汽車為什么要輕量化?您知道嗎,汽車輕量化是否意味著生產(chǎn)商減少材料從而降輕質(zhì)量,這樣不就會有安全問題嗎?事實并不是這樣的,所謂的“汽車輕量化”代表的是在保證汽車的安全性、經(jīng)濟性與舒適性的基礎(chǔ)上,盡可能地提升汽車的動力性,從而增加汽車的性價比,而非簡單的降低汽車質(zhì)量,也絕不是將汽車小型化,在這個趨勢下,汽車專用改性塑料就是個很好的應(yīng)用開端。
據(jù)實驗表明,汽車的質(zhì)量降低一半,燃料的消耗也會降低接近一半。
汽車輕量化技術(shù)有哪些?
現(xiàn)今的汽車輕量化方式主要包括輕量化工藝、輕量化材料——汽車專用改性塑料和輕量化設(shè)計三種。
·輕量化工藝主要分為制造工藝和連接工藝,目前比較先進(jìn)的制造工藝主要有液壓成型技術(shù)、TRB技術(shù)和熱沖壓成形技術(shù),連接工藝主要有激光焊接技術(shù)、結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)技術(shù)等。
·輕量化材料主要包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金和復(fù)合材料等,通過對高新材料用量的增加來達(dá)到輕量化的目的。
·輕量化設(shè)計主要指的是對車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計以及對汽車整體的集成優(yōu)化。
復(fù)合材料與改性塑料在汽車輕量化中的應(yīng)用
復(fù)合材料指的是由先進(jìn)材料技術(shù)將兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料優(yōu)化組合而成的新材料,具有比重小、比強度高、比模量大和易塑加工等優(yōu)良特點。在汽車輕量化的應(yīng)用中,復(fù)合材料主要有玻璃纖維增強塑料(GFRP)和碳纖維增強塑料(CFRP)兩種。
目前在汽車制造中所使用的玻璃纖維增強塑料(GFRP)主要有片狀模壓復(fù)合塑料(SMC)、玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)和樹脂傳遞模塑料材料(RTM),而碳纖維增強塑料(CFRP)因其質(zhì)量輕、強度大、耐腐蝕和易成型等特點極為符合汽車輕量化材料需求備受關(guān)注與研究。
隨著改性塑料技術(shù)的不斷深入研究與發(fā)展,改性塑料在汽車制造用量上的用量也逐漸增加,許多汽車零部件都達(dá)到了塑料化的需求,包括儀表板、門內(nèi)板、車身覆蓋件、底盤、保險杠、燃油箱、發(fā)動機進(jìn)氣岐管和離合器執(zhí)行系統(tǒng)等。
在歐洲,汽車用改性塑料量已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志,據(jù)統(tǒng)計,1kg改性塑料可以替代2-3kg鋼等密度較大的材料,而汽車自重每下降10%,油耗可以降低6%-8%。在確保汽車整體性能的前提下,增加塑料類材料的使用量,可以有效減少整車重量,降低汽車排放,提高燃油經(jīng)濟性,同時降低汽車制造成本。世界上汽車塑料單車用量最大的是德國,塑料用量占材料總用量的15%。而我國目前單車塑料用量距發(fā)達(dá)國家水平還有很大差距,有較大的提升潛力。