用科技實現汽車輕量化的安全與環保

  “汽車輕量化”已經是常常被人們說起的熱門詞語,也是汽車行業一個受到廣泛重視的發展方向。有的企業在輕量化材料上做文章,有的在細微的零部件上做減重,其目的不外乎在確保安全性的同時,提高汽車的環保性和燃油經濟性,保證汽車的強度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的整備質量,從而提高汽車的動力性,減少燃料消耗,降低排氣污染,從而滿足當代市場的需求。
  自汽車輕量化這一偉大創意誕生以來,人們對于此項技術是否會犧牲車輛安全性的猜忌,似乎從未停止過。多數人都覺得車體越重,越厚,變越可以在對抗事故的時候表現出更出色的安全性。這種認識也讓很多時候人們對新材料技術的安全性缺乏信心。其實,“汽車輕量化”安全與環保并存的愿望是可以用科技的手段實現,讓綠色與安全的共贏。
  用科技實現汽車輕量化的環保
  我國計劃于2016年實施的《乘用車燃料消耗量限值》《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》要求,到2020年,重量在980公斤至1090公斤的傳統轎車百公里油耗將降到4.5升。這令汽車企業走輕量化路線顯得尤為迫切。
  研究數據顯示,汽車車身自重約消耗70%的燃油,若整車重量降低10%,燃油效率可提高6%到8%;車重降低1%,油耗可降低0.7%;汽車整車質量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3升到0.6升,廣泛采用輕量化技術,能使汽車兼具高效動力和杰出的燃油經濟性。在大力倡導節能減排的大背景下,對于年產銷量即將突破2400萬輛的汽車業來說,輕量化自然成為車企的“不二選擇”。
  在業內專家看來,汽車輕量化可從設計輕量化、采用輕質材料替代鋼鐵、改進制造工藝和提高現有材料強度減少材料重量四方面實現,其中,正在被廣泛運用的是采用鋁合金、鎂合金、增強塑料、玻璃纖維碳纖維復合材料等替代鋼鐵材料。
  另外,源于歐洲的液壓成形工藝在國外有著廣泛的應用。該工藝可以減輕重量,節約材料,減少了結構的零件數量與焊接,減少零件和模具數量,減少后續機械加工和組裝焊接量,從而提高產品品質,使產品狀態以及一致性得到有效控制。提高零部件的強度和剛度,尤其是疲勞強度,同時降低生產成本。
  隨著汽車工業的快速發展,“環保、輕質、節能”成為重要的發展方向,實現輕量化的技術也越來越多樣化。
  用科技實現汽車輕量化的安全
  在14日舉行的汽車輕量化創新成果媒體溝通會上,吉林大學汽車工程學院教授、汽車輕量化技術創新戰略聯盟專家委主任王登峰在接受采訪時表示,輕量化技術與汽車產品的安全性并沒有直接關系,反而通過優化的結構設計,高強度的材料,以及先進的制造技術可以提升輕量化汽車的碰撞安全性。也就是說,“汽車輕了,并不等于安全性差了。”
  汽車輕量化技術是通過優化設計,通過先進的框架結構車身設計;采用高強度的結構材料,例如高強度鋼、高強度鋁合金;以及先進的制造技術,例如內高壓成形技術、激光拼焊技術等;來實現,這就需要先進高強度材料的研發和應用。
  新材料的應用絕不是對原有材料的簡單替代,單純換材料可能導致因缺乏整車和零件優化設計,導致車輛NVH、被動安全性等性能劣化和其他一系列問題;因缺乏零件的測試標準和評價方法,導致車輛可靠性、耐久性出現問題。而“安全”的輕量化是一個涉及到技術、經濟、安全、環境等諸多方面的復雜系統工程,需要從材料到零部件優化設計和檢測技術、先進制造技術、材料回收與再生技術、零部件維修技術等一系列關鍵支撐技術的突破。
  所以,實現輕,必須在整車設計優化、零件開發和評價和新材料開發、模具開發、工藝、裝備等方面下足功夫,缺一不可。讓正確的材料用在正確的地方;正確的技術用在正確的地方。
  “保證汽車的強度和安全性”是汽車輕量化的根本。輕量化與安全性并不矛盾。通過對2007年到2013年上半年期間105款車型的輕量化水平與安全星級的分析,碰撞星級與整車輕量化指數和名義密度的數據關系十分分散,車輛的輕量化與安全性并非矛盾的對立體。事實證明,在各種新的設計理念、新技術、新材料和新工藝的集成應用下,完全可以實現安全性、輕量化水平的共同提升。
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