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汽车结构轻量化不光只靠铝合金

2020-2-27 13:40 135 0 来自: 牛车网
简介
【汽车轻量化在线】汽车诞生至今已经一个多世纪了,在其发展的过程中,节约燃油始终是汽车研发者努力的方向,这也引出一个新的设计方向:轻量化结构。在电动车铺天盖地的时代,燃油车似乎已经走到了生命末期,但是轻 ...


【汽车轻量化在线】汽车诞生至今已经一个多世纪了,在其发展的过程中,节约燃油始终是汽车研发者努力的方向,这也引出一个新的设计方向:轻量化结构。在电动车铺天盖地的时代,燃油车似乎已经走到了生命末期,但是轻量化对于电动车依然非常重要。燃油车方面,虽然厂商们绞尽脑汁努力,也没见哪款车的百公里综合油耗真的能控制在4升以内(实际道路上不可能)。燃油车肯定不会快速消亡,在和电动车共存的日子里,还是要在轻量化上下功夫,这是节约燃油的一个有效途径,我们就来谈谈轻量化的话题。


大家都知道的铝合金材料,其实算是轻量化最简单粗暴的方式。

有不少高档车都应用了大量铝合金材料作零部件,比如前后防撞梁、水箱框架、机器盖、翼子板、前后悬挂的摆臂、副车架,这是整车轻量化最简单粗暴的一种方案,因为没有任何技术含量,只要钱到位都能做出来,整车铝合金除外。铝合金吸能效果好,应用于车辆前部防护结构中,当车辆发生碰撞事故时,铝合金的防撞梁能更好的吸收撞击能量,由于自身较软,就能够降低对被撞行人的伤害。当然这也会导致车身受损更加严重,没什么比生命更宝贵的,所以关键时刻牺牲一辆车是必要的。

铝合金材料还有一个问题就是成本太高,同样的零部件,换成是普通的钢制材料就能省下至少一倍的费用,所以只有比较贵的车型才会使用。铝合金的后悬挂下摆臂质量轻、强度高,可以有效的降低簧下质量,让车辆的动态稳定性能更好,整车行驶更加舒适。虽然铝合金有这么多好处,但是一个成本高就足以影响其普及。

除了铝合金之外的轻量化有哪些:金属零部件偷轻处理。

事实上,真正的轻量化处理,肯定是不能以牺牲安全性为代价,目前有些低端车型为了降低制造成本,在很多地方偷工减料。主要还是谈谈真正的不影响安全性能的轻量化设计。

1、树脂材料的多应用也是轻量化的一个方向。在很多年前,汽车零部件的加工成型手段并不如现在这么先进,很多时候都无法把树脂材料加工到满意的程度。其实现在可以在车内很多部位看到树脂的应用,高强度的树脂材料甚至比低强度的普通金属更坚硬。

机舱内的保护罩,底盘的护板,甚至是油箱也从之前的铁质变成了全树脂结构。不过目前还是有极个别厂商的低端产品在使用铁质油箱(比如起亚智跑)。铁油箱的优点是比较耐挤压,缺点是碰撞事故有起火花的风险,内部易生锈,油箱的形状也固定为立方体。树脂油箱的优点是可以根据底盘的空间来任意成型,做成异形非常简单。也没有摩擦起火花的风险,最重要的就是质量轻。缺点就是遭到重大外力挤压后会破损,但是几率并不大。

2、金属零件采用打孔、镂空处理,并将金属材料冲压加工成异形凸起的结构,不但做到了轻量化,还能使得结构强度有所提升,安全性得到了保证。

这些孔洞并不是随随便便就打上去的,一般都要经过计算机的精密模拟计算,得出打孔方案,这样才能避免共振现象的发生。如果是涉及到有空气流通的地方,还要考虑噪音的影响,适当增加隔音材料进行填补。

3、一体成型式地毡材料取代传统多层棉垫,这其实是一个新方向。车内地毡层分为四五层结构,作用主要是把保证车内地板平整度、增强隔音性、提升舒适性。然而地毡层其实整体重量非常沉,现在很多厂商开始应用一体成型发泡式地毡,简单的可以理解为只有一层结构(多层压制整合),质量轻异味小,间接对整车轻量化起到了一定的作用。

总结:随着技术的不断提升,汽车轻量化的问题将得到更好的改善。在电动车时代,轻量化更是一个核心问题,因为电池和电控系统的重量给续航里程带来了很大的问题,电动车的减重远比燃油车重要的多。


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