汽車誕生至今已經(jīng) 130 多年了,在一個多世紀(jì)的發(fā)展過程中,節(jié)約燃油始終是汽車研發(fā)者努力的方向。然而在電動車鋪天蓋地的時代,燃油車似乎已經(jīng)走到了生命末期。雖然廠商們絞盡腦汁努力,也沒見哪款車的百公里綜合油耗真的能控制在 5 升以內(nèi)。千萬不要提實(shí)驗(yàn)室里的數(shù)據(jù),誰能在實(shí)際道路上跑出工信部油耗那都算奇跡。當(dāng)然,燃油車肯定不會快速消亡,在和電動車共存的日子里,還是要在輕量化上下功夫,這是節(jié)約燃油的一個有效途徑,今天我們就來談?wù)勢p量化這個有意思的話題。
鋁合金材料的應(yīng)用是輕量化最簡單粗暴的方式
很多高檔車都應(yīng)用了大量鋁合金材料作零部件,比如前后防撞梁、水箱框架、機(jī)器蓋、翼子板、前后懸掛的擺臂、副車架等等,這是整車輕量化最簡單粗暴的一種方案,因?yàn)橹灰X到位都不是問題,技術(shù)含量并不高(整車鋁合金除外)。事實(shí)上,鋁合金除了輕量化,還有如下一些優(yōu)勢:吸能效果好,比如應(yīng)用于車輛前部防護(hù)結(jié)構(gòu)中,當(dāng)車輛發(fā)生碰撞事故時,鋁合金的防撞梁能夠更好的吸收撞擊能量,由于自身較軟的特效,可以降低對被撞行人的傷害,當(dāng)然這也會導(dǎo)致車身受損更加嚴(yán)重(同時不會提升車內(nèi)人員的安全風(fēng)險),沒什么比生命更寶貴的,所以關(guān)鍵時刻犧牲一輛車是必要的。
但是鋁合金材料還有一個問題就是成本太高,同樣的零部件,換成是普通的鋼制材料就能省下至少一倍的費(fèi)用。所以只有比較貴的車型才會使用。鋁合金的后懸掛下擺臂質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,可以有效的降低簧下質(zhì)量,進(jìn)而讓車輛的動態(tài)穩(wěn)定性能更好,整車行駛更加舒適。雖然鋁合金有這么多好處,但是一個成本高就足以影響其普及,所以汽車廠商們還想出了很多輕量化的方案。
金屬零部件偷輕處理 降低重量不能影響安全
真正的輕量化處理,肯定是不能以犧牲安全性為代價的,目前有些低端車型為了降低制造成本,在很多地方偷工減料,這個話題我們會在另外的文章里進(jìn)行介紹。下面主要還是談?wù)務(wù)嬲牟挥绊懓踩阅艿妮p量化設(shè)計(jì)。
1、金屬零件采用打孔、鏤空處理,并將金屬材料沖壓加工成異形突起結(jié)構(gòu),不但做到了輕量化,還能使得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所提升,安全性得到了保證。
當(dāng)然,這些孔洞并不是隨隨便便就打上去的,一般都要經(jīng)過計(jì)算機(jī)的精密模擬計(jì)算,得出打孔方案,這樣才能避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。如果是涉及到有空氣流通的地方,還要考慮噪音的影響,適當(dāng)增加隔音材料進(jìn)行填補(bǔ)。
2、樹脂材料的應(yīng)用,也是輕量化的一個方向。在很多年前,汽車零部件的加工成型手段并不如現(xiàn)在這么先進(jìn),很多時候都無法把樹脂材料加工到滿意的程度?,F(xiàn)在可以在車內(nèi)很多部位看到樹脂的應(yīng)用,高強(qiáng)度的樹脂材料甚至比低強(qiáng)度的普通金屬更堅(jiān)硬。
機(jī)艙內(nèi)的保護(hù)殼,底盤的護(hù)板,甚至是油箱也從之前的鐵質(zhì)變成了全樹脂結(jié)構(gòu),這是汽車工業(yè)的一個大進(jìn)步。不過目前還是有極個別廠商的低端產(chǎn)品在使用鐵質(zhì)油箱。鐵油箱的優(yōu)點(diǎn)是比較耐擠壓,缺點(diǎn)是碰撞事故有起火花的風(fēng)險,且內(nèi)部易生銹,油箱的形狀也比較固定。而樹脂油箱的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)底盤的空間來任意成型,做成異形非常簡單。也沒有摩擦起火花的風(fēng)險,最重要的就是質(zhì)量輕。缺點(diǎn)就是遭到重大外力擠壓后會破損而不是像鐵油箱那邊被擠癟。
3、一體成型式地氈材料取代傳統(tǒng)多層棉墊,這算是一個新方向。車內(nèi)地氈層分為四五層結(jié)構(gòu),作用主要是把保證車內(nèi)地板平整度、增強(qiáng)隔音性、提升舒適性。然而地氈層其實(shí)整體重量非常沉,現(xiàn)在很多廠商開始應(yīng)用一體成型發(fā)泡式地氈,簡單的可以理解為只有一層結(jié)構(gòu)(多層壓制),質(zhì)量輕異味小,間接對整車輕量化起到了一定的作用。
隨著技術(shù)的不斷提升,汽車輕量化的問題將得到更好的改善。在電動車時代,輕量化更是一個核心問題,因?yàn)殡姵睾碗娍叵到y(tǒng)的重量給續(xù)航里程帶來了很大的問題,電動車的減重遠(yuǎn)比燃油車重要的多。