如果不是前一陣子的一起交通事故,恐怕大家都忘記了十幾年前的汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)里曾經(jīng)流傳著德國(guó)車(chē)重所以德國(guó)車(chē)好的相關(guān)論調(diào)。而也正是因?yàn)槟且黄?a class="tagLink" target="_blank" href="http://www.fff124.com/guide/brand/242.html">寶馬把馬自達(dá)2(參配、圖片、詢(xún)價(jià)) 直接撞成零件的交通事故,關(guān)于車(chē)子到底是輕點(diǎn)好還是重點(diǎn)的好的討論又一次成為輿論的熱點(diǎn)。那么,到底車(chē)子應(yīng)該是越來(lái)越重呢還是應(yīng)該越來(lái)越輕呢?隨著關(guān)于事件的逐漸平息,筆者在今天就來(lái)講講關(guān)于車(chē)身輕量化的那些事。
在開(kāi)始講述之前,筆者先擺明一個(gè)觀(guān)點(diǎn),車(chē)身輕量化技術(shù)是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向,汽車(chē)企業(yè)輕量化技術(shù)的水平就是一家汽車(chē)企業(yè)車(chē)身設(shè)計(jì)的最高水平。即便是在新能源動(dòng)力時(shí)代,輕量化技術(shù)也是新能源車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)所必須考慮的第一要?jiǎng)?wù)。
有了這個(gè)觀(guān)點(diǎn),咱們就來(lái)看看輕量化技術(shù)到底都代表著些什么。
首先,先進(jìn)的輕量化技術(shù)是整車(chē)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的最有效的措施之一。這一觀(guān)點(diǎn)在十幾年前的消費(fèi)觀(guān)念里就得到了市場(chǎng)的承認(rèn),只不過(guò)那個(gè)時(shí)候大家都把輕量化技術(shù)當(dāng)成了日系車(chē)不安全的一個(gè)反例。隨著以歐洲汽車(chē)企業(yè)模塊化平臺(tái)的陸續(xù)發(fā)布以及歐系車(chē)的輕量化技術(shù)開(kāi)始以技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)的態(tài)勢(shì)推向市場(chǎng),關(guān)于日系車(chē)過(guò)輕就不好的論點(diǎn)才逐漸消失。那么,歐系車(chē)最近幾年來(lái)大肆宣傳的相比于上一代車(chē)型減重達(dá)數(shù)百公斤的數(shù)據(jù)到底有什么用呢?當(dāng)然就是進(jìn)一步的節(jié)能減排,據(jù)研究表明,在采用相同動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的前提下,乘用車(chē)的整備質(zhì)量每減少10%,燃油消耗就可降低6%-8%。相比于動(dòng)力技術(shù)的提升所帶來(lái)的燃油消耗降低,車(chē)身輕量化技術(shù)的投入相對(duì)較少,成效也要更加顯著。要知道在過(guò)去的近十年時(shí)間里,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的提升所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)的改善也就是在8%左右。
其次,先進(jìn)的輕量化技術(shù)是車(chē)輛實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的基本原理。舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋扔鳎@就好像是夏天里胖子和瘦子的區(qū)別,同樣的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下胖子需要消耗的能量當(dāng)然是更多。那么也正是基于此,從燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)定的角度來(lái)看,車(chē)身的輕量化技術(shù)是不受任何燃油測(cè)試規(guī)程所影響的一項(xiàng)節(jié)能減排技術(shù)。眾所周知的,目前全球范圍內(nèi)存在著像NEDC、JS08、WLTP這樣的測(cè)試方法,而不同的動(dòng)力系統(tǒng)在不同的測(cè)試規(guī)程下會(huì)呈現(xiàn)出截然不同的油耗表現(xiàn)。比如說(shuō)在NEDC的測(cè)試規(guī)程下,小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)擁有傲視群雄的燃油經(jīng)濟(jì)性,但是在WLTP的新測(cè)試規(guī)程下,由于強(qiáng)化了節(jié)氣門(mén)大開(kāi)度下的測(cè)試項(xiàng)目,所以小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)馬上就呈現(xiàn)出了完全不同的一面。而輕量化的車(chē)身技術(shù)在任何一項(xiàng)測(cè)試規(guī)程里都是占據(jù)優(yōu)勢(shì)的,隨著2017年WLTP油耗測(cè)試新規(guī)的運(yùn)用,輕量化的車(chē)身設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)成為很多汽車(chē)企業(yè)的一根救命稻草。這也是為什么輕量化在最近一段時(shí)間內(nèi)備受歐洲汽車(chē)企業(yè)青睞的一個(gè)重要原因。
那么,在新能源時(shí)代,車(chē)身的輕量化技術(shù)以及電池的輕量化技術(shù)體現(xiàn)到新能源車(chē)上的優(yōu)勢(shì)就在于能夠有效的提升純電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程(參配、圖片、詢(xún)價(jià)) 。所以,輕量化技術(shù)是橫跨汽車(chē)發(fā)展變革時(shí)代的一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)。不僅僅是日系車(chē)熱衷于車(chē)身的輕量化,自上世紀(jì)九十年代以來(lái),國(guó)際上就出現(xiàn)了一系列大型的推動(dòng)車(chē)身輕量化技術(shù)的計(jì)劃,比如歐系車(chē)企的鋁制車(chē)身等等。
講到這里,車(chē)身輕量化的優(yōu)勢(shì)就算是講完了,那么,輕量化技術(shù)都包括些什么呢?以目前國(guó)際通行的研究方向來(lái)看,汽車(chē)的輕量化技術(shù)主要包括結(jié)構(gòu)的輕量化、材料的輕量化以及先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)用三個(gè)方面。
先來(lái)看結(jié)構(gòu)的輕量化,結(jié)構(gòu)的輕量化最早在上世紀(jì)八十年代由日本鈴木提出,當(dāng)時(shí)的鈴木甚至把每一個(gè)零件的重量都精確到了以克為單位進(jìn)行減重。時(shí)至今日,結(jié)構(gòu)的輕量化也是車(chē)輛輕量化研究方向中最為復(fù)雜也是最具有潛力的一大設(shè)計(jì)手段。因?yàn)橄啾扔诤竺婕磳⑻岬降牟牧陷p量化以及先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)用兩個(gè)方面,結(jié)構(gòu)的輕量化對(duì)于整車(chē)企業(yè)而言是最容易實(shí)施同時(shí)也是花費(fèi)成本最低的一種方式。不僅僅是車(chē)身,包括底盤(pán)動(dòng)力等零件的設(shè)計(jì)也會(huì)大量運(yùn)用到結(jié)構(gòu)輕量化的設(shè)計(jì),而綜合考慮整車(chē)性能而進(jìn)行的多目標(biāo)優(yōu)化是目前結(jié)構(gòu)輕量化研究的一個(gè)熱點(diǎn)所在。
材料的輕量化是眼下的汽車(chē)企業(yè)最樂(lè)于向市場(chǎng)推廣的一個(gè)方面,始作俑者當(dāng)然就是歷來(lái)都熱衷于技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)的歐洲車(chē)企。一般來(lái)說(shuō),材料技術(shù)的輕量化包括運(yùn)用于車(chē)身領(lǐng)域的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼、運(yùn)用于動(dòng)力底盤(pán)零部件領(lǐng)域的鋁合金、運(yùn)用于支架零件的鎂合金、運(yùn)用于內(nèi)外飾的樹(shù)脂復(fù)合材料以及先進(jìn)的碳纖維材料等幾種。在這其中,高強(qiáng)度鋼在成型、碰撞、疲勞性能以及成本方面相比于后面幾種材料有著更大的優(yōu)勢(shì),是目前主要的汽車(chē)車(chē)身輕量化材料。為什么筆者要強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)度鋼的概念,這就又要回到以鋼板厚度論安全的論調(diào)中了。還是舉例說(shuō)明,高強(qiáng)度的鋼材就好比薄的鐵皮,而低強(qiáng)度的鋼材就好比厚的紙殼,孰強(qiáng)孰弱自然無(wú)需多言。而近年來(lái)鋁制車(chē)身材料和碳纖維材料也開(kāi)始呈現(xiàn)出占據(jù)高端的態(tài)勢(shì)。
最后一個(gè)就是先進(jìn)的制造技術(shù),先進(jìn)的制造技術(shù)包括先進(jìn)的成型和連接工藝,還有諸如真空壓鑄、內(nèi)高壓成型等等。其中最具有代表性的就是奧迪將鋁合金和鋼材實(shí)現(xiàn)無(wú)鉚釘鉚接的復(fù)合式車(chē)身成型技術(shù)。先進(jìn)成型技術(shù)在一定意義上可以看做是結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)和材料輕量化技術(shù)的一個(gè)輔助,當(dāng)然,先進(jìn)的成型技術(shù)也保證了整車(chē)結(jié)構(gòu)的安全性。
既然說(shuō)到了輕量化,就肯定抹不開(kāi)安全性的這個(gè)話(huà)題。的確,基本的動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能定律告訴了我們質(zhì)量大的物體在碰撞中吃虧會(huì)更小。事實(shí)上,當(dāng)小車(chē)遇到大車(chē)時(shí)的碰撞也是以小車(chē)慘敗而收?qǐng)?,這點(diǎn)筆者并不否認(rèn)。不過(guò),我們需要明確的是,整車(chē)結(jié)構(gòu)并不是經(jīng)典物理學(xué)定律中的剛性體,碰撞也并非是完全理想的狀態(tài),僅僅憑借車(chē)重就安全這一點(diǎn)多少是有些站不住腳跟的,至少對(duì)于整車(chē)質(zhì)量相差不大的車(chē)型而言是適用的。更何況,伴隨著輕量化技術(shù)的發(fā)展,車(chē)身的安全性結(jié)構(gòu)也不可同日而語(yǔ),而這二者之間的關(guān)系是相輔相成的共生關(guān)系,并不會(huì)存在著此消彼長(zhǎng)的情況。也正是基于這樣的原因,整車(chē)的輕量化技術(shù)也是目前國(guó)際上所公認(rèn)的發(fā)展方向之一。