汽車輕量化設(shè)計

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1、 汽車輕量化設(shè)計：我也是“低碳”經(jīng)濟(jì) 2010 年 06 月 03 日 12:01 賀球 字號： T|T “低碳”經(jīng)濟(jì)如今成為全球最熱話題，隨著上海世博會出行普通采用純電 動、混合動力、燃料電池等新能源汽車以及新能源汽車補(bǔ)貼政策的實(shí)施， 汽車行業(yè)也燃起了一股“低碳”經(jīng)濟(jì)熱潮。 不過大家關(guān)注汽車行業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)的時候， 往往首先想到的就是新能源汽車， 事實(shí)上，只要有利于減少排放和污染的技術(shù)都可以稱之為低碳技術(shù)。 今天我們就來講講汽車行業(yè)的另類“低碳”經(jīng)濟(jì)——全球汽車輕量化設(shè)計風(fēng)潮。 汽車輕量化是不折不扣的“低碳”經(jīng)濟(jì) 汽車輕量化，

2、并非沒有技術(shù)含量的簡單降低汽車重量， 事實(shí)上諸如碳纖維代表著當(dāng)今最先進(jìn)的汽車技術(shù)。汽車輕量化是在保證汽車強(qiáng)度和安全性能的前提 下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量， 從而提高汽車的動力利用率， 減少燃料消耗，降低排氣污染。 汽車輕量化對于節(jié)約能源、 減少廢氣排放十分重要。 權(quán)威研究顯示，若汽車整車重量降低 10%，燃油效率可提高 6%—8%；汽車整備質(zhì)量每減少 100 公斤，百公里可降低 0.3 —0.6 升；汽車重量降低 1%，油耗可降低 0.7%。而在駕駛方面，汽車輕量化后其加速性能也將得到提高，而在碰撞時由于慣性小， 制動距離也將減少。此外，車輛每減輕 100 公斤，二氧化碳排放可

3、減少約 5 克/公里?？梢娖囕p量化的節(jié)能環(huán)保效益覺不亞于汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)節(jié)油技術(shù)。 當(dāng)前，由于環(huán)保和節(jié)能的需要， 汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的潮流。 實(shí)施汽車輕量化的主要材料有碳纖維、鋁合金、鎂合金、鈦合金、工程塑料、復(fù)合 材料和高強(qiáng)度鋼等， 主要用來改造和替代車身材料。 汽車輕量化大致可以分為三類：車身輕量化、發(fā)動機(jī)輕量化、底盤輕量化。其目的均是在保證性能的前提下通過使用更輕材料降低車重， 從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保功能。 將車身輕量化運(yùn)用到極致的當(dāng)屬大量使用碳纖維的 F1 賽車，不過由于追求速度和激情，燃油消耗依然嚴(yán)重再次不做介紹，但可以肯定的是如果 F1 賽車不采取輕量化車身，其

4、燃油消耗將更為驚人。 全球最為著名的民用車身輕量化的車型主要有 XJ 及 L 和及 A8L當(dāng)然還有被中國人民逐漸淡忘的跑車。 、捷豹、蓮花引領(lǐng)車身輕量化設(shè)計 鋁制車身與鋼板車身相比重量大約可減輕 40%，可明顯降低能耗，碳纖維的效果則更為突出。 而且輕量化車身的回收利用率也較高。 因此車身的輕量化對提高能源利用率和環(huán)保具有重大意義。 捷豹 XJ 采用了鋁制車身 在豪華車領(lǐng)域捷豹 XJ 和奧迪 A8 從來都是車身輕量化的踐行者，奧迪 A8 首創(chuàng)了 ASF鋁合金空間桁架車身輕量化技術(shù)， 因成為世界上首輛全鋁合金車身的產(chǎn)量型轎車，奧

5、迪 A8 一戰(zhàn)成名。以國際上最新一代的奧迪 A8 為例，其采用 ASF （ AudiSpaceFrame）鋁合金空間桁架車身結(jié)構(gòu)，其整體結(jié)構(gòu)剛性則提升 25％，但車輛結(jié)構(gòu)因大量采用鋁合金材質(zhì)而節(jié)省 6.5 公斤。奧迪宣稱其新 A8 的四驅(qū)版本的重量低于同級的奔馳 S 級和寶馬 7 系的后驅(qū)版，而比同樣是四驅(qū)的 S 級或者 7 系至少要輕上 100-200 公斤。 ASF組件大多以鋁制成，不僅幫助奧迪減輕車身重量，也保證了良好的吸能和制動的效果。 與此同時，這些鋁制零件還可以大規(guī)?；厥赵倮谩? 捷豹 XJ 首創(chuàng)的鉚釘固定全鋁合金承載式車身輕量化技術(shù)同樣是其在豪華車中留有一席之地

6、。以全新捷豹 XJ 為例采用先進(jìn)航空制造技術(shù)的鉚接膠合鋁合金車身結(jié)構(gòu)在保持了超凡的剛度和安全性同時車身重量輕于其他競爭車型。比如，同樣配備 V 型 8 缸發(fā)動機(jī)的競爭車型，德國戴姆勒公司的 5.5L 排量“梅賽德斯·奔馳 S550”重 1950kg，寶馬公司的 4.4L 排量“ 750i ”重 2040kg。而新款 XJ 為 1850kg，比競爭車型輕 100kg 以上。 蓮花跑車可謂當(dāng)今汽車輕量化的最為杰出的代表， 以蓮花 2010ExigeCup260 為例，該車采用來自 Toyota （豐田）的 1.8 升機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)，最大馬力 260 馬力，搭配 6 速手排變速箱，其百公里

7、加速卻只需 4.1 秒達(dá)到超級跑車的性能。其秘密就在于車身的輕量化。蓮花 2010ExigeCup260 在頂、尾門、中控臺、后擾流尾翼等部位使用碳纖維材質(zhì)。 同時也使用了鋁合金機(jī)械增壓管路、 輕量化鍛造鋁圏、輕量化飛輪和輕量化電池等輕量化材料， 這讓 2010ExigeCup260的重量僅 有 890kg。但是蓮花并沒有失去其操控穩(wěn)定性能， 2010ExigeCup260 通過將后底盤剛性增加了 30％，前 308mm后 282mm的大剎車碟盤，比 2009ExigeCup260的尾翼寛 181mm高 46mm，在 160km/h時可提供 42kg 下壓力的大型擾流尾翼， 讓 Exig

8、e 車型原本已經(jīng)非常出色的操控和轉(zhuǎn)向能力獲得更進(jìn)一步的提升。 在國內(nèi)則不得不提及以車身輕量化技術(shù)著稱的馬自達(dá) 6 和睿翼，兩款轎車的安全和操控性能多不錯， 但由于采用了高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)， 其車身重量相比同級別車型輕 50-100 公斤，從而帶來較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 寶馬、奧迪引領(lǐng)發(fā)動機(jī)和底盤輕量化 發(fā)動機(jī)和底盤的輕量化， 一般都是采用鋁合金或鎂鋁合金結(jié)構(gòu)代替笨重的鑄鐵發(fā)動機(jī)部件和普通鋼制懸架部件， 從而實(shí)行更強(qiáng)強(qiáng)度和更輕的質(zhì)量。 以這一代寶馬 530 的前懸掛和直列 6 缸引擎為例，鋁合金材料的大量運(yùn)用， 有效的控制了二者的自重，從而幫助設(shè)計師實(shí)現(xiàn)了降低 12%單

9、位油耗的既定目標(biāo)。 發(fā)動機(jī)材質(zhì)通常采用三種方式： 缸體缸蓋全鑄鐵、 缸體鑄鐵缸蓋鋁合金以及缸體缸蓋全鋁合金。目前缸蓋采用鋁合金的發(fā)動機(jī)動機(jī)較多， 但缸體仍然是鑄鐵。 全鋁合金的發(fā)動機(jī)并不算多。如國內(nèi)新天籟搭載著名的 VQ系列發(fā)動機(jī)就采用了缸體和缸蓋全鋁合金材質(zhì)，可稱為輕級別的輕量化發(fā)動機(jī)技術(shù)。 寶馬經(jīng)典的直列 6 缸、 V8 發(fā)動機(jī)都是輕量化發(fā)動機(jī)的杰出代表。寶馬發(fā)動機(jī)輕量化技術(shù)則可稱為高級別的輕量化技術(shù)， 目前寶馬大部分車型上的發(fā)動機(jī)都采用了其獨(dú)創(chuàng)的鎂鋁合金材料技術(shù)， 典型的并是其直列六缸發(fā)動機(jī)。 當(dāng)然裝載在 其 M3系列的 V8 發(fā)動機(jī)，更是運(yùn)用

10、了 F1 發(fā)動機(jī)的輕量化技術(shù)，由硅鋁合金壓鑄 而成的曲軸，及硅晶體制的汽缸襯墊等輕量化零件，將發(fā)動機(jī)的重量壓低至 202 千克，甚至比以前的直 6 發(fā)動機(jī)還減輕了 15 公斤。 底盤輕量化主要是鋁合金材質(zhì)的控制臂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼材質(zhì)控制臂。 以全新寶馬 Z4 跑車為例，其前懸掛采用的鋁合金材質(zhì)的雙控制臂結(jié)構(gòu)，重量比普通的鋼 制車橋輕了約 30%，既能保證強(qiáng)度，又能提升車輪回彈速度。奧迪汽車底盤的輕量化則以采用輕質(zhì)的鍛造鋁合金懸架而著稱， 從奧迪 TT、R8到 A8 幾乎進(jìn)口的奧迪車都采用輕質(zhì)鋁合金懸架。 編后語：輕量化不僅意味著車架和鋼板重量的減輕， 也包括了發(fā)動機(jī)、 傳統(tǒng)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)以及油箱等每一個可能降低重量的部分。 輕量化到底能帶來多大 效果，根據(jù)奧迪方面的研究，現(xiàn)在，一輛采用輕量化科技的奧迪 A5，比普通 A5 可減輕重量 350 公斤，意味著每百公里可以降低油耗約 1 升。足見汽車輕量化設(shè)計是不折不扣的“低碳”經(jīng)濟(jì)。 版權(quán)聲明：本文系騰訊汽車獨(dú)家稿件，版權(quán)為騰訊汽車所有。歡迎轉(zhuǎn)載，請務(wù)必注明出處（騰訊汽車）及作者，否則必將追究法律責(zé)任。