用科技实现汽车轻量化的安全与环保
“汽车轻量化”已经是常常被人们说起的热门词语,也是汽车行业一个受到广泛重视的发展方向。有的企业在轻量化材料上做文章,有的在细微的零部件上做减重,其目的不外乎在确保安全性的同时,提高汽车的环保性和燃油经济性,保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染,从而满足当代市场的需求。
自汽车轻量化这一伟大创意诞生以来,人们对于此项技术是否会牺牲车辆安全性的猜忌,似乎从未停止过。多数人都觉得车体越重,越厚,变越可以在对抗事故的时候表现出更出色的安全性。这种认识也让很多时候人们对新材料技术的安全性缺乏信心。其实,“汽车轻量化”安全与环保并存的愿望是可以用科技的手段实现,让绿色与安全的共赢。
用科技实现汽车轻量化的环保
我国计划于2016年实施的《乘用车燃料消耗量限值》《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》要求,到2020年,重量在980公斤至1090公斤的传统轿车百公里油耗将降到4.5升。这令汽车企业走轻量化路线显得尤为迫切。
研究数据显示,汽车车身自重约消耗70%的燃油,若整车重量降低10%,燃油效率可提高6%到8%;车重降低1%,油耗可降低0.7%;汽车整车质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3升到0.6升,广泛采用轻量化技术,能使汽车兼具高效动力和杰出的燃油经济性。在大力倡导节能减排的大背景下,对于年产销量即将突破2400万辆的汽车业来说,轻量化自然成为车企的“不二选择”。
在业内专家看来,汽车轻量化可从设计轻量化、采用轻质材料替代钢铁、改进制造工艺和提高现有材料强度减少材料重量四方面实现,其中,正在被广泛运用的是采用铝合金、镁合金、增强塑料、玻璃纤维、碳纤维复合材料等替代钢铁材料。
另外,源于欧洲的液压成形工艺在国外有着广泛的应用。该工艺可以减轻重量,节约材料,减少了结构的零件数量与焊接,减少零件和模具数量,减少后续机械加工和组装焊接量,从而提高产品品质,使产品状态以及一致性得到有效控制。提高零部件的强度和刚度,尤其是疲劳强度,同时降低生产成本。
随着汽车工业的快速发展,“环保、轻质、节能”成为重要的发展方向,实现轻量化的技术也越来越多样化。
用科技实现汽车轻量化的安全
在14日举行的汽车轻量化创新成果媒体沟通会上,吉林大学汽车工程学院教授、汽车轻量化技术创新战略联盟专家委主任王登峰在接受采访时表示,轻量化技术与汽车产品的安全性并没有直接关系,反而通过优化的结构设计,高强度的材料,以及先进的制造技术可以提升轻量化汽车的碰撞安全性。也就是说,“汽车轻了,并不等于安全性差了。”
汽车轻量化技术是通过优化设计,通过先进的框架结构车身设计;采用高强度的结构材料,例如高强度钢、高强度铝合金;以及先进的制造技术,例如内高压成形技术、激光拼焊技术等;来实现,这就需要先进高强度材料的研发和应用。
新材料的应用绝不是对原有材料的简单替代,单纯换材料可能导致因缺乏整车和零件优化设计,导致车辆NVH、被动安全性等性能劣化和其他一系列问题;因缺乏零件的测试标准和评价方法,导致车辆可靠性、耐久性出现问题。而“安全”的轻量化是一个涉及到技术、经济、安全、环境等诸多方面的复杂系统工程,需要从材料到零部件优化设计和检测技术、先进制造技术、材料回收与再生技术、零部件维修技术等一系列关键支撑技术的突破。
所以,实现轻,必须在整车设计优化、零件开发和评价和新材料开发、模具开发、工艺、装备等方面下足功夫,缺一不可。让正确的材料用在正确的地方;正确的技术用在正确的地方。
“保证汽车的强度和安全性”是汽车轻量化的根本。轻量化与安全性并不矛盾。通过对2007年到2013年上半年期间105款车型的轻量化水平与安全星级的分析,碰撞星级与整车轻量化指数和名义密度的数据关系十分分散,车辆的轻量化与安全性并非矛盾的对立体。事实证明,在各种新的设计理念、新技术、新材料和新工艺的集成应用下,完全可以实现安全性、轻量化水平的共同提升。
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