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深度评论:如何在轻量级身体和力量之间进行选

作者:佚名 时间:2019-03-13 10:06   

  [汽车之家深刻批评“每个节日重大多数人担心ES8的损坏,因此对这款“中国特斯拉”的被动安全性能进行了初步评估公斤”。 在这个中国传统节日,春节最重的时候,即使体重超过3公斤,减肥也成为春节后的一个高频话题。。 同样的“减肥”话题也存在于汽车行业。 近年来,随着春雨后竹笋等新能源汽车的发展,汽车的减重势在必行,因为减重不仅可以节约开发成本,还可以有效降低油耗、减少排放和提高操纵稳定性。。 一些试验表明,每减少。0 %的重量,油耗可减少6 % - 8 %,排放可减少10 %左右。 同时,对于缩短制动距离、转向力和加速时间、提高轮胎寿命等有明显的好处。。

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●什么是“深度回顾和提问”?

   《 深入问道 “是为汽车家庭中的行业最终用户创建的第一个专栏吗。 它由资深汽车行业从业者撰写,专门分析/揭示重大行业事件。 除了生动的外表,我们还想向您展示对事物的本质、因果和未来可能性的探索和思考。。


   本期行业评论员 ——渐康卡特,在主机制造商从事研发工作多年,对驾驶技术、汽车原理、车型推荐等方面有着深入的了解,擅长以易懂的方式诠释汽车行业。。


30秒快速阅读:

   1。 随着新能源汽车的迅速崛起,对轻型车身的需求越来越大显然,蜂窝结构有利于轻量化,成型周期短 车身重量减轻有利于成本控制、车辆性能改善和能耗降低。例如,a柱区是宝马独特的“碳核心”
   由钢板制成的封闭部分的内侧插入碳纤维增强塑料(碳纤维增强树脂)芯材,这在减轻重量的同时提高了整个车辆的稳定性“宝马7系列” 减重:选材是基础,设计开发是枢纽,先进的制造技术和连接技术是纽带奥迪的树脂传递模塑( RTM )工艺将环氧树脂注入碳纤维包裹的泡沫材料中 这三者相辅相成,不可或缺2017奥迪A8同时采用RTM工艺,并在其后壁和门槛上应用碳纤维复合材料作为新型汽车制造企业的代表,威来ES8采用全铝车身
   3低碳钢不仅价格经济,而且具有良好的成形性和焊接性 轻量化不仅仅是为了减轻车身重量,也不是“减少匹配”这也使得凯迪拉克在重量上优于大多数其他配置相同的车辆 如何平衡成本和减重是每个主机厂需要深入研究的方向欧洲第二大汽车制造商标致雪铁龙在轻量化技术研究方面并不比竞争对手弱,在某些方面甚至比其他主要发动机工厂更好它还满足侧面碰撞、正面碰撞、头部保护和背面碰撞的实验要求

   轻量化车身是指在不降低汽车原有安全性、耐撞性、抗冲击性和舒适性,不增加研发成本的前提下,减轻车身重量标致的良好意图必须体现在重量轻、结构材料和工艺应用完善的产品上无论是传统的燃油汽车还是新能源汽车,车身重量的减轻都无法回避这个话题 在学术上,有一个词叫做体重减轻系数如何围绕选材、优化设计和先进技术三个方面同时改进和提高,是每一个东道工厂都应该认真研究的课题 重量减轻系数考虑了扭转刚度、车身尺寸和车身质量水平 同时,该系数引入了抗扭刚度的概念,使开发人员能够通过减重系数对汽车的非挥发性氢性能和可控性有一个初步的了解。

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   目前,减轻车身重量的方法主要有三种:材料选择、结构优化和先进制造工艺。当然,这只是一个思路。如何将这一思路应用到实践中,并将其完美地集成到具体的汽车模型中,需要研究者根据不同的项目应用不同的方法。

首先,材料选择是基础

   为什么选择材料,而不是纯轻质材料? 性能要求在整车的研发过程中很常见。例如,在中国,前面有小型重叠碰撞试验,称为小型重叠碰撞试验,以及不同的碰撞要求,如侧面碰撞、顶部碰撞、后部碰撞和头部保护。此时,要求零件和部件在车身的局部区域具有高强度要求,例如翼子板内板、风挡柱、B柱加强板和其他区域。如果在这些区域简单地选择轻质材料,材料的厚度将需要大大增加,这将导致车身的重量增加。

●合金材料

   在材料选择方面,汽车制造商最关心的是铝合金和镁合金。毕竟,这两种材料可以替代钢板,减轻重量,提高强度,并具有相对较高的性价比。其中,铝合金是目前应用最广泛的,因为铝的密度低,质量只有钢的1 / 3左右。铝合金表面形成的氧化铝保护层耐腐蚀,成型性高于钢,回收率高。整车80 %以上的铝可以回收利用。 当然,铝合金仍然有它的缺点:容易反弹,有许多冲压芯片,焊接性和强度不如钢,最重要的一点是成本高于钢。

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“合金在汽车上的应用”

●碳纤维材料

   当然,最理想的材料是碳纤维材料。碳纤维材料是由化学纤维和石油通过特殊工艺制成的。碳纤维的密度小于钢的1 / 4,但耐光性可达钢的8倍左右。碳纤维材料除了耐高温、耐摩擦、导电、导热等性能外,还具有较高的强度和较轻的重量。特别是在极端天气条件下,碳纤维材料性能相当好,当然其成本相对较高。

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《碳纤维材料在汽车上的应用》

●高强度钢

   一般来说,屈服强度为210 - 身体各部分的重量都经过严格计算和优化50兆帕、抗拉强度为270 - 700兆帕的钢称为高强度钢、碳锰钢( C-Mn )和烘烤硬化钢( BH );屈服强度在550兆帕以上、抗拉强度在700兆帕以上的超高强度钢被称为热成形钢。

   高强钢具有强度高、焊接可行性好的优点,但密度高、质量重、塑性一般的缺点。它通常应用于车身的局部。如上所述,在需要碰撞性能的局部区域,高强度钢可以替代大量轻质材料。这是减轻车身重量的好选择。

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“高强度钢在汽车上的应用”

第二,结构设计是枢纽

   通过先进的设计方法和技术手段,在车身设计阶段对结构进行优化,提高材料利用率,同时满足车身在强度、模态、刚度、碰撞等方面的性能要求。

   在项目的设计阶段,可以利用计算机辅助设计/计算机辅助工程技术准赢咖娱乐主管确实现车身的结构设计和布局,分析板材背面等参数,计算刚度和强度,计算精确的传力路径。对于设计者来说,可以确定哪些区域需要使用高强度、强材料,哪些区域需要增加材料厚度,从而最大限度地提高材料的利用率。值得注意的是,对于车身来说,力的传递路径不是唯一的或不可改变的。随着设计和连接方式的改变,力的传递路径也会改变。因此,设计师也应该在设计阶段学会“即兴发挥”。对于轻质材料制成的零件,还可以进行运动干涉等分析,使轻质材料满足车身设计的不同要求。

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第三,技术是纽带

●先进的制造工艺

   对于上述翼子板内板和其他对碰撞敏感的区域,通常使用高强度钢。如果此时仍采用普通冷成型技术,板材容易开裂,对车身性能有很大影响。因此,热成型技术如拼焊板(拼焊板)或滚轧板(拼焊板)通常被用来解决这个问题。

●先进的连接技术

   无论是钢、铝还是钢与铝之间,合适的连接方式不仅可以保证车身的各种性能要求,而且对车身的轻量化也有很大的贡献。以下是几种连接方法(包括但不限于) :

   陈词滥调:最快和最经济的连接方法,因为不需要额外的连接器;激光行波管:通常用于高强度钢之间的连接。 搅拌摩擦焊( FSW ) :铝材料之间的最佳选择,如铝型材电池外壳之间的连接;铝点焊:批量生产车型的最佳选择,更适合机械化作业;粘合:需要密封或减震和导电的区域的最佳选择,同时具有等效焊点的强度。

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“汽车连接技术”

   轻型车身I。该成型技术是指以热塑性材料为基材,通过特殊的加工工艺,产品的中间层被密集覆盖着尺寸在十几微米到几十微米之间的封闭微孔。

1。ゥ。

   福特的新焦点。蜂窝结构微发泡注塑成型技术在发动机罩上的应用。

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福特将这种蜂窝结构的MuCell微发泡注塑技术应用于所有新款福克斯、C -麦克斯、蒙迪欧等车型的发动机罩 福特一直致力于到2020年将小型车重量减轻100公斤,大型车重量减轻300公斤的目标 这种成型技术可以减少近20 %的体重,同时确保零件的耐用性和优化燃料性能以减少排放。"

  2。宝马的“碳核心”和奥迪的“即时通讯流程”。与福特独特的造型方法相比,宝马更加注重复合材料在轻量化方面的应用。

2。。

   例如,宝马7系列,虽然车身的基本框架仍然由钢制成,但碳纤维增强塑料在一些领域得到了应用。与前代相比,新款7系列车身重量减轻了40公斤,提高了整车的抗弯和抗扭能力,同时实现了碳纤维轻量化的目标。。。

   奥迪在第一代R8车型中使用铝,但在第二代R8中,MSS被用作工具,碳纤维复合材料被应用于车身,这大大提高了车身的扭转刚度和重量轻,同时实现了车身的轻量化。。。

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该技术不仅材料成型效率高,而且可以减少原材料的使用

   与此同时,奥迪的工程师还将单向碳纤维织物与快速固化环氧树脂体系相结合,并采用泡沫夹层来减少结构构件、加强构件和填料的使用。

   这些工艺和技术为奥迪的轻量化做出了巨大贡献。奥迪在全球汽车市场的强大竞争力也与此密切相关。。。“奥迪A8”。3。威来的全铝车身和先进的连接技术。

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2018年,威来ES8的一名用户不小心撞上了路边的路灯柱

3。然而,作者更关心暴露的7系列铝防撞梁

   铝防撞梁在减轻体重方面的作用是毋庸置疑的,有些7系列铝可以通过热处理得到强化,接触时塌陷量大于钢,因此吸收效果更好。。。作为全铝车身的先驱,威来自然拥有更成熟的铝连接技术。目前,ES8车型上应用了多种连接技术,从热熔自攻铆接( FDS )到铝点焊( RSW ),再到冷金属过渡电弧焊( CMT )到弹簧( SPR )等。“伟来ES8”。

   复合材料的一般应用。通用汽车一直致力于合理使用轻质材料,并将其应用于自己的汽车品牌。

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低价但抗疲劳的低碳钢曾经是普通客车和轻型卡车的标准

4。当然,低碳钢也有其自身的缺点:耐腐蚀性差,重量比铝合金、镁合金等重,在车身减重过程中有很大的缺点

   。。在雪佛兰C7克尔维特和马里布的制造过程中,通用汽车使用大量铝板制造车身零件,使用大量挤压铝材制造车架滑轨。新CT6使用铝代替低碳钢。为此,通用汽车还采用了相对先进的焊接技术,使两种不同公差点的材料焊接在一起。

   通用汽车在镁合金和碳纤维的应用方面也做了足够的研究。早在2011年,通用汽车就在开发碳纤维增强热塑性塑料的应用。。。“雪佛兰科尔维特”。5。压敏胶在高强度钢中的合理应用。

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标致的轻量级技术非常全面,涵盖了从材料到结构再到设计的方方面面

5。。

   本文重点介绍标致在高强度钢中的应用。由于标致的全球布局,标致更注重轻量化后的性能和安全性。它对整车的性能和碰撞要求非常严格。

   从新平台EMP2到全身白色,高强度钢的应用非常精细。。。今年表现出色的标致4008、标致5008和标致508L在车身、翼子板区域热成型高强度钢的TWB技术、B柱区域的TRB技术以及高强度钢在风挡柱和纵梁区域的应用方面做了足够的工作。熟悉碰撞测试的专业人员应该清楚地知道,这些都是对性能有非常重要影响的领域。在这些领域使用高强度钢不仅可以满足安全性能的需要,而且可以大大减少材料的用量。

   。。“标志5008”。●摘要。显然,未来汽车市场的竞争将变得更加多样化和激烈。

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毕竟,车身的重量减轻可以从汽车本身的性能对消费者的切身利益做出巨大贡献

   当然,汽车轻量化不仅仅是为了减轻重量,而是在成功减轻重量的同时提高整车性能,这才是轻量化的真正含义。那么,对于许多汽车制造商来说,如何在减轻车身重量的同时保证静态抗扭刚度和动态抗扭刚度,从而保证车身的抗扭性能和整车的NVH性能;如何减轻整个车辆的重量,但确保配置不被减轻甚至升级;如何在保证碰撞安全性和成本平衡的同时减轻重量将是未来主要主机厂的研究方向。。。

   可以说,谁真正掌握了轻量级技术,谁就能在激烈的竞争中脱颖而出,并为所有其他人感到骄傲。(温/汽车家居行业评论员渐康·卡特)。

   。。!