方兴未艾,轻量化必是未来汽车的DNA!

七号_宋

随着科学技术的发展,现代汽车材料发生了很大的变化,高密度材料的比例呈现了下降趋势,而低密度材料则有着大幅地增加,汽车材料向轻量化、节省资源、高性能和高功能方向发展。“轻”已不再是消费者口中嗤之以鼻的缺点,成为了厂家眼中的香饽饽。如果要勾画未来汽车的大致模样,空有十指也是疲于举尽,天马行空的造型已然是大势之所趋,但如果要找到他们的共同点,轻量化可能就是最佳的答案了,换句话说,未来汽车的DNA将是轻量化。【请参与征文:颠覆与创新 畅谈未来汽车

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●汽车轻量化的意义

造业的宗旨就是智能生产,而汽车轻量化的实施正是基于这一大背景,它寻求的是一种智能生产、节能生产以及高质量生产模式。汽车轻量化能到给我们的好处想必大家已经不再陌生,这里就不过度展开,简单介绍几点:

1)显著降低油耗、节约能源

研究表明汽车重量每减少100公斤,百公里油耗预计可降低0.45-0.7升,通过使用轻量化材料,能够有效地降低能耗、节约能源。

2)动力以及超控性能提升

汽车轻量化会直接提高汽车的比功率,使汽车的动力性能提高;

3)环境保护效益不可估量

汽车尾气是空气污染的重大因素,尾气中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒,尤其是含铅汽油,对人体的危害更大。有科学研究表明,一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍,随着城市汽车保有量急剧增加,污染物总量上升趋势变得更大了。现今还没有一个完全准确的计算方法,但是这种轻量化带来的环保效益却是显著且不可估量的。

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●轻量化方向在哪里

随着科学技术的发展,各种新材料广泛应用于汽车中,铝合金、高强度钢、合成塑料、复合材料和陶瓷材料等等将会得到越来越广泛地应用。铝合金作为汽车上应用最快、质轻的一类金属必然会是轻量化的先锋,而塑料作为质量轻、耐腐蚀、加工容易地材料一直被汽车工程界所重视,复合材料则有着优异的力学性能,能在安全事故发生时起到很好的保护作用。所以要谈到轻量化材料的未来在哪里,铝合金一类的轻质材料、塑料以及复合材料将是轻量化的主力军。

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●轻量化发展必然受到的阻碍与质疑

轻量化现在仍然遇到了很多的障碍与质疑,我们先来聊聊障碍问题。

轻量化作为一种新的材料工艺以及改型工艺,在制造、加工、组装上必然较传统材料不同。传统的技术方案必然会受到冲击,比如说如何解决铝合金材料的焊接问题,在保证强度要求的同时尽量简化生产工艺;塑料件如何更大范围的使用到汽车中,而不是仅仅作为装饰件而存在;复合材料如何降低目前手工铺层和热压罐固化工艺的成本,并提高其使用寿命。当然了,以上这些材料的后期维修成本也需要重点关注。

对于轻量化的质疑,大家讨论得最多的就是安全问题了。质量轻的车会不会降低车身安全性?会不会使得车身发飘?这类问题层出不穷。其实轻量化后的汽车安全性是能够得到保证的,一方面,减少汽车车重会使得车身自身携带的动能和惯性均有所减少,一旦有碰撞发生时,需要汽车缓冲吸收的动能也就减少了;另一方面车重减少意味着汽车重心的降低,这也能够有效提升提升驾驶稳定性。

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●大开脑洞谈解决办法

对于汽车轻量化受到的重重阻碍,需要我们大家的共同努力,这里提几点个人的理解及建议。

1)对于铝合金材料的焊接,现有的焊接技术需要进行调整,摩擦焊、激光焊、铆焊等应该得到重视,使用范围必须大大提高;

2)塑料件作为一种优秀的工程材料应该得到更为广泛的应用,但这前提是需要提升材料本身的抗燃性以及力学性能。我们可以通过复合方法,添加阻燃剂来提升其抗燃性能,而其力学性能则可以通过与高强度材料进行叠加复合处理进行提升。更优秀的塑料件可以采用一次整体成型的方法直接制造车身,获得超轻的塑料车身;

3)复合材料的成本由纤维、树脂、结构与预浸料和制造成本等组成,其中制造成本约占72%左右。将数字技术利用到制造中,建立成本估算模型将是定量评价复合材料制造工艺成本的基础和降低复合材料制造工艺成本的重要技术手段,在此基础上进一步寻求天然可降解的低成本复合材料,保证结构安全性的同时降低整体成本;

4)空气动力学应该得到更多的应用与重视,用以解决在高速行驶时的稳定性问题,就以F1为例,整车重量也不到1000Kg,却能跑到平均200Km/h时速,轻且稳定的汽车是可以存在的;

5)随着互联网技术发展,智能化汽车将会是主流,随着智能技术的提高,能够有效地解决行驶安全性问题,这带来的一大好处是汽车维修率将大大下降,有效地缓解轻量化材料的高维修成本;

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轻量化是将未来汽车发展的必由之路,它在保证汽车安全性和质量的同时,采用轻质材料或者改型生产工艺来降低整车质量,在工业4.0和环境污染的双重背景下,这种方式必然会受到更多的推崇。纵然现在仍有重重障碍,但这种趋势却势不可挡,新的汽车元素正在焕发,而唯一不变的轻量化DNA却陪伴着汽车不断向未来开去。

作者:七号_宋

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