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汽車誕生至今已經(jīng)一個多世紀了,在其發(fā)展的過程中,節(jié)約燃油始終是汽車研發(fā)者努力的方向,這也引出一個新的設計方向:輕量化結構。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,但是輕量化對于電動車依然非常重要。燃油車方面,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4升以內(實際道路上不可能)。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,我們就來談談輕量化的話題。
大家都知道的鋁合金材料,其實算是輕量化最簡單粗暴的方式。
有不少高檔車都應用了大量鋁合金材料作零部件,比如前后防撞梁、水箱框架、機器蓋、翼子板、前后懸掛的擺臂、副車架,這是整車輕量化最簡單粗暴的一種方案,因為沒有任何技術含量,只要錢到位都能做出來,整車鋁合金除外。鋁合金吸能效果好,應用于車輛前部防護結構中,當車輛發(fā)生碰撞事故時,鋁合金的防撞梁能更好的吸收撞擊能量,由于自身較軟,就能夠降低對被撞行人的傷害。當然這也會導致車身受損更加嚴重,沒什么比生命更寶貴的,所以關鍵時刻犧牲一輛車是必要的。
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量輕、強度高,可以有效的降低簧下質量,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。
除了鋁合金之外的輕量化有哪些:金屬零部件偷輕處理。
事實上,真正的輕量化處理,肯定是不能以犧牲安全性為代價,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。主要還是談談真正的不影響安全性能的輕量化設計。
1、樹脂材料的多應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,很多時候都無法把樹脂材料加工到滿意的程度。其實現(xiàn)在可以在車內很多部位看到樹脂的應用,高強度的樹脂材料甚至比低強度的普通金屬更堅硬。
機艙內的保護罩,底盤的護板,甚至是油箱也從之前的鐵質變成了全樹脂結構。不過目前還是有極個別廠商的低端產(chǎn)品在使用鐵質油箱(比如起亞智跑)。鐵油箱的優(yōu)點是比較耐擠壓,缺點是碰撞事故有起火花的風險,內部易生銹,油箱的形狀也固定為立方體。樹脂油箱的優(yōu)點是可以根據(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險,最重要的就是質量輕。缺點就是遭到重大外力擠壓后會破損,但是幾率并不大。
2、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凸起的結構,不但做到了輕量化,還能使得結構強度有所提升,安全性得到了保證。
這些孔洞并不是隨隨便便就打上去的,一般都要經(jīng)過計算機的精密模擬計算,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,適當增加隔音材料進行填補。
3、一體成型式地氈材料取代傳統(tǒng)多層棉墊,這其實是一個新方向。車內地氈層分為四五層結構,作用主要是把保證車內地板平整度、增強隔音性、提升舒適性。然而地氈層其實整體重量非常沉,現(xiàn)在很多廠商開始應用一體成型發(fā)泡式地氈,簡單的可以理解為只有一層結構(多層壓制整合),質量輕異味小,間接對整車輕量化起到了一定的作用。
總結:隨著技術的不斷提升,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,因為電池和電控系統(tǒng)的重量給續(xù)航里程帶來了很大的問題,電動車的減重遠比燃油車重要的多。
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