減速器
由一對減速齒輪實現減速的裝置，稱為單級減速器。其結構簡單，重量輕。
2）雙級主減速器
對一些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級主減速器傳動，則從動齒輪的直徑就必須增大，會影響驅動橋的離地間隙，所以採用兩次減速，通常稱為雙級減速器。雙級減速器有兩組減速齒輪，實現兩次減速增扭。
雙級主減速器
為提高錐形齒輪副的嚙合平穩性和強度，第一級減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級齒輪副是斜齒圓柱齒輪。
主動圓錐齒輪旋轉，帶動從動圓錐齒輪旋轉，從而完成一級減速。第二級減速的主動圓柱齒輪與從動圓錐齒輪同軸而一起旋轉，並帶動從動圓柱齒輪旋轉，進行第二級減速。因從動圓柱齒輪安裝於差速器外殼上，所以，當從動圓柱齒輪轉動時，通過差速器和半軸即驅動車輪轉動。
3）輪邊減速器
一般來說，採用輪邊減速器是為了提高汽車的驅動力，以滿足或修正整個傳動系統驅動力的匹配。目前採用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。
斯太爾輪邊減速器
從發動機經離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、後橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅動汽車行駛。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉速和扭矩經過其降速增扭後，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產生較大驅動力。
2．差速器
差速器用以連接左右半軸，可使兩側車輪以不同角速度旋轉同時傳遞扭矩。保證車輪的正常滾動。有的多橋驅動的汽車，在分動器內或在貫通式傳動的軸間也裝有差速器，稱為橋間差速器。其作用是在汽車轉彎或在不平坦的路面上行駛時，使前後驅動車輪之間產生差速作用。
圖為差速器結構示意圖
目前大多數汽車採用行星齒輪式差速器，普通錐齒輪差速器由兩個或四個圓錐行星齒輪、行星齒輪軸、兩個圓錐半軸齒輪和左右差速器殼等組成。
3．半軸
半軸是將差速器傳來的扭矩再傳給車輪，驅動車輪旋轉，推動汽車行駛的實心軸。
4．橋殼
驅動橋殼的主要功用是支撐汽車質量，並承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩，並經懸架傳給車架（或車身）；同時，它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。
後橋橋殼
驅動橋橋殼按照製造工藝分為沖焊橋殼、鑄造（鑄鐵、鑄鋼）橋殼。
傳統的鑄造橋殼具有剛度大，變形小，成本低等優點，但是製造周期長、工藝復雜，效率較低。沖焊橋殼具有外觀好、重量輕、清潔度高、故障率低等優點，沖焊技術正在逐步替代鑄造技術。
驅動橋的基本功能
1.將萬向傳動裝置傳來的發動機轉矩通過主減速胎、差速器、半軸等傳到驅動車輪，實現降低轉速、增大轉矩；
2.通過主減速器圓錐齒輪副改變轉矩的傳遞方向；
3.通過差速器實現兩側車輪差速作用，保證內、外側車輪以不同轉速轉向。
● 車橋的命名方式
按照國家規定是應該用盆齒直徑作為驅動橋名稱的，我們常見的如457橋，485橋等，這些數字指的是差速器上的盆齒直徑，單位為毫米。
圖為車橋盆齒
還有一種常見的如140，153橋等指的就不是盆齒直徑了，153其實是東風一種車型，上面裝的這個橋就被人們習慣稱為153橋，在解放車上就根據盤齒直徑叫435橋。
● 車橋的分類
1.根據橋的結構形式，可以分為整體式和斷開式兩種。
整體式車橋：也叫非斷開式車橋，其半軸套管與主減速器殼均與軸殼剛性地相連成一個整體梁。
圖為153整體式後橋
整體式橋殼因強度和剛度性能好，便於主減速器的安裝、調整和維修，而得到廣泛應用。整體式橋殼因製造方法不同，可分為整體鑄造式、中段鑄造壓入鋼管式和鋼板沖壓焊接式等。
斷開式車橋：一般與獨立懸掛匹配，轎車中較為常見，卡車一般只有軍用卡車才會使用，民用卡車中不常見。
2.根據車橋的作用不同，車橋可分為：轉向橋，驅動橋，支持橋和轉向驅動橋。
轉向橋：卡車的前橋為轉向橋，轉向橋的結構基本相同，由前軸、轉向節、主銷和輪轂等組成
驅動橋：指為卡車提供動力輸出的橋。後驅車型一般有單輪驅動和雙輪驅動兩種形式。
支持橋：沒有動力輸出，只起到承載作用。某些單橋驅動的三軸汽車(6×2汽車)的中橋或後橋為支持橋，掛車上的車橋都是支持橋。
支持橋中還有一種懸浮橋形式。懸浮橋指能上下浮動的橋，結構跟普通支持橋基本相似，多了一個舉升機構，在卡車重載時將懸浮橋放下，承載重量，空載或輕載是將懸浮橋提升減少油耗。
轉向驅動橋：具有轉向功能的驅動橋，轎車中比較常見，卡車一般在全輪驅動車型中才會有。
● 單級減速和輪邊減速的選擇
後橋速比決定最高車速
後橋速比是汽車驅動橋中主減速器的齒輪傳動比，它等於傳動軸的旋轉角速度與車橋半軸的旋轉角速度之比，也等於它們的轉速之比。
卡車的行駛速度=發動機轉速/檔位速比/驅動橋速比*輪胎直徑，當卡車進入最高檔時，後橋速比就決定了卡車的最高時速，後橋速比小的最高車速大但扭矩小，反之，車速小但扭矩輸出大。
單級減速和輪邊減速如何選擇？
要是增大後橋速比，單級主減速橋就需要更大的盆齒，卡車的離地間隙變小，通過性較差。而輪邊減速器則很好的解決了這對矛盾，在車輪半軸軸頭和車輪之間再加裝一個減速齒輪，主減速器盆齒直徑減小，車橋升高了，通過性提高，能適應各種復雜路況。
但是，輪減橋因為結構更復雜，導致其自重大，機械效率低，能量損耗大，較費油，同時發熱量大使輪端溫度高，容易發生爆胎。
選擇後橋應根據具體的運輸需要：單減橋適合公路運輸，傳動效率高，並能減少油耗。而輪減橋適合路況不好的車輛選用，輪減橋可以提高通過性，並輸出較大的扭矩。
● 國內市場現狀
國內重型車橋生產企業主要集中在山汽改、東風車橋、濟南橋箱廠、陝西漢德車橋、重慶紅岩和安凱車橋等幾家企業，這些企業幾乎佔到國內重卡車橋90%以上的市場。陝汽漢德車橋憑借斯太爾驅動橋、MAN技術單級橋兩大技術平台優勢，保持國內車橋產銷的頭把交椅。
國內車橋市場擁有巨大的潛力，特殊的市場環境對車橋也有著更為苛刻的要求，國內嚴重的超載現象，對車橋的承載能力和輸出扭矩均提出了更高的要求。
但國內車橋的質量與國際水平仍存在較大的差距，熱處理等工藝技術落後，核心技術及核心總成仍依賴從國外引進。
● 車橋發展方向：
車橋作為卡車的核心總成，其重要性受到越來越多的關注，科技的迅猛發展也將帶領車橋朝著以下幾個方向發展：
（1）專業化 車橋行業將按車輛的使用條件逐步完善產品型譜分類，針對每一個細分市場提供特定的產品；
（2）輕量化 隨著計重收費和燃油稅政策的推出，輕量化成為卡車發展的大趨勢，車橋也將採用更多新型材料，結構設計得以優化。
（3）高效率 製造高機械效率的車橋將成為各企業的目標，如德納公司的雙速車橋，可提供兩種速比，滿載時採用大速比可加大轉矩，空載時採用小速比可省油；
（4）盤式制動器的廣泛應用 盤式制動器散熱好、質量輕，歐美地區的貨車已經廣泛應用盤式制動器；
（5）電子系統輔助制動技術的廣泛應用 國內客車已廣泛應用的ABS系統將逐步推廣到貨車行業中，ESP、EBD等乘用車技術也將逐漸得到應用。
● 總結：
本文就卡車車橋的基本結構和功能做了簡單的介紹，車橋不僅承載了整個卡車的重量，還要傳動卡車的動力輸出，對整車的動力性和穩定性有著重要的影響。
國內運輸業的發展帶動了車橋市場的迅猛發展，成了國內外廠商必爭之地，但由於國內的設計和製造水平與國際水平差距較大，要趕上國際先進水平，國內廠商還有很長的一段路要走