“车体轻量化”这一概念几乎在上个世纪就被各大车商强调,但在2017年之后,这一理念便成为了各大技术论坛峰会必谈的一个项目,无论是工业4.0还是新能源。似乎这一切都将“车体轻量化”推上一个新的高峰。但是,再不明白技术本质的本后的我们眼中“车体轻量化”是否是将车体制作材料缩水呢?以后的汽车车体是否会变得不堪一击呢?汽车氪小编带领大家深刻理解一下究竟何为“车体轻量化”
车体轻量化的意义
车体轻量化的最终意义并不是奔着成本去的。反而,在追求高质量的车体轻量化之后其制作的成本反而还会变高,在工业制造领域,车体轻量化的最终意义是为了“节能”“减排”而言的。当然这是站在制造加工“终端”而言的。但是这个意义却极其重大!
实验研究表明,汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。当然这是使用角度而言的。
再举个例子,如果一辆一吨重的车的材料制作,无论是冶炼还是生产用电,还是制造加工,如果每辆车减重100kg,那么十辆车所节能减排的意义将大于制造一辆车的效果。
车体坚固的概念
其实对于汽车制造而言,减重是一件极其困难的事情。因为这涉及到空间结构学,外观设计,空间设计。每改变一点点对于一部车都不异于一次大改。而目前车体所采用的都是有金属板材制作而成的钣金件焊接而成。如果说决定一辆车是否坚固,在汽车制造领域而言有两个最大的因素,第一个是材料的属性与结构的设计。而这其中,重量并不是决定因素。材料的属性取决于金属的屈服度、抗拉伸能力与抗剪切能力。而且为了高质量的焊接,消减材料厚度在制造业一向被视为技术的禁区。因为那样会大大增加成品车的失败率。
通过实验,确保汽车撞击强度很大程度上取决于结构。因次,这考量了汽车设计师的设计水平,要充分将三角力学结构融入每一个钣金的设计中,而本田则是采用在钣金件上打孔的方式减轻重量,同时每一个中控的孔还不能影响钣金的受力结构。车企们发现,优化后的车体结构更不容易使车体在撞击时形变。因此“车体轻量化”在目前技术交流中,车体结构设计,空间结构设计成为了重点。
多种新型材料的应用
被称之为最有效的“车体轻量化”是在新型材料上的研发。轻量化材料主要包括碳纤维、铝合金、镁合金、钛合金、工程塑料、复合材料和高强度钢等,这些材料的研发无意是对冶金等多领域加工制造业的技术的革新。目前应用较广的是针对铝和碳纤维的研发。目前很多超跑品牌都会采用碳纤维来做车身,而齿轮则采用更加抗磨抗损的工程塑料等。由于一些特殊性能,车辆性能得到了大幅度的提高