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现在减肥是一种时尚。为什么要减?一部分人是为了美,更多人是为了健康。事实上,不光人,其他事物若要减肥,同样会好处多多。比如汽车。
当然,就汽车而言,所谓减肥,主要指的是去重,或者说叫轻量化。一提这个词,许多人立马会联想到碳纤维,想到跑车。的确,不少知名超级跑车,如今都推出了使用碳纤维材料的升级款。这样一来,不仅外形更酷、更漂亮,而且由于碳纤维材料比普通铝材轻20%~40%,车身自重大大减少,车子起步加速更快,跑起来也更省油。
怎么个省法?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%~8%;车重降低1%,油耗可降低0.7%;汽车整车质量每减少100千克,百公里油耗可降低0.3升~0.6升。不言而喻,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。既然省了油,对环境污染也就减少了。
好处是挺多的,可有人说,碳纤维太高大上了,就像高级减肥餐或减肥药,花不起那钱。其实,真想要汽车轻量化,在材料上做文章,不一定非得使用成本高的碳纤维。根据世界汽车用钢联盟《未来钢制汽车》提供的资料,在主要的几种汽车轻质化材料中,高强度钢替代碳素钢可减重10%~60%;铝合金替代钢和铸铁可减重40%~60%;玻璃纤维增强材料替代钢可减重25%~35%;镁合金替代钢和铸铁可减重60%~75%,替代铝可减重25%~35%.
鉴于碳纤维是目前对汽车用材轻量化效果最显著的材料,一些汽车企业着手研究开发将这种材料的成本降下来的技术,当然是一个非常不错的思路。宝马公司在这方面已经有所成就了。他们选择在最为前沿的i品牌试验大规模批量生产碳纤维材料,并准备将其成本逐年降低到普通材料的水平。如果这一战略成功,无疑会为可以预见的未来材料革命奠定基础。
当然,在材料替代上,低调便宜的东西会更受欢迎。比如,高强度的塑料型材正在大范围地进驻车内空间。现在已经有企业把发动机舱里的前端模块换成高强度的塑料材质了。因为前端模块承载着诸多部件,有连接与负载职能,还要承受撞击时的巨大冲击力,所以以往车企大都采用铸铁或钢材制造。被高强度塑料取代后,这种重量只有金属部件约40%或更低的前端模块框架,不仅可以完美地完成功能需求,且在噪音振动控制和油耗降低方面表现出色,目前正被越来越多的企业所采纳。
就像人减肥不能只盯着减肥药或抽脂手术一样,汽车减肥,也不能局限于用材轻量化这一个方面。要知道,与“使用什么材料”相比,“怎样使用材料”对汽车轻量化的意义,可能更为重要。怎样使用材料,涉及的其实是汽车优化设计的问题。事实上,从更完整的意义上理解,汽车轻量化是在满足汽车使用要求、安全性和成本控制要求的条件下,将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用实现的产品减重。显然,汽车轻量化不能以牺牲车辆安全性和NVH(噪音、振动、平顺性)为代价,它必须在预定整车减重目标、整车成本控制目标、安全性目标和NVH控制水平的全面约束下进行。
所以,实现轻,必须在整车设计优化、零件开发和评价及新材料开发、模具开发、工艺、装备等各方面都下足功夫,缺一不可,否则很可能会导致车辆性能、质量的劣化和成本的提升。对于材料的使用,国际公认的原则是:正确的材料用在正确的地方;正确的技术用在正确的地方。