碳纖維等輕質材料的應用 順應了汽車輕量化趨勢

  汽車輕量化其實已經不是什么新鮮的名詞了,但在近兩年隨著環保的提倡,被提及的越來越頻繁了。越來越多廠家采用了熱成型鋼板即輕又硬,包括一些供應商也在打薄自己的玻璃厚度來達到更好的透光率和輕量化。
  什么是汽車輕量化?
  汽車輕量化就是為汽車瘦身,在確保穩定提升性能的基礎上,節能化設計各總成零部件,持續優化車型。實驗證明,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;汽車重量降低1%,油耗可降低0.7%;汽車整備質量每減少100千克,百公里油耗可降低0.3—0.6升。
  汽車輕量化發展
  不得不說汽車輕量化已經成為國內外主要的汽車企業尤其是自主品牌企業降低油耗并滿足第四階段油耗限值的必然選擇。而對于國內來講,國外成熟先進的東西拿到國內來,怎么樣把它弄的更好,產業化降低它的成本是必須的工作。
  汽車輕量化選擇
  汽車行業很早就開始探索輕量化技術,主要手段包括選用輕質材料、優化結構設計和選擇先進制造工藝等。優化結構設計和先進制造工藝帶來的減重效果相對較小,因此目前輕量化研究的主要方向是輕質材料,包括高強度鋼、鋁合金和碳纖維復合材料等。
  輕質材料的應用
  總體來看車身使用的材料有很多,包括熱成型、鋁、鎂、塑料還有其它材料。其中廣泛應用的是鋁合金的技術。1990年9月開始銷售的日本本田NSX車采用了全鋁承載式車身,比用冷軋鋼板制造的同樣車身輕200kg,引起全的矚目。
  本田NSX
      
  除了它,奧迪、捷豹、新攬勝都使用了全鋁式的車身結構,鋁合金已經成為了一種比較理想的輕量化材料。
  還有一種就是碳纖維車身,而碳纖維的車身多見于超跑,昂貴的價格一直讓平民車對其敬而遠之。而寶馬i3的出現打破了這個規則。
  寶馬i3
      
  碳纖維增強復合材料英文全稱是Carbon Fiber Reinforced Polymer,其密度通常在1.7g每立方厘米左右,遠遠低于制造業常用的鋼材。在高達2200℃的環境下,CFPR依然能夠保留室溫強度,并且斷裂韌性、抗疲勞性、抗蠕變性伸拉強度和彈性模量都高于一般的碳素材料。
  碳纖維材料本身并不昂貴,然而要把碳纖維加工成適合車輛行駛、碰撞的成品才真正是其價值所在。如今也越來越多的廠家更直接的改裝車碳纖維維減低風阻和車重來提速。
  除了這些,鎂合金也可以以壓鑄件的形式在汽車上應用,鎂壓鑄件的生產效率比鋁高30%~50%。
  誰是佳選擇?
  整車零部件中重量大的是車身和底盤,約占總重的60%,輕量化潛力大。而對于車身底盤材料的選擇,重要的性能指標是強度和模量。對比各種材料的比模量和比強度,我們就會發現碳纖維性能優勢明顯,遠優于其它材料。
  綜合各種材料的優劣來看,碳纖維的輕量化潛力大,應用前景廣。隨著寶馬i3等車型的大批量生產,碳纖維的成本和工藝已不再是不可逾越的障礙。因此小編覺得我們有理由相信,碳纖維是汽車輕量化的未來。
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