早些年有些很奇怪的謠言流傳開來,說什么“車越重越安全”“越重的車在高速行駛越穩”,汽車輕量化研究人員也哭暈在廁所了好嗎。這些謠言回想起來真的很可笑啊,但當時還是有人一本正經地吹牛逼讓吃瓜群眾覺得有道理。現在吃瓜群眾早就提高了自己的姿勢水平,都知道車重不等于安全,就好像看起來胖的人不一定強壯一樣的道理,所以我主編也從不讓我幫忙搬輪胎。
汽車輕量化對節能減排有著非常重的作用,同時輕量化還能降低汽車的減速加速度,從而增加車輛的被動安全性。當然實現節能環保這一重要問題,除了輕量化,發展新能源車和提高發動機熱效率都是目前汽車企業發展中迫切需要的。
一、材料輕量化
●高強度鋼
高強度鋼應該是我們最近幾年聽的比較多的材料之一了,目前在車身上使用量也比較大。高強度鋼是依靠自身超高的強度等級來減薄鋼板厚度,也就是以此代替了原本的普通鋼材,重量更輕,性能卻更高了。雖然高強度鋼不是輕量化材料中表現最優異的,但出于研發效率、整車成本的因素限制,以及高強度鋼的性價比、長年所累積下來的制造技術優勢和成型經驗,這些都決定了目前更多車企在車身輕量化技術的研發方向會更多的翻鋼強度鋼的牌。鋼強度鋼主要用于中通道、地板、AB柱、車門防撞桿等關鍵部位。上圖為Jeep全新指南者的車門防撞桿,指南者的整車車身使用了64%的高強度鋼打造。
●鋁合金
鋁合金的用量在汽車領域正逐漸增加,而且類型多樣化,有成為未來車身主材的趨勢。
●復合材料
復合材料主要是由兩種或兩種以上不同性質的材料組成,復合后的性能要比單一的材料要優秀不少。值得一提的是碳纖維復合材料,這種材料的不僅質量非常輕,強度更是鋼材的數倍,同時它還有很好耐熱性、耐腐蝕性,是非常理想的汽車輕量化材料,在賽車、超跑上使用得較多。上圖為邁凱輪P1的MonoCage碳纖維車身。
二、優化車身設計
●車身結構優化設計
車身優化設計是很重要的輕量化方案,也在眾多車企中被設計師們所青睞,它能在盡量少地增加成本的基礎上能做到比較理想的效果。
●車身結構布局
在科技發達的今天,計算機是個非常好的輔助工具,不僅能提高研發效率還能降低研發成本。
三、 制造工藝提升
●先進的制造工藝
其中值得一提的是有許多車型采用了差厚板的工藝技術,這種技術可以讓工程師們對零部件的受力情況和結構優化材料,相比等厚度的板材,差厚板不僅減少了材料用量,同時還實現了性能的合理分布,在減輕重量的同時實現了性能的提高。
熱沖壓成形技術這個名字大家或許都耳熟能詳了,畢竟前陣子也是網紅過一回。熱沖壓成型技術是一項專門用于高強度鋼板沖壓件成型的技術,通過這種方法制得的沖壓件強度可以達到1000MPa以上,熱成型件在對提高車身安全性和舒適性有著一定的作用,同時還能減輕車身質量、控制回彈、提高零件尺寸精度,在A、B柱、車門防撞梁、前縱梁、地板橫梁、鉸鏈加強板等關鍵部件上使用較多。
●先進的連接工藝主要有激光焊接技術、結構膠粘接技術等
焊接雖然看起來對材料在重量上的影響只是很小的一部分,但激光焊接這個技術在輕量化的貢獻上不僅是在焊點上減重這么簡單,激光焊接對焊接材料的要求較低,可焊材質種類范圍大,亦可相互接合各種異質材料,對實現多種材料混合使用的輕量化車身有著很重要的作用。結構膠粘接技術更是厲害,在航空領域也有廣泛的使用。
輕量化的缺點是?
汽車輕量化可能曾經被誤解過,如今隨著大家對汽車知識更深入的了解,最后也算是沉冤得雪了。如果非要說汽車輕量化有什么缺點的話,大概唯一的缺點是價格方面的。在輕量化材料的使用上稍微一不小心,成本就會飆升,成本過高導致的無疑是車輛的售價,售價在一定的情況下影響著銷量。所以在輕量化這方面,對設計師工程師們來說可能是“多十匹不如少一斤”,然而對于消費者來說,“少一斤不如少花錢”,在這么一個現實環境下,對輕量化材料、成本和優化結構設計方面找到一個最佳的平衡點是最為關鍵的。
總結:
如果您能通篇看完本文,你一定就會有所了解,汽車車身輕量化并不只是單純的減輕重量,而是在減重的同時,不僅不會降低性能,反而還會在原來性能水平上有所提高,也就是科學的輕量化不僅節能減排,在安全性上也有提升。而“車越重高速行駛越穩”這種偽命題,當然是在你如果你懂點汽車空氣動力學的基礎上來說,這個問題自然也就就不攻自破了。
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