汽车轻量化有哪些方法技术


汽车轻量化有哪些方法技术背景
有研究数字显示,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%;若滚动阻力减少10%,燃油效率可提高3%;若车桥、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7% 。
汽车车身约占汽车总质量的30%,空载情况下,约70%的油耗用在车身质量上 。因此,车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益 。
汽车的轻量化是目前汽车工业发展中一项非常重要的项目,而汽车的轻量化表现在很多的方面,比如底盘的轻量化、内饰的轻量化、动力总成的轻量化等等,当然,车身的轻量化表现的最明显 。一般实现车身轻量化会通过这样三种途径:一是应用高强度和轻质材料,二是优化车身结构,三是运用先进的制造工艺技术 。

汽车轻量化有哪些方法技术
汽车上常见的合金材料大多为铝合金、镁合金 。其中铝合金是现阶段应用最广、最为常见的汽车轻量化材料,曾有研究表明铝合金在整车中最多可以使用540kg,这样的情况下汽车将减重40%,奥迪、丰田等的全铝车身就是很好的例子 。
镁合金也是一种强度较大的合金材料,现阶段我们可以在汽车轮毂、离合器等部件上看到它的身影,尽管它比铝合金更轻,但在汽车上的用量却很少,从目前来看世界一流的汽车上镁合金用量也仅为10kg,而自主品牌汽车镁合金用量则更少,仅为3kg左右 。想要大规模的使用镁合金,我们还需在技术和成本上有所突破 。
当然除了合金以外,近些年汽车上也出现了一些新型轻量化材料,碳纤维就是其中之一 。它是一种含碳量高达90%的纤维状碳素材料,有研究表明,如果用强度可靠的它替代钢材,那么车身、底盘的质量将下降40%-60%,轻量化效果可见一斑 。
在新能源汽车领域,碳纤维也算是举足轻重,因为具有耐腐蚀、防水等特点,许多厂家都选择了它作为电池容纳盒,不过就目前看来,成本为普通钢材20倍的它想要大规模使用还是有些困难 。

【汽车轻量化有哪些方法技术】 另一个轻量化材料是工程塑料,它还有一个专业的名字叫聚碳酸酯,许多车灯外壳、仪表盘就是用它制造的 。由于具有透明的特点,很早就有人提出用它来替代汽车的车窗玻璃和挡风玻璃,而科思创的概念车则更是夸张,直接使用了聚碳酸酯材料制造了整个驾驶舱,不仅降低了车身重量,同时也为我们带来了一个透明驾驶舱的前卫汽车 。
近些年,随着可持续发展概念深入人心,汽车设计师们纷纷开始放弃钢材、石化材料,转而将目光投向了可再生的植物 。植物的质量比起钢材,显然要更轻,目前他们除了充当内饰提升质感外,也有了一些更重要的作用 。

汽车轻量化有哪些方法技术——轻质材质的选择
1.降低板厚,提高材质
在保证性能不改变的情况下,可以降低钣金厚度,提升钣金材质的等级,从而降低车身重量,提升轻量化效果;

2、选择优质材质
镀锌材质:可以提高车体使用寿命和增强车体材料的抗腐性能,目前在汽车设计当中镀锌钢板得到广泛使用 。但是由于在目前汽车车身制造中,主要采用电阻点焊方法,与无镀层钢板相比,镀锌钢板的点焊过程中还存在一些问题:
(1)先于钢板熔化的锌层容易分流,致使焊接电流密度减小;
(2)锌层电阻率低,接触电阻小;
(3)容易产生焊接飞溅、裂纹 。
高强度钢板:现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素,经各种处理轧制而成,其抗拉强度高达420n/mm2,是普通低碳钢板的2~3倍,深拉延性能极好,可轧制成很薄的钢板,是车身轻量化的重要材料,对减重和改进车身性能起到了良好的作用 。

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