汽車輕量化之路,原來(lái)還能在這個(gè)方面發(fā)力!
2019-11-30 11:07:26· 來(lái)源:愛(ài)車兵團(tuán)
天下武功無(wú)堅(jiān)不摧,唯快不破。如何在汽車領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)快這個(gè)目標(biāo),在不同文化之下的汽車企業(yè),有著屬于自己的不同見(jiàn)解。資源豐富的美國(guó)車企,會(huì)以大排量、大功率的發(fā)動(dòng)機(jī),借助猛獸般的氣勢(shì)來(lái)提升速度。相比較而言,講究精細(xì)、效率化的車企
天下武功無(wú)堅(jiān)不摧,唯快不破。如何在汽車領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)“快”這個(gè)目標(biāo),在不同文化之下的汽車企業(yè),有著屬于自己的不同見(jiàn)解。資源豐富的美國(guó)車企,會(huì)以大排量、大功率的發(fā)動(dòng)機(jī),借助猛獸般的氣勢(shì)來(lái)提升速度。相比較而言,講究精細(xì)、效率化的車企,則以材料學(xué)為基礎(chǔ)將車身重量降低,從而實(shí)現(xiàn)唯快不破。
這兩種解決方案不能以偏概全地判斷誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò),更應(yīng)該說(shuō)是在不同背景下的最優(yōu)解而已。大排量、大馬力的快只是直路上的快,而輕量化的快則是無(wú)時(shí)無(wú)刻的快。隨著各國(guó)對(duì)于汽車排放、污染、環(huán)保等話題的深入,走大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的路線顯然是難上加難。因此,輕量化成為眾多車企選擇的路徑。
也許是改裝文化的深入,讓不少對(duì)汽車有一定興趣的群體,提及到輕量化第一時(shí)間想到的就是“快、性能、飆車”這些字眼。的確,輕1公斤真的是比增加10馬力還要快,但快其實(shí)只是結(jié)果之一,包括燃油經(jīng)濟(jì)性、排放等也是輕量化的正面效果。
得益于材料科學(xué)的飛速發(fā)展,以往只使用鋼鐵作為主要材料的汽車,逐漸融入了其它替代材料,碳纖維便是其中之一。碳纖維材料確切地的名稱應(yīng)該是:碳纖維增強(qiáng)聚合物或塑料,英文為CFRP,也就是俗稱的Carbon Fiber。
CFRP以重量輕、強(qiáng)度大備受業(yè)界青睞,將其視為未來(lái)汽車的發(fā)展方向之一。同樣體積的碳纖維材料部件重量?jī)H為傳統(tǒng)鋼制部件的20%到30%,而其強(qiáng)度卻為鋼的10倍以上。不過(guò),CFRP材料也有缺點(diǎn),其中最大的問(wèn)題那就是貴!所以碳纖維被多數(shù)使用在航空航天、軍事與航海等領(lǐng)域,當(dāng)然造價(jià)不計(jì)成本的賽車也是廣泛地使用碳纖維材料。至于普通汽車,使用碳纖維的相對(duì)較少。

碳纖維的缺點(diǎn)在于價(jià)格高昂,因此對(duì)于普通車型來(lái)說(shuō),使用可替代的金屬材料來(lái)減少鋼材的使用,便成為最主流的輕量化技術(shù)手段。以往靠堆砌普通鋼材、加大車身尺寸來(lái)緩沖撞擊力的時(shí)代已經(jīng)不合時(shí)宜。在碰撞應(yīng)力的位置,使用高強(qiáng)度鋼代替普通的鋼材,可以降低車用鋼板的厚度;并通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并采用激光拼焊、液壓成形、鋁合金低壓鑄造、半固態(tài)成型技術(shù)等實(shí)現(xiàn)輕量化。
既然保障安全的車身結(jié)構(gòu)和材質(zhì),都是以普通鋼材為主,那么動(dòng)力總成的部分自然而然也是如此。同樣是得益于材料學(xué)的發(fā)展,鋁合金材料被廣泛應(yīng)用在汽車之中。包括車身外表的蒙皮、變速箱箱體、前后懸架也都是使用鋁合金的主要部分。其次就是在發(fā)動(dòng)機(jī)的部分,整體質(zhì)量輕,是鋁合金廣泛出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的最大原因。其次散熱、運(yùn)轉(zhuǎn)慣性小等特點(diǎn),符合主流省油、減排的聲音。
在賽場(chǎng)上,我們都能見(jiàn)到內(nèi)飾被拆所剩無(wú)幾、甚至連后排座椅都拆掉的車型,目的很自然是減輕不必要的重量,為速度而追求。但作為普羅百姓的汽車,拆掉中控臺(tái)和空調(diào)等部分是缺乏實(shí)用價(jià)值。因此,在輕量化的道路上出現(xiàn)了新的方向,那就是座椅輕量化。
座椅輕量化不算是最新穎和尖端的汽車技術(shù),也并非是近來(lái)才被提及。應(yīng)用在車身上的輕量化思路,其實(shí)也適合用于汽車座椅方面。比如說(shuō)高強(qiáng)度鋼在座椅骨架的應(yīng)用研發(fā),高強(qiáng)度塑料以及復(fù)合材料的應(yīng)用,也能幫助座椅的重量減輕。
目前最新的座椅輕量化技術(shù),是將原本由沖壓金屬板組合在一起的骨架結(jié)構(gòu),縮減為管狀金屬與復(fù)合材料板材進(jìn)行組合,從而降低結(jié)構(gòu)重量。
總結(jié):將座椅的重量降低,以達(dá)到車身的輕量化,從解決思路來(lái)說(shuō)是可行的。但作為人體在汽車當(dāng)中起到基礎(chǔ)保護(hù)作用的物體,座椅的安全性首先要達(dá)到最基本的要求。這種輕量化的座椅能順利量產(chǎn)并使用在受眾面廣的車型上,對(duì)于消費(fèi)者和汽車技術(shù)領(lǐng)域而言都是一次飛躍的突破。
這兩種解決方案不能以偏概全地判斷誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò),更應(yīng)該說(shuō)是在不同背景下的最優(yōu)解而已。大排量、大馬力的快只是直路上的快,而輕量化的快則是無(wú)時(shí)無(wú)刻的快。隨著各國(guó)對(duì)于汽車排放、污染、環(huán)保等話題的深入,走大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的路線顯然是難上加難。因此,輕量化成為眾多車企選擇的路徑。
也許是改裝文化的深入,讓不少對(duì)汽車有一定興趣的群體,提及到輕量化第一時(shí)間想到的就是“快、性能、飆車”這些字眼。的確,輕1公斤真的是比增加10馬力還要快,但快其實(shí)只是結(jié)果之一,包括燃油經(jīng)濟(jì)性、排放等也是輕量化的正面效果。
得益于材料科學(xué)的飛速發(fā)展,以往只使用鋼鐵作為主要材料的汽車,逐漸融入了其它替代材料,碳纖維便是其中之一。碳纖維材料確切地的名稱應(yīng)該是:碳纖維增強(qiáng)聚合物或塑料,英文為CFRP,也就是俗稱的Carbon Fiber。
CFRP以重量輕、強(qiáng)度大備受業(yè)界青睞,將其視為未來(lái)汽車的發(fā)展方向之一。同樣體積的碳纖維材料部件重量?jī)H為傳統(tǒng)鋼制部件的20%到30%,而其強(qiáng)度卻為鋼的10倍以上。不過(guò),CFRP材料也有缺點(diǎn),其中最大的問(wèn)題那就是貴!所以碳纖維被多數(shù)使用在航空航天、軍事與航海等領(lǐng)域,當(dāng)然造價(jià)不計(jì)成本的賽車也是廣泛地使用碳纖維材料。至于普通汽車,使用碳纖維的相對(duì)較少。

碳纖維的缺點(diǎn)在于價(jià)格高昂,因此對(duì)于普通車型來(lái)說(shuō),使用可替代的金屬材料來(lái)減少鋼材的使用,便成為最主流的輕量化技術(shù)手段。以往靠堆砌普通鋼材、加大車身尺寸來(lái)緩沖撞擊力的時(shí)代已經(jīng)不合時(shí)宜。在碰撞應(yīng)力的位置,使用高強(qiáng)度鋼代替普通的鋼材,可以降低車用鋼板的厚度;并通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并采用激光拼焊、液壓成形、鋁合金低壓鑄造、半固態(tài)成型技術(shù)等實(shí)現(xiàn)輕量化。
既然保障安全的車身結(jié)構(gòu)和材質(zhì),都是以普通鋼材為主,那么動(dòng)力總成的部分自然而然也是如此。同樣是得益于材料學(xué)的發(fā)展,鋁合金材料被廣泛應(yīng)用在汽車之中。包括車身外表的蒙皮、變速箱箱體、前后懸架也都是使用鋁合金的主要部分。其次就是在發(fā)動(dòng)機(jī)的部分,整體質(zhì)量輕,是鋁合金廣泛出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的最大原因。其次散熱、運(yùn)轉(zhuǎn)慣性小等特點(diǎn),符合主流省油、減排的聲音。
在賽場(chǎng)上,我們都能見(jiàn)到內(nèi)飾被拆所剩無(wú)幾、甚至連后排座椅都拆掉的車型,目的很自然是減輕不必要的重量,為速度而追求。但作為普羅百姓的汽車,拆掉中控臺(tái)和空調(diào)等部分是缺乏實(shí)用價(jià)值。因此,在輕量化的道路上出現(xiàn)了新的方向,那就是座椅輕量化。
座椅輕量化不算是最新穎和尖端的汽車技術(shù),也并非是近來(lái)才被提及。應(yīng)用在車身上的輕量化思路,其實(shí)也適合用于汽車座椅方面。比如說(shuō)高強(qiáng)度鋼在座椅骨架的應(yīng)用研發(fā),高強(qiáng)度塑料以及復(fù)合材料的應(yīng)用,也能幫助座椅的重量減輕。
目前最新的座椅輕量化技術(shù),是將原本由沖壓金屬板組合在一起的骨架結(jié)構(gòu),縮減為管狀金屬與復(fù)合材料板材進(jìn)行組合,從而降低結(jié)構(gòu)重量。
總結(jié):將座椅的重量降低,以達(dá)到車身的輕量化,從解決思路來(lái)說(shuō)是可行的。但作為人體在汽車當(dāng)中起到基礎(chǔ)保護(hù)作用的物體,座椅的安全性首先要達(dá)到最基本的要求。這種輕量化的座椅能順利量產(chǎn)并使用在受眾面廣的車型上,對(duì)于消費(fèi)者和汽車技術(shù)領(lǐng)域而言都是一次飛躍的突破。
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