高抗拉、高延展——发动机新型紧固件的应用解析
尖端的拧紧方式搭配极高的抗拉强度和最大的延展性，在小型化和轻型化的发动机设计过程中具有全新的技术潜力。为在全球进一步实现环保，需要对发动机进行技术优化，以此会导致发动机效率更高，功率密度不断提升，燃烧压力、温度和负荷的不断增加，同时整机质量持续减轻且具有更低的内部摩擦。但紧固件是如何辅助发动机行业发展的呢？请看下文。
与一个形状相同的109级螺栓相比，Kxtreme提供的概念使螺栓具有将预紧力增升45%的能力。这种能力可通过2种方式而实现。第一种是在需要较大预紧力的部位避免紧固件尺寸的持续扩大，或在使预紧力保持一致性时使螺栓逐步小型化。在第二种情形下，螺栓直径能减小一级，所以一个159 U级的M10螺栓能用于替代一个109级的M12螺栓。
Kamax公司正在开创全新方式来调整用于优化性能特征的超高强度紧固件特性。该公司还采用了一个被称为奥氏体回火（austempering）的热处理过程，其在螺栓制造过程中较为独特。随着钢基体相的奥氏体化，螺栓的微观结构被逐步转变为使用盐浴的贝氏体（bainitic）微观结构。采用该方法，螺栓可提供较好的延展性并具有超高强度。除了其极高的强度，特有的延展值与链消唯典型的109级和129级螺栓相当或者更高。
KXtreme概念螺栓包括从129U到179U强度等级和从M6到M20尺寸的所有长度、头部形状和拧紧力的类似产品。也可在进行热处理后实现螺纹滚牙处理，其与109级或者129级马氏体螺栓类似。
除了超高强度和较好的延展性，贝氏体微观结构（标明‘U’）对氢致应力腐蚀开裂（HISCC）也具有较好的抵抗性。这使得螺栓能在高腐蚀性的环境中使用，例如底盘应用件。对于HISCC的抗性在慢应变拉伸试验中得到证实。在试验中，一批零件被分为两部分，其中50%用于加载氢负荷，另外的50%在未加负荷的状态中进行试验。对两批零件的试验结果进行比较，对已加氢载零件与未加氢载零件的比例也进行了比较。其被称为HE-value。HE值为1表明其具有最高的HISCC敏感度，而HE值为0则说明其完全不敏感。
129U到159U级的KXtreme紧固件表明HE值小于04，其与109级紧固件相当。该特性允许零部件被应用到所有的汽车部件中。168U和178U级螺栓试验后的HE值高于109级但明显低于129级紧固件。因此这些紧固桥带件仅为内燃机的后续使用预留。
非常重要的的发动机紧固件是缸盖螺栓棚培、飞轮螺栓、主轴承盖螺栓和连杆螺栓。Kamax紧固件解决方案在行业内逐渐得以广为人知，且自2013年起，大量同系列产品已经成功在内燃机生产中得以应用。
与FEV集团合作的Kamax公司最近对优化的可能性进行了调查，并评估了使用KXtreme紧固件的设计潜力。在研究前和研究中持续的预紧力是所有连接处的基础假设。相关研究结果是通过对紧固件直径减小一个级别来进行部件优化。在研究中，在轻型发动机中应用的较小螺栓的初始假设原本仅有一个优势。每台发动机减轻了约08 kg的总质量，Kamax团队能证明其在发动机摩擦、热管理和密封功能上也具有优势。
对下述两个研究区域进行重点研究，其中第一项优化的重点是发动机缸体设计。通常缸套周围的布置空间有限且较为紧凑，这导致围绕缸套的冷却液流动截面小，从而妨碍了热传递。较小的螺栓直径允许水套底部具有更大的根部半径，从而产生一个更大的冷却影响区域并减小了部件压力。这意味着更多的热量能从缸孔传递到具有更低压力的冷却系统中，且通过较小的水泵对冷却系统进行优化，由此减小了发动机的功率损失。
第二项研究重点是飞轮紧固螺栓数量的减少。通常通过6个或8个紧固件将飞轮固定到曲轴法兰上。在本次调查中，初始的8个螺栓被替换为6个具有同样结构的Kxtreme螺栓。螺栓装配节圆直径（PCD）能移向曲轴的中心线，且仍然保持同样的螺栓间距（为了刀具后角），由此可使在径向唇形密封的密封表面上具有低质量、低惯性和低摩擦特点的曲轴法兰面的外部直径相应减小。通常而言，KXtreme在发动机设计和开发过程中可提供更大的自由度。对具有超高抗拉强度紧固件的螺纹旋合需求进行确认以承担较高的预紧力。例如连杆材料的钢材，螺纹旋合通常较为充分，但对于缸盖螺栓而言，则需要增加约1×D的旋合长度。
Kamax完成了第二项调查，与EDAG公司合作，采用与发动机优化研究类似的方式，优化且重新设计了一个底盘部件。基于对转向关节的试验，研究发现每个转向关节能为系统节省约675 g的悬载质量。Kxhead采用这类特殊设计的螺栓头部，能进一步减小螺栓质量，同时结合内六角和外六角紧固方式，与根据DIN 1665标准的标准六角螺栓相比，能减小超20%的螺栓头部质量。
Kamax有很多年用于量产发动机和汽车的KXtreme紧固件的生产经验。具有1 700 MPa强度的发动机内部应用螺栓和1 500 MPa强度的发动机外部应用螺栓都可得以应用。对于氢脆腐蚀开裂的敏感性也比109级紧固件更好。
作者：ETi
整理：王少辉
编辑：伍赛特
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
用细牙纹理好。机械设计书上有细牙普通螺纹的螺距小，升角小，自锁性能更好，这种新型紧明改团固件主要有两种类型，激橘一种为顺牙型，另外一种是螺纹锁紧型，这两者的区别在于锁紧型是在歼拍普通型的基础上增加一圈或几圈锁紧圈。
（1）射钉。射钉是采用优质钢材，经过一系列加工处理而成的一种新型紧固件。它与射钉枪、射钉弹配套使用，将各种射钉直接钉入钢铁、混凝土、砖砌体或岩石等硬质材料基体中，把需要固定的构配件，直接固定在基体上。
使用射钉时要注意：为防止木质被固件劈裂，在固结前，应在射钉钉尖上套上切木环，对于质地松软、强度很低的被固件，如纤维板、钙塑板、泡沫塑料等，需在射钉前面另加一个大金属垫圈。
（2）自攻螺钉。自攻螺钉具有较高的强度、硬度，而且其螺距宽、齿深，可以用电动螺丝刀直接持其紧固于工件上，而不必预先在工件上攻丝，从而提高了施工速度。自攻螺钉被广泛地用于复合墙体的组装和吊顶的组装工程中，以及各种装修工程中。
（3）特种钢钉。特种钢钉通常又称为水泥钉，具有很高的强度、硬度和韧性，可以用较重的榔头将其打入混凝土、水泥砂浆层、砖砌体、砌块砌体和较薄的钢板。在建筑中常用来固定一些附件、连接件和轻物御睁钢龙骨等。
（4）金属膨胀螺栓。金属膨胀螺栓常被用于承受较大的紧固力的建筑部位，如墙体、地面、吊顶的门窗、龙骨、吊杆等的紧固。
（5）塑料膨胀螺栓。塑料膨胀螺栓一般由韧性较好的聚乙烯或聚丙烯制成，常常代替金属膨胀螺栓用于受力不很大的建筑部位或潮湿罩岁、有腐蚀性气体等介质的环境。
（6）K型抽芯铆钉。K型抽芯铆钉是由铝合金或不锈钢制成，能够适应不同强度要求的铆接。铆钉材料不锈，铆强度可靠，施工简便、快速。
（7）F型抽芯铆钉。F型抽芯铆钉是由铝合金制成，能够适应不同强度要求的铆接。其特点是单面铆接，铆钉材料不锈，铆接强度可靠，施工简便、快速。
大连室内装修常用的胶粘剂有以下几种：
（1）醋酸乙烯类胶粘剂。聚醋酸乙烯是由醋酸乙烯采用过氧化物或偶氮二异丁腈作为引发剂，通过本体、乳液或溶液聚合等方法制成的。聚醋酸乙烯类胶粘剂是合成高分子胶粘剂中产量最大的，该类胶粘剂具有使用方便、价格便宜的特点，可广泛地应用于混凝土、陶瓷、木材等的黏结。
（2）环氧树脂类胶粘剂。环氧树脂类胶粘剂主要由环氧树脂和固化剂两部分组成。为了适应不同的需要，还可加入增韧剂拆宴、填料、稀释剂等。环氧树脂类胶粘剂具有工艺性能好、黏结强度高、收缩率小、耐化学腐蚀性强和良好的绝缘性能，被广泛地应用于各种金属和大部分非金属材料的黏结，因此有“万能胶”之称。
（3）聚氨酯类胶粘剂。聚氨酯类胶粘剂由于其分子中含有异氰基（—NCO）和氨基甲酸酯基（—NHCOO—），因此具有高度的活性与极性，对于各种材料均具较好的黏结性能。该类胶粘剂具有黏结强度高、耐磨、延弹性好、耐低温性能好的特点。
（4）合成橡胶类胶粘剂。合成橡胶类胶粘剂是以合成橡胶为基料，并加入适量的助剂、溶剂等配制而成的，弹性好、耐冲击性好，特别适用于软质或线膨胀系数相差悬殊材料的黏结，可用于黏结橡胶、玻璃、金属、塑料、皮革等，尤其适用于建筑中的玻璃与框架的密封和黏结。主要有氯丁橡胶胶粘剂、丁腈橡胶胶粘剂、丁苯橡胶胶粘剂、聚硫橡胶胶粘剂和硅橡胶胶粘剂等。
（5）其他胶粘剂。如502胶、KH501胶等。
在进行室内装修的总体设计时，首先应根据自己的性格、爱好和要求，自己或请设计师来初步确定室内装修的总体设想。其中包括大连室内装修根据各房间的不同用途和朝向、室内家具颜色及大小、室内设备的位置与功能等，确定室内空间的分隔与组织、房间的色调、房间的装修材料等各方面的总体设计构想。
然后再根据总体设想分别画出各房间的装修平面图。其具体做法是：用铅笔将房间大小按比例画在纸上，并标出门窗、暖气片、管道、插座及其他固有设备等，再将家具也按比例标画在纸上（这样就可以避开诸如门窗、暖气片和插座等），观察这样布置是否适宜。还有一种方法是：将家具按比例剪成小纸板，将小纸板在图纸（前一种方法标画的房间及室内设备图）上摆放，这种方法的优点是可以反复方便地进行家具位置的调整，直到满意为止。
室内装修平面图画好以后，如果有条件，最好再画一张室内装修透视图，这样可以更加直观地检查室内空间及家具摆放效果是否合理与满意。如果按实际的颜色进行着色，还可以看室内环境与家具的色调是否协调、优雅、美观。
