N海都记者 黄秀花
百度词条
汽车的轻量化:就是在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。
实验证明,若汽车整车重量降低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%。当前由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。
车子越重越安全,这是很多车主的一个共识,也可以说是个误解。
最典型的例子就是关于日本车和德国车的争议,人们好像更愿意买德国车,就是觉得德国车重它就安全。
“车子轻了不耐撞。”这是消费者们的迷思。
“车子能不能再轻一些?”这是专家们的研究方向。
双方有矛盾吗?其实没有。
因为“保证汽车的强度和安全性”是汽车轻量化的前提。
汽车轻量化就是为汽车瘦身,轻量化这一概念最先起源于赛车运动,它的优势不难理解,重量轻了可以带来更好的操控性,由于车辆轻,起步时加速性能更好,刹车时的制动距离更短。
而日前举行的汽车轻量化技术创新战略联盟媒体沟通会上,联盟秘书长张宁对媒体记者们表示:“现在汽车轻量化是全世界都在关注的问题,可以说轻量化是当前条件下实现节能减排最现实、最有效的手段。”
轻量化的概念并不新鲜,应用这些技术的车辆范围也在逐年扩大,而不断有新的技术被推向更多的汽车总成、零部件。
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。
有人预言,今后汽车的90%部分都将使用轻量化材料,等将来回头看,这一说法或许一点也不夸张。
政策背景
●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。
●汽车轻量化技术创新战略联盟于2007年12月成立,作为我国汽车行业的第一个技术创新战略联盟,联盟在成立之初就确立以目标车型轻量化,同时提高安全性为目标,将高强度钢开发应用技术等8项汽车轻量化共性关键技术列为联盟攻关重点。
要么瘦,要么死?
车企的轻量化选择
小S说,要么瘦,要么死。
而对于年产销量即将突破2400万辆的中国汽车业来说,轻量化也是车企的“不二选择”。
作为节能减排最简单而有效的方式,更轻的重量能直接带来油耗的降低。这种高端技术开始从附加值大的高端车型上,慢慢往下延伸。除了大家比较熟悉的在轻量化技术上走在前面的奥迪、宝马、奔驰等高端品牌外,国内合资品牌和自主品牌车企也纷纷把轻量化列为战略部署。
据一汽的材料专家王敢利透露,一汽正在就轿车四个车门、前后两块盖板采用铝合金制造的问题展开研发,目前一汽生产的高档汽车发动机缸体缸盖、变速箱的缸体等已用铝合金制造。以上海大众推出的全新明锐为例,通过设计轻量化、材质的轻量化以及工艺的轻量化,使得车身减重最多达到90公斤;其中,在动力系统上,轻量化的汽缸体就比一般的汽缸体重量要轻7公斤至10公斤。
自主品牌方面,市场销售表现不俗的一汽奔腾X80,与本田三代CR-V比较,减重90kg,减重率5.7%,但在碰撞安全性方面达到了C-NCAP五星——58.9分,这是自主品牌2012年以来C-NCAP测试的最高分。
而吉利主要是发力发动机减重,技术在发动机4G18大量使用了轻量化设计,包括塑料进气管,一些部件上也大量使用不锈钢,重量达到111.7kg,比国产所有同级发动机要轻得多,国内企业开发的比较新一代的16V发动机,重量一般也要达到140kg以上。
奇瑞汽车实现轻量化的重要途径之一是重视高强轻质材料的应用,而铝合金和镁合金是轻质材料的重要组成部分。锻造铝合金在底盘零部件得到批量应用,减重效果能达到50%以上;铝合金发盖内外板完成试制,重量降低30%,成本增加了2倍。而对镁合金来说,方向盘骨架100%采用镁合金,重量减轻25%以上。
轻量化的车身不仅带来节油优势、减少排放,更为重要的是它再次打破了车身越重越安全的认知误区。
关于汽车轻量化的迷思?
不是说车子越重越安全吗?
答:可以说这是个普遍的误解。车子不是越重越安全,轻量化也不是要牺牲安全为代价。拿安全碰撞来看,通过CNAP碰撞的丰田车,丰田的车重量跟大众比,它还是要轻,或者说它的车重与功率的比例,它的结构是充分优化的,完全符合安全法规的。
在安全方面不是这种线性关系:车越重越安全。“保证汽车的强度和安全性”是汽车轻量化的根本。
那材料越轻越安全?
答:车身越重不是越安全,材料越轻也不是越安全,关键是什么材料。即使很轻的材料,如果通过高强度的加工工艺,也能达到很轻、但它的弹性非常之好的效果,那也就越安全。
轻量化后,车子会更贵吧?
答:价格可能会提高,因为材料贵了,材料好,重量、质量就可以轻,车子的价格是和整个质量、重量和它的材料费用成正比关系的。不过,轻量化后,整车减重,油耗减少,可以节省不少油钱。
——轻量化车型链接——
奥迪A8
奥迪有几项具有代表性的技术,其中一项就是全铝车身。1994年奥迪推出了他们第一款全铝车身的车型A8。
奥迪A8是全世界第一辆采用全铝车身制造的量产轿车,也为豪华车的发展开辟了新领域。奥迪全铝车身框架结构(ASF)使用了质量轻的铝合金材质,与传统的钢制结构相比重量减轻约40%,其白车身重量为241公斤。
尽管只有顶级旗舰A8和超跑R8使用全铝车身,但其他车型也使用了很多轻量化的技术。例如现款奥迪A6就要比上一代扩大了铝合金材质的使用比例,减轻了3%的重量,但抗扭稳定性相提升了34%。
宝马5系
宝马采用轻量化技术的历史也很久远。不过,其初衷是为了达到更好的50:50配重平衡。主要的措施就是采用轻质材料:全铝车桥、镁铝合金发动机、部分碳纤维塑料。
5系整个车身前部均由铝合金构成,发动机舱内的加强筋其实也是铝合金的,宝马几乎在全系都用上这样的设计思想,不过体现得比较明显的还是5系以上车型。或许是因为5系太长,并且有更多可供轻量化的地方。
据了解,明年上市的新一代宝马5系将使用源自于7系的CFRP技术(轻量化车身技术)以降低车子的重量,提升燃油经济性。
奔驰E300
为了满足欧洲严苛的排放要求,奔驰在致力于通过减少车体本色的重量来减少油耗。在动力总成方面,奔驰有蓝色效能系列,而其在车身设计上也开始用铝合金。除了车身减重外,变速箱外壳部分采用了轻质的镁合金材质,同样属于轻量化技术。
据了解,奔驰新一代E级车(W213)会采用大量高强度钢材以及铝合金材料打造,个别车型重量将只有1.5吨左右,仅仅相当于部分A级车的重量。相比现款车型,则至少轻100千克。
马自达睿翼
马自达睿翼算是在同价位中推广轻量化最为积极的一款车型。相比上一代马自达6轿车,睿翼的尺寸全面增加,长、宽、高分别增加了85mm、15mm、5mm,轴距增加了50mm,而车身质量则减轻了4公斤。不过,睿翼采用的方法是使用重量更轻、强度更高的高强度钢板。车身上使用的高强度和超高强度的用材达到49%,最高强度达到1480兆帕,强度在同级车中是最高的,在提高车辆安全性的同时,减轻重量能有效降低油耗。睿翼在欧洲EURO NCAP、美国NHTSA和国内的 C-NCAP碰撞试验中均荣膺5星级安全评价。睿翼还拥有“2.0L的排量,1.6L的油耗”。