世界能源與環(huán)保問題日益突出,汽車輕量化進(jìn)程備受矚目硬拴。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示番产,汽車輕量化與能耗消耗有著直接的關(guān)系。
傳統(tǒng)燃油汽車整備質(zhì)量每減少100公斤娩纱,百公里油耗可降低0.3-0.6升瞒唇,氧化碳排放降低5~8克;對于純電動汽車而言磨豁,整備質(zhì)量每減少100公斤可以增加續(xù)駛里程10%服畜,節(jié)約電池成本15%-20%四爹。輕質(zhì)材料的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化最直接有效的方法。
中國確定了2020年乘用車平均油耗降至5.0升/100公里的目標(biāo)投放,《中國制造2025》提出節(jié)能與新能源汽車作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域奈泪,并將輕量化作為汽車產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向之一。輕量環(huán)保已成為當(dāng)前汽車企業(yè)的迫切需求灸芳。
玻璃纖維增強(qiáng)尼龍
寶馬i8跑車新的諧振腔采用杜邦涝桅?Zytel? PLUS95G35玻璃纖維增強(qiáng)尼龍為原材料。該材料降低了兩個渦輪增壓發(fā)動機(jī)的噪音烙样,帶來了更加愉快的駕駛體驗(yàn)冯遂,同時材料的輕質(zhì)和高強(qiáng)度特性還利于減少燃料消耗和CO2 排放。
生物塑料
中國改性高分子復(fù)合材料的領(lǐng)先企業(yè)鑫達(dá)集團(tuán)推出的XDPPSTR-03LQ19005創(chuàng)新生物質(zhì)輕量化材料解決方案谒获。
該生物質(zhì)填充材料蛤肌,采用了10%-50%的不同含量的秸稈填充聚丙烯,不僅可以有效降低生產(chǎn)過程中的碳足跡批狱,而且與傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品相比裸准,所制成的部件密度更小、簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度更高赔硫、彎曲額強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度相當(dāng)炒俱,并體現(xiàn)出更優(yōu)秀的流動性和加工性能,明顯縮短了生產(chǎn)周期估浴。
在材料混合均勻的情況下没靖,制成的產(chǎn)品阻燃性更高,同時可將部件重量降低20%左右酒管。另外勤驾,在零部件達(dá)到使用壽命后,可完全降解腿弛,從而最大限度地降低了對環(huán)境的影響。
目前雁巾,鑫達(dá)的XDPPSTR-03LQ19005生物質(zhì)材料已經(jīng)被國內(nèi)多家汽車OEM制造商躬摆、零部件生產(chǎn)企業(yè)用于不同車型的立柱護(hù)板、門板試制岔霞。
聚碳酸酯(PC)
具有透明阻洋、良好的抗沖擊、抗熱畸變的性能阵厨,而且耐候性好败芙、硬度高。
科思創(chuàng)在去年德國k展上發(fā)布了一輛名為“K2016”的電動概念車惫谤,車身部分外殼和腰線以上的車窗壁顶、車頂全部由聚碳酸酯材料制造,它可以做成半透明或者全透明。
聚碳酸酯以其特殊的特點(diǎn)制造出特別清晰的汽車車窗若专,可用于側(cè)窗和后窗许蓖、全景頂篷、乃至整個后艙口调衰。這樣所制成的部件較之用玻璃制造的重量輕達(dá)50%膊爪。
碳纖維復(fù)合材料
碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,它的比重不到鋼的1/4嚎莉,碳纖維數(shù)字符合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500MPa以上米酬,是鋼的7-9倍,抗拉彈性模量為2300-43000MPa也高于鋼趋箩。
它不僅具有碳材料的固有本征特性赃额,又兼具紡織纖維的柔軟性。一般碳纖維的密度為1750kg/m3阁簸,如此低的密度讓其被汽車制造行業(yè)所看好爬早。
這種材料的特點(diǎn)之一就是質(zhì)量輕,應(yīng)用在汽車上最直觀的改變就是整車重量的降低伏嬉,碳纖維材料的應(yīng)用在保留舒適配置的同事達(dá)到了更好的效果碟姓,碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用可使車身、盤底減重40-60%怕翘,相當(dāng)于鋼結(jié)構(gòu)重量的1/3-1/6易传。
三菱化學(xué)旗下的碳纖維復(fù)合材料SMC材料被豐田公司選中,用在今年3月最新發(fā)布的新型雷克薩斯豪華轎車LC500和LC500h上辞镇,用于車門內(nèi)板和后備箱內(nèi)板的生產(chǎn)臭赃。
由三菱化學(xué)開發(fā)的SMC片材是一種CFRP中間材料,是將碳纖維切成數(shù)厘米長之后浸于樹脂中得來忙甩。SMC經(jīng)過快速加工(通常在2-5分鐘)之后尽舱,通過模壓工藝可以獲得生產(chǎn)所需的零部件。與預(yù)浸料成型工藝相比揉罗,SMC工藝具備復(fù)雜部件的成型優(yōu)勢元炭,從而賦予了工程師更加靈活的產(chǎn)品設(shè)計能力。
其它復(fù)合材料
大眾出廠的PoloRWRC(世界拉力賽用車)路試版的發(fā)動機(jī)罩采用了蒂森克虜伯的Litecor產(chǎn)品掷情。這一產(chǎn)品使整個發(fā)動機(jī)罩的重量減輕了30%软吐,二氧化碳的排放減少了25%。
Litecor采用兩層0.2-0.3毫米厚的鋼板加上0.3-1毫米厚的“特種熱塑混合纖維”薄膜核心層吟税,內(nèi)芯基材是聚丙稀凹耙、聚乙稀、尼龍或其復(fù)合物肠仪,并包括有“至少一層纖維增強(qiáng)塑料”肖抱。
Litecor板至少有14種潛在用途备典,主要用于大型扁平面板和高強(qiáng)度的車身零部件,其中包括車頂虐沥、車門熊经、尾門和發(fā)動機(jī)罩等。與全鋼板設(shè)計相比欲险,用Litecor板制造的發(fā)動機(jī)罩目前價格要貴21%镐依、車門板要貴7%,但成本大大優(yōu)于鋁材天试。
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