在日益提倡環(huán)保、節(jié)能的今天,汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的潮流。據(jù)統(tǒng)計,汽車車身約占總重量的30%,空載時約70%的油耗用在車身質(zhì)量上,所以車身輕量化是汽車“減肥”的關(guān)鍵。
“這是用在汽車上的前防撞梁,現(xiàn)在汽車要朝著安全且節(jié)能減排的方向發(fā)展,核心就是輕量化,汽車自身減重,鋼板就需要變薄,同時強度還不能減弱?!痹诤颖碧其摰恼箙^(qū)內(nèi),現(xiàn)場負(fù)責(zé)人指著一個已經(jīng)變形的前防撞梁模型告訴記者,汽車碰撞產(chǎn)生的能量通過鋼板前半截的變形來吸收,后半截完好無損,能夠有效保護(hù)駕駛艙的安全。“減了重,不僅跑得遠(yuǎn),而且更安全、環(huán)保、節(jié)能?!?
展會現(xiàn)場一組宣傳組圖提示,車身重量與排放有一定聯(lián)系,車輛質(zhì)量每下降100kg,百公里油耗降低0.3-0.6升。同樣,在新能源汽車領(lǐng)域,如果純電動汽車整車重量能降低10%,那么平均續(xù)航里程將會增加5%-8%。
專家介紹,汽車輕量化,首先想到的就是使用重量輕、強度高的新材料,比如鋁合金、鎂合金、碳纖維和工程塑料等。耳熟能詳?shù)木褪卿X合金,目前絕大多數(shù)新產(chǎn)品都會使用。鋁的重量只有鐵的1/3,并且回收利用率高,汽車中的鋁有85%是可以回收的,是鐵的兩倍。1990年,本田推出的NSX跑車是世界上最早量產(chǎn)的使用全鋁車身的車型?,F(xiàn)在很多廠家會使用高強度鋼板,在同等情況下可以做到更薄更輕,這些材料就是在普通鋼中加入一些稀有金屬的合金,對加工工藝要求更高。
“先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料是未來高效汽車設(shè)計的重要基礎(chǔ)。迄今為止,各種汽車?yán)锩媸褂玫牟牧线€是以金屬材料為主。要大幅度降低汽車重量、提高汽車能源效率,最主要的問題是如何解決強度和韌性兩個互相矛盾的問題?!毕愀鄢鞘写髮W(xué)副校長、法國國家技術(shù)科學(xué)院院士呂堅告訴記者,香港城市大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料中心最近在做各種類型納米結(jié)構(gòu)鋼,一般汽車鋼板都是1-1.5毫米厚的鋼板,如果進(jìn)行納米處理,可大幅度提高材料的強韌性。
中國汽車工程學(xué)會常務(wù)副理事長張進(jìn)華表示,目前,我國輕量化技術(shù)已取得長足進(jìn)步,在某些方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。例如寶鋼全球首發(fā)鋁硅鍍層熱成形鋼激光焊接新技術(shù)、鞍鋼全球首發(fā)輕質(zhì)雙相鋼等。
針對目前在材料研究方面的短板,中國工程院院士、寶鋼股份中央研究院武漢分院院長毛新平表示,主要問題是基礎(chǔ)研究薄弱、原創(chuàng)技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的不多、轉(zhuǎn)化率不高。他提出,一方面社會各界應(yīng)該重視基礎(chǔ)研究,加大投入和創(chuàng)新力度,另一方面采用產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式,建立良好的有利于科研成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的機制。
有了更先進(jìn)的輕量化材料,再用上更先進(jìn)的制造工藝,進(jìn)一步降低車重,還需要在設(shè)計環(huán)節(jié)上想辦法。汽車結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,最優(yōu)化的設(shè)計可以減少很多不必要的東西,對減輕汽車的重量作用巨大。如今計算機輔助設(shè)計、計算機輔助工程以及3D打印等技術(shù),為更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了可能。
中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的1.0版《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》,描繪我國汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)未來15年的發(fā)展藍(lán)圖,而汽車輕量化正是路線圖規(guī)劃的七大領(lǐng)域之一,其發(fā)展目標(biāo)為:到2020年、2025年、2030年整車比2015年分別減重10%、20%、35%。
“輕量化是汽車行業(yè)永恒的主題,要實現(xiàn)輕量化必須創(chuàng)新?!敝袊嚬こ虒W(xué)會名譽理事長付于武介紹,汽車輕量化真正要達(dá)到世界先進(jìn)水平,就要打通創(chuàng)新鏈,使產(chǎn)學(xué)研深度跨界融合。當(dāng)前,汽車正站在輕量化技術(shù)的風(fēng)口,“輕裝”前行,未來可期。
記者 李 源 實習(xí)生 李鑫津