汽车轻量化有哪些方法和技术?

2023-05-04 09:51:13 作者:蔡金盛
汽车轻量化有哪些方法和技术背景?

研究数字表明,车重降低10%,燃油效率可提高6%-8%;如果滚动阻力降低10%,燃油效率可以提高3%;如果车轴、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7%。

车身约占汽车总质量的30%,空载状态下约70%的油耗用于车身质量。因此,更轻的车身对整车的燃油经济性、车辆操纵稳定性和碰撞安全性都有很大的好处。

汽车轻量化是目前汽车工业发展中非常重要的项目,表现在底盘轻量化、内饰轻量化、动力总成轻量化等多个方面。当然,汽车车身的轻量化表现最为明显。一般来说,实现汽车车身轻量化有三种途径:一是应用高强度轻量化材料;二是优化车身结构;第三,先进制造技术的应用。

汽车轻量化的方法和技术有哪些?

汽车中最常见的合金材料是铝合金和镁合金。其中,铝合金是应用最广泛、最常见的汽车轻量化材料。之前的研究表明,铝合金最多可以用在540kg的车辆上,会使车辆重量减轻40%。奥迪丰田等全铝车身就是很好的例子。

镁合金也是一种高强度合金材料。目前在汽车车轮、离合器等零部件上都可以看到。虽然比铝合金轻,但很少用在汽车上。目前世界一流汽车的镁合金用量只有10kg,自主品牌就更少了,只有3kg左右。要大规模使用镁合金,需要在技术和成本上有所突破。

当然,除了合金,近年来汽车上也出现了一些新的轻量化材料,碳纤维就是其中之一。它是一种含碳量高达90%的碳纤维材料。有研究表明,如果用强度可靠的it来代替钢材,车身和底盘的质量会下降40%-60%,轻量化效果可见一斑。

在新能源汽车领域,碳纤维扮演着重要的角色。由于它的耐腐蚀性和耐水性,许多制造商选择它作为电池容器。但由于其成本是普通钢材的20倍,似乎很难大规模使用。

另一种轻质材料是工程塑料,它也有一个专业名称聚碳酸酯。很多汽车灯罩和仪表盘都是用它做的。由于它的透明性,早就有人提出它可以代替窗户和挡风玻璃,Kostron的概念车就更夸张了。整个座舱直接采用聚碳酸酯材质,不仅减轻了车身重量,还为我们带来了一辆拥有透明座舱的前卫汽车。

近年来,随着可持续发展的思想深入人心,汽车设计师开始放弃钢铁和石化材料,将目光转向可再生植物。与钢铁相比,植物的质量明显更轻。目前,它们除了作为室内装饰以改善质感外,还有一些更重要的功能。

汽车轻量化的方法和技术有哪些?——轻质材料的选择

1.减少板厚和改进材料。

在性能不变的情况下,可以降低钣金厚度,提高钣金材料的档次,从而降低车身重量,提高轻量化效果;

选择高质量的材料

镀锌材料:可以延长车身的使用寿命,增强车身材料的耐腐蚀性。目前,汽车设计中广泛使用镀锌钢板。但由于电阻点焊目前主要用于汽车车身制造,与无涂层钢板相比,镀锌钢板点焊工艺还存在一些问题:

(1)钢板前方的熔融锌层容易分流,降低了焊接电流密度;

(2)锌层具有低电阻率和接触电阻;

(3)焊接飞溅和裂纹容易发生。

高强度钢板:目前的高强度钢板是在低车中加入适当的微量元素制成的

铝合金:铝合金已广泛应用于汽车白车身,如前保险杠横梁、翼子板、IP框、发动机罩等。根据很多车厂的数据,铝的重量比钢低40%左右,可以说对白车身的减重和提升有很大的帮助。

3.成型工艺的选择

热成形技术:钢板强度越高,成形性越差,尤其是强度超过1200MPa的常规冷冲压,难以成形稍复杂的零件。这时可以采用热冲压技术,既可以提高钢板的强度,又可以减轻钢板的重量,从而达到减轻车身重量的效果。

综上所述,轻量化也是未来社会发展的标准。轻量化材料一般是利用轻金属和非金属材料来实现的,主要包括工程塑料和各种复合材料。目前,轻量化材料已经成为汽车工业的一种趋势。在不影响车身强度的情况下,铝合金、镁合金、工程塑料使用较多。它将有助于减轻车身重量,从而带来更好的燃油经济性。

希望大家看完小编介绍的汽车轻量化的方法和技术的内容后有所帮助。

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