慧聪网首页 > 汽车配件行业 > 技术文章 > 技术动态
减重的动力是效益 新材料驱动轻装上阵
 
慧聪网   2005年4月22日17时5分   信息来源:经济参考报    

 
 精选: 日本汽配大举攻华 “滤神” ABS系统 汽车音响 汽车电子化
 网络知识 滤清器 活塞 刹车片 离合器 润滑油


人们在追求汽车乘坐的舒适性与个性化的同时,愈来愈强调汽车的环保性和经济性,对应的,对汽车材料的要求也越来越高。这是汽车工业发展的趋势之一。在一个关于新材料的会议上,通用汽车中国投资有限公司高级项目经理刘新宽在题为《汽车材料技术动向与挑战》的报告中认为,汽车工业持续发展对技术支持的需要表现为三点,即通过提高发动机效率和减轻重量来节省燃油;通过后处理和可再生的能源来改进排放;以机械、电子和智能材料的集成为代表的技改。而人们心目中理想的汽车则具有三个特征:利用低成本、可再生能源,且其尾气对环境没有影响;具有轻量化、低阻力的空气动力学性能;自身具有个性化且乘坐舒适。

减重的动力是效益

 今天,汽车材料的热门领域,主要是轻型结构材料和先进功能材料,前者应用于车身、底盘和动力系统,后者应用于内燃机和后处理、能量储存和转换、电子学及智能材料,如燃料电池用的材料、储氢材料和传感器。至于减轻重量的方法,刘新宽认为,首先是使用轻量化的材料,而通过CAE模型工具也可以使材料的刚度、强度和厚度达到局部最优化,至于材料界,则需要发展低成本、稳定的生产工艺,以使复合材料结构件达到减重的目的。

 如何在汽车制造中使用轻量化材料,通用汽车在实践中做了诸多尝试:一是激光拼焊板技术,即通过几块不同板材的焊接,在正确的位置设计使用正确的材料,从而优化重量的分配。液压成型钢结构也是一种有效的成型工具,采用这一技术生产的通用大卡车效果明显,如达到了两倍的扭转刚度,减轻了15%的重量,安全性和乘坐性能得到了提高。

 值得一提的是超轻车身用钢。据测算,如果车身完全采用这一材料,汽车的重量可以减轻36%。通用汽车目前使用的超轻车身用钢不到车身的5%,刘新宽表示,通用汽车的目标是在未来3~5年内,使这一数字上升到24%。应用铝板高温快速成型工艺可以大幅度降低铝板成型过程中产生的废品,通用汽车第一年就节约成本500万美元,据估计,如果通用汽车整个公司都采用这一生产工艺,一年可以节约10亿美元,并且减少废品的生产,达到减重与节约成本的目的。

谁将取代钢铁

    汽车使用的轻量化材料主要包括铝合金、钛合金、镁合金和塑料材料。资料显示,2002年,通用汽车平均每辆车使用了300磅的铝合金,通用汽车生产的OLDSMOBILF每辆车使用了491磅铝,合223公斤。据刘新宽介绍,在使用铝合金的汽车零部件中,发动机、变速箱与动力传动、车轮三大部分占70%以上,而刹车、底盘、悬架、方向盘系统及车身、保险杠、覆盖件、仪表盘的用量则很小。由于汽车的生产量非常大,所以尽管一辆车上某些零部件的铝合金用量不大,但总量巨大,刘新宽说:“以铝覆盖件为例,通用汽车一年就要消耗掉2600万磅铝合金,而铝提升后舱盖一年则要消耗掉1200万磅铝合金。”当然,要进一步采用铝材料,除了经济成本外,汽车工业也面临着其他一系列挑战,如技术挑战,包括合金改良和灵活的制造工艺,前者涉及车身的成型性、铸件的疲劳强度和结构件的可焊接性,后者涉及基于零件的制造工艺、可替代的制造业手段和大批量生产时的高速连接技术。此外,材料变换必然要求更换原有的生产设备,企业必须全面平衡,考虑是否真的值得。

 镁合金是典型的轻量化材料,其在汽车上的应用不到铝合金的1/10,远远低于铝合金的使用量。世界上最大的压铸镁零件是通用大面包车的镁仪表板,重27磅,壁厚4毫米。刘新宽说:“如果能在发动机和变速箱上应用镁合金,那么这种材料的用量就会大得多了。”采用镁合金所面临的障碍,不仅有关于成型性与焊接性的技术挑战,而且价格问题更是不容忽视,镁合金加工成零部件产品后的价格要比钢贵得多。一位研究人士为此感叹道:“还没有一种材料像镁合金那样,实际应用与人们的期望值反差如此之大。”

 此外,其他复合材料也开始应用于汽车制造,通用2001年生产的皮卡复合车厢使卡车的总重减轻了50磅,而且与钢相比,尾箱门减轻了15磅,且开合更容易。纳米复合材料的应用更是异军突起,通用汽车在2002年开发出了用纳米复合材料制成的踏板,与传统TPO材料相比具有多项优点:重量减轻了20%,刚度相当,低温冲击韧性更优异,易循环再利用,成本相当。

 纵观汽车工业的发展史,在大约一个世纪前的1906年,汽车生产材料中居于优势地位的是木料,仅仅6年时间,到了1912年,钢铁就取代了木料在汽车生产材料中的优势地位。那么,人们不禁要问:“这种材料更换在未来汽车的发展中还会发生吗?如果答案是肯定的,那未来取代钢铁的将是什么材料呢?”

动力新也能减重

 刘新宽在讲话中表示,通用汽车的技术战略由近及远,分别是提高汽车的燃油经济性、发展混合动力车、开发氢燃料电池。为此,通用汽车一直在做着不懈的努力,如他们生产的氢动3号,采用了新的改进型动力系统,组件更少,重量和体积也减小了;通用生产的“自主魔力”,大胆采用了与传统的支撑系统(底盘、车架)不同的车身与底盘分离技术,车身可以随需而换;线传操控燃料电池车则采用了航空业使用的线传技术。

 事实上,汽车材料的变化影响非常广泛,例如,当通用宣布将燃料电池车作为公司发展的方向时,全球首饰业的白金价格立马下降了10%。

 那么,未来的车用燃料电池应该达到什么标准呢?通用汽车的要求是,能量密度增加25%,尺寸重量降低1/10,成本能够降低几十分之一。

 进入讨论

 
作者:王晓涛 
 
 
评论    【推荐】 【打印】 【论坛
 
 
[热门关键词]:汽车 配件 改装 
特别推荐: 
蓝宝汽车音响副总裁访谈
东风朝柴风正帆悬济沧海
更多精彩:
[综述]:汽配超市模式开始浮出水面 [综述]:三大润滑油豪门火拼2004
 相关文章 更多 
·江淮上演魅力车秀 概念车初次露面(图)  (4.22 17:4)
·车主手册:车用蓄电池的使用与养护方法  (4.22 17:0)
·上海车展22款新车耀眼 宝马奥迪(图)  (4.22 15:30)
·日本光冈汽车及改装车亮相上海车展(图)  (4.22 15:16)
·上海车展22款新车耀眼 北京现代(图)  (4.22 15:10)
·菱利登场 东南分四路出击上海车展(图)  (4.22 15:1)
·起亚全线登陆车展 Cerato八月上市(图)  (4.22 14:49)
·红旗概念车HQD亮相 豪华车HQ3明年上市  (4.22 14:49)
·上海车展22款新车耀眼 MPV上演双雄会  (4.22 13:0)
·重庆北方奔驰变速器公司实现首季开门红  (4.22 11:33)
 我来评两句〖查看最新评论〗 
请您注意:
·遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
·承担一切因您的行为而导致的法律责任
·本网留言板管理人员有权删除其管辖留言内容
·您在本网的留言,本网有权在网站内转载或引用
·参与本留言即表明您已经阅读并接受上述条款
昵称:匿名
 
分类广告  
产品产品超市
·求购韩国车型万向节
·紧急求购
·紧急求购精密钢管
·求购纯手工加工虑芯
·供应宝马728
·供应电喷油泵芯 金色V..
·供应电喷汽油泵芯 VDO..
热点专题
·汽配行业娱乐你我天天行
·中国国际车用空调展览会
·金麒麟荣获中国驰名商标
·当我们面对高油价时代!
·罗孚汽车之百年风云起伏
行业书店