新材料与工艺手册

轻量化设计和材料在汽车开发过程中的应用

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发表于 2015-7-27 00:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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采埃孚(ZF)作为一家历史悠久的汽车零部件全球领先企业,在陪伴汽车产业发展的过程中不断完善自己,同时展望未来。我们认为未来汽车的发展方向主要有轻量化、电气化、高效和交互功能等。
       

轻量化设计和材料在汽车开发过程中的应用

轻量化设计和材料在汽车开发过程中的应用

        采埃孚中国投资有限公司产品研发经理朱治国先生

        在汽车逐渐在普通消费者群体内日渐普及的过程中,汽车内部的功能也日渐丰富,这使得汽车的重量也在飞速上涨。以大众高尔夫为例,上世纪70年代的初代大众高尔夫汽车的重量约为700?kg,而最新的第七代大众高尔夫汽车的重量已经超过了1?200?kg。因此,通过使用轻质材料是减轻汽车重量的有效方式。
        根据测算,如果汽车的重量降下降100?kg,其每行驶100?km所消耗的燃油量可降低0.3?L,每行驶100?km所排出的CO2量也相应下降7.5?g。欧盟最新颁布的排放法规要求,将在2025年,将汽车的碳排放量降低到70?g/100?km。“这是一条非常严格的规定,目前汽车的碳排放量远高于未来的阶段性目标。” 朱志国先生表示,“汽车制造商必须通过大幅降低汽车的重量才有可能在未来满足相应的法规。”
        ZF目前正在用增强型复合纤维塑料(FRP)开发新产品,这种材料的减重效果很好。朱志国先生介绍道:“以制动踏板为例,使用FRP材料混个塑料制造的制动踏板可比金属材料制造的制动踏板减重接近50%。”ZF在更为熟悉的汽车底盘系统领域,也在用复合材料制造悬挂系统——复合材料板簧轴(Composite Leaf Spring Axle)。
        Composite Leaf Spring Axle系统将传统四连杆系统的控制臂、螺旋弹簧和平衡杆的功能全部集成到了复合材料板簧上,减少了零部件的数量进而大幅降低整套悬挂系统的重量。朱志国先生还强调,在底盘轻量化结构的开发初期,需要对材料的特性进行分析、在设计出完整的系统后需要做仿真验证,最后还要加载在测试台架上做耐久性测试,从而确保轻量化设计的性能。
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