如果對(duì)近年汽車的關(guān)鍵詞進(jìn)行匯總句占,新能源排名榜首的話垃桨,“輕量化”至少也是位列三甲凫体。 如果對(duì)近年汽車的關(guān)鍵詞進(jìn)行匯總危漱,新能源排名榜首的話错这,“輕量化”至少也是位列三甲。雖然是老生常談話題赐匕,然隨著政策的苛嚴(yán)以及懲罰力度的加強(qiáng)妄午,雖然執(zhí)行上還有待改善,然在記者的日常走訪中發(fā)現(xiàn)背零,與之前相比車企已然感覺壓力山大腰吟。節(jié)能降耗大趨下,若汽車整車重量降低10%徙瓶,燃油效率可提高6%—8%毛雇;汽車整備質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升侦镇。而從成本上來看灵疮,減少1公斤的車重則可以減少10美元左右的支出。
據(jù)悉壳繁,汽車輕量化可從設(shè)計(jì)輕量化震捣、采用輕質(zhì)材料替代鋼鐵、改進(jìn)制造工藝和提高現(xiàn)有材料強(qiáng)度(高強(qiáng)度闹炉、超高強(qiáng)度鋼)四方面實(shí)現(xiàn)蒿赢。而當(dāng)中,可替代性材料前景被業(yè)內(nèi)技術(shù)專家們普遍看好渣触。在在目前的材料工藝中诉植,主要有鋁、鎂合金楞虾、陶瓷、工程塑料初瓜、玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料等引宙。而目前無論是車企還是材料企業(yè),探討的話題,除了高強(qiáng)度鋼外夸莱,最多的莫過于以上可替代之“材”伙二。而在百材競放中,誰能最終獲得車企的青睞恤柴,目前還為可知崔三,不過鋁合金因其技術(shù)相對(duì)較為成熟,而暫時(shí)保持呼聲較高的地位扯蕾。
鋁合金
不過材料的應(yīng)用來看软旁,鋁合金技術(shù)的確較為廣泛。汽車上有眾多零部件可以使用鋁合金代替锚署,以達(dá)到輕量化的目的扛肩,估算可平均節(jié)省重量125%。根據(jù)汽車咨詢機(jī)構(gòu)Duckers調(diào)查骨田,北美耿导、歐盟、日本單車用鋁分別高出中國47%态贤、24%舱呻、15%,且歐美日單車用鋁仍在持續(xù)增長悠汽。
早在1990年開始銷售的日本本田NSX車采用了全鋁承載式車身箱吕,比用冷軋鋼板制造的同樣車身輕 200kg,引起全世界的矚目介粘。1994年奧迪開發(fā)了第一代AudiA8全鋁空間框架結(jié)構(gòu)(ASF)殖氏,汽車自身質(zhì)量減輕了大約40%。去年剛上市的新一代奔馳C級(jí)車上姻采,主架構(gòu)大量采用鋁合金材料打造雅采,比例差不多達(dá)到50%,這也使得新一代C級(jí)車相比傳統(tǒng)的鋼架構(gòu)輕了70千克慨亲。
目前婚瓜,制約鋁合金在汽車上大量應(yīng)用的主要原因之一其價(jià)格比鋼材的高,有關(guān)專家表示除開發(fā)低成本的鋁合金和先進(jìn)的鋁合金成形工藝外婶签,回收再生技術(shù)可進(jìn)一步降低鋁合金的生產(chǎn)成本拖见。此外,擴(kuò)大鋁合金應(yīng)用的另一個(gè)研究方向是開發(fā)新的各種連接技術(shù)彪壳,今后發(fā)展的多材料結(jié)構(gòu)轎車要求連接兩種不同類型的材料(如鑄鐵一鋁滓莱、鋼一鋁、鋁一鎂等)暴赡,對(duì)這些連接技術(shù)以及對(duì)材料和零件防腐蝕的表面處理技術(shù)咏哈,是今后擴(kuò)大鋁合金在汽車上應(yīng)用的重要課題阀洛。
與鋁合金一起相運(yùn)而生的則是鎂合金,不過鎂合金的價(jià)格是鋁的3-4倍萄罐,發(fā)展難度也相對(duì)更大调拳。
碳纖維復(fù)合材料
碳纖維最早被應(yīng)用在航空領(lǐng)域,近年逐步被推廣至汽車吧玉,然目前多見于超跑杀肩。
碳纖(carbon fiber,CF)含碳量﹥95%纖維材料
2013年量產(chǎn)的寶馬i3采用了碳纖維車身和鋁制底盤,寶馬稱該重量較其他相同尺寸的電動(dòng)車減輕了300千克之多警畴。這款碳纖維材料CFRP(碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料)洞难,名稱較為拗口,其原料是聚丙烯腈泪漂,有點(diǎn)像用來制作芭比娃娃頭發(fā)的纖維廊营,但實(shí)際上比人的頭發(fā)纖維細(xì)10倍。
昂貴的價(jià)格一直讓平民車對(duì)其敬而遠(yuǎn)之萝勤,但事實(shí)上露筒,碳纖維材料本身并不昂貴,然而要把碳纖維加工成適合車輛行駛敌卓、碰撞的成品才真正是其價(jià)值所在慎式。目前,諸多廠商正在加緊研發(fā)趟径,促其成本的降低瘪吏,然這需要一個(gè)漫長的過程。
工程塑料
相對(duì)于鋁鎂合金蜗巧,其重量更輕掌眠,相對(duì)碳纖維,其成本更低幕屹;近年隨著其硬度孤批、強(qiáng)度、拉伸性能的不斷提高触良,安全性得到進(jìn)一步保證谒绍,成為車企在汽車減重方面關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)了解颓腮,目前世界上不少轎車的塑料用量已經(jīng)超過120千克/輛底悍,個(gè)別車型還要高,德國奔馳高級(jí)轎車的塑料使用量已經(jīng)達(dá)到150千克/輛谭某。國內(nèi)一些轎車的塑料用量也已經(jīng)達(dá)到90千克/輛蜡瓜。
不過材料雖然有很多,諸多整車廠倒出現(xiàn)在無法推廣的原因是:成本和安全性接竣。車企表示昨浆,除非是供應(yīng)商和他們自己有更好的理由和方案瓷忙,否則技術(shù)再先進(jìn),材料再好晃尖,尤其對(duì)于自主品牌來說,用的機(jī)會(huì)還是很少俏蛮。此外撑蚌,雖然塑料的安全性目前已有較大提高,但在關(guān)鍵架構(gòu)方面搏屑,得以應(yīng)用還需要較長時(shí)間争涌。
無論是鋁合金、碳纖維還是塑料亦或是高強(qiáng)度高辣恋,在未來的發(fā)展中都不可能是孤軍奮戰(zhàn)亮垫,機(jī)械科學(xué)研究院資深顧問陳長年表示,材料的混合使用將成為全球汽車業(yè)發(fā)展的重要趨勢伟骨。在歐洲車身會(huì)議文獻(xiàn)中饮潦,自2006至2011年的72個(gè)車身中,有32個(gè)鋼車身携狭、2個(gè)全鋁車身继蜡、38個(gè)鋼/鋁/復(fù)合材料多種材料混合車身則超過一半。而當(dāng)中逛腿,最為關(guān)鍵也較難突破的技術(shù)則是可靠稀并、高效的連接。另外一個(gè)就是環(huán)保與安全如何保證单默,不過最終決定是否普及的原因則是成本梗力。在此,用近期所舉辦的全球汽車輕量化材料交流會(huì)上一位車企負(fù)責(zé)人所言做個(gè)小結(jié)入荞,“這個(gè)是需要政策的開放筷品、行業(yè)的聯(lián)盟所共同解決的,孤軍奮戰(zhàn)只會(huì)造成新技術(shù)的延后……
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