汽车如何实现轻量化?汽车轻量化技术及实现途径

节约是美德,用最少的料做达到最佳质量也不是什么太大问题。可持续发展是环境保护的一项重要举措,同时也是人类终将走向的未来。

节约是美德,用最少的料做达到最佳质量也不是什么太大问题。可持续发展是环境保护的一项重要举措,同时也是人类终将走向的未来。在环境问题日益严峻的今天,来自汽车的污染显得尤为突出,不断升级的排放法规也迫使着各个车企想尽办法节能减排。逐步抛弃燃油车选择新能源是当下正在进行的减排革命,但当汽车真正使用电驱动时,我们会发现,汽车的轻量化也尤为重要。下面就和电动邦小编一起围观汽车如何实现轻量化吧。
 
汽车如何实现轻量化——简介
汽车如何实现轻量化——简介

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。
 
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。

汽车如何实现轻量化——背景

汽车如何实现轻量化——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。

汽车如何实现轻量化——轻质材质的选择

汽车如何实现轻量化——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。
 
铝合金:汽车白车身当中铝合金的应用已经非常广泛,如前防撞梁、翼子板,IP骨架及引 擎舱盖等这些部件,而对于多个车厂数据来看,铝材质的使用相对于钢材,减重在40%量左右,可以说对白车身减重,提升轻量化有很大的帮助;
 
3.成型工艺选择
 
热成型工艺:钢板强度越高,其成形性能一般越差,尤其是强度超过1200MPa常规的冷冲几乎无法实现稍复杂零件的成形,此时,可以采用热冲压成形技术,不但提升钢板的强度,还可以减低钢板的重量,达到降低车身重量的效果;
 
总归来说,轻量化也是以后社会发展的标准,材料轻量化一般是通过采用轻量化的金属和非金属材料实现,主要包括工程塑料以及各种复合材料。目前在汽车行业的材料轻量化已经成为一种趋势,在不影响车身强度的情况下,使用更多的铝合金、镁合金、工程塑料等有助于降低车身自重,从而带来更好的燃油经济性。希望大家在看完小编介绍的关于汽车如何实现轻量化的内容之后会有所帮助。
来源:未知
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