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汽车减重的“前世今生”

2017-12-22 15:06:52 作者: 来源:东风热线

在不久前刚结束的两院院士增选中,汽车行业增加了2个领域的4位院士,分别来自“新能源”和“轻量化”,足见该领域对我国汽车产业升级的重要性,更不难看出汽车产业未来发展的趋势。

说起“新能源汽车”,因造车运动集中爆发,公众耳熟能详的就有:乐视、奇点、小鹏等,关注颇多。反倒是“汽车轻量化”,经常存在于实验室和车间,不太被大众熟知。

汽车减重更环保、更安全

汽车轻量化,顾名思义是给车减重。为了满足人们不断提高的需求,在速度之余,汽车还不断追求更安全、更舒适。于是,安全配件、电子设备更多了,轴距更长、内饰更壕、尺寸更大了,为了拉动这些,小马又换成了大马,最后,车就一口一口地吃成了“胖子”。

除去油耗和排放法规的驱动,过重的汽车就像肥胖的人一样,会伴随着种种负面影响,如油耗高、操控差、加速慢、制动弱等,运动起来,还会各种力不从心!相比下来,轻量化的优势就很明显了,尤其在降低油耗、增强动力、提升操控上表现突出。

汽车轻量化如何减重?有没有减配?有没有偷工减料?

最初,车子确实曾经“节食”过,通过减少用料、零件和打孔等方式减重,但当汽车各部位用料已经控制到极致后,为了不影响汽车的强度和安全性能,“锻炼”成为了唯一的办法——主要是通过对材料、工艺、结构的优化升级减重。

安全性方面,汽车减重,伴随着油耗和排放的降低,加速和操纵性能的提升,由于制动距离缩短,也一定程度上提升了安全性。

追求轻量化对车企的技术要求非常高,并不是所有的车企都具备成熟的技术,其次,轻量化材料的价格也更昂贵,在价格战如此激烈的汽车市场,消费者愿不愿意为此买单也是一个问题。

高端车型“刚柔并济”

常见的轻量化材料分为金属和非金属。金属材料主要包括高强度钢、铝合金、镁合金,钛合金等;非金属材料包括工程塑料和复合材料等,其中就有目前风头正劲的碳纤维。

碳纤维除了价格比较高以外,由于其兼具碳材料和纤维的双重优良特性,质量比钢、镁、钛、铝轻,但强度和模量(材料受力变形的难易程度)更高,可谓是“刚柔并济”。

碳纤维,是一种含碳量在95%以上的纤维材料,由片状石墨堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到。

除了上文提到的优点,碳纤维还具有较好的模态(提高整车NVH性能),设计自由度大、集成能力强(大量减少零件个数和装配工序),很好的能量吸收率(提升整车碰撞吸能能力),高的振动阻尼(提高整车疲劳强度)等特点。

但同时,碳纤维也有缺点,而且还不小,就一个字,“贵”。其“黑色黄金”的称号就是这么来的。

目前市场上铝合金的车身占主流,很多车型如奥迪A8、捷豹XFL、特斯拉等均已采用全铝车身。

而大规模采用碳纤维已经实现商业化的当属宝马,宝马7系730Li的车重只有1830kg,甚至比全铝车身的奥迪A8L 30FSI还要轻90kg。其实宝马已经不是第一次这么干了,之前在i3电动和i8混合动力车型中,碳纤维已经成为其车身架构的主要材料。

目前,各大主机厂对碳纤维的应用和研发也在如火如荼地进行着。

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