據(jù)科學(xué)測算,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;若汽車整備質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.5—0.8L。綜合各方面成本看,如果減少1.0KG的車重,則可以減少近百元的支出。
然而,實(shí)現(xiàn)汽車輕量化并不容易,必然要在結(jié)構(gòu)、材料、連接工藝上進(jìn)行改進(jìn)。目前,實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的手段有很多,概括起來主要分為材料、結(jié)構(gòu)和工藝三個(gè)方面。其中,輕量化材料模塊化和通用化是汽車輕量化最基礎(chǔ),也是最核心的技術(shù)。
汽車輕量化是在保證汽車強(qiáng)度、剛性以及安全性不變的情況下,通過選用鎂鋁合金、高強(qiáng)度鋼板、非金屬材料等輕質(zhì)化材料,優(yōu)化車身結(jié)構(gòu),減輕車身質(zhì)量,并采用新型鉚接工藝滿足輕量化材料之間的連接工藝。
尤其是近年來,在國外皮卡車輕量化過程中,復(fù)合材料的減重效果優(yōu)異,性價(jià)比高,使量產(chǎn)成為可能。從目前國外汽車發(fā)達(dá)國家的皮卡車輕量化技術(shù)來看,高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料和碳纖維等高性能輕質(zhì)材料正在逐步替代鑄鐵和普通鋼,越來越多地用以制造汽車零部件。
國外皮卡車在輕量化過程中應(yīng)用較多的材料是鑄造鋁合金,主要包括重力鑄造件、低壓鑄件和其他特種鑄造零件等。鋁合金制造工藝成熟,具有節(jié)能和可再生性,無論是在經(jīng)濟(jì)上還是性能上都要更勝一籌。因此,皮卡車的眾多零部件均可以使用鋁合金,達(dá)到輕量化的目的。
現(xiàn)階段世界汽車發(fā)達(dá)國家鋁材的使用率接近20%,鋁合金、碳纖與不銹鋼材料在歐洲、日本和北美普遍使用。如此前主要應(yīng)用于航空航天等高精尖領(lǐng)域的碳纖材料相對于鎂、鋁材料而言,具有高性價(jià)比的顯著優(yōu)勢,碳纖比剛度是鋼的近3倍,是鋁合金的1.5倍。如果替代0.7mm汽車?yán)滠堜,碳纖材料厚度只需要1.8mm,在達(dá)到相同的抗彎剛度的同時(shí),重量卻減輕了65%。
而我國在車體材料上的選用還比較落后,仍以鋼質(zhì)材料為主,復(fù)合化材料使用率還不到5%。在當(dāng)下汽車輕量化的發(fā)展大趨勢下,未來十年鋁合金壓鑄件的應(yīng)用前景將十分廣闊,車用鋁合金市場勢必迎來巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
在去年底特律車展上亮相的美國福特2015款F-150皮卡車,借鑒了福特Atlas概念車設(shè)計(jì)元素,所有的車身板件和底盤懸架系統(tǒng)都是由鋁制成,并在車身框架的重要部位使用了高強(qiáng)度的鋼材和復(fù)合材料,使其車身總重較現(xiàn)款車型減輕近350公斤,在高速工況下百公里油耗最低僅為7.8L。福特新F-150皮卡搭載一款5.0升V8發(fā)動(dòng)機(jī)和兩款3.5升V6 Ecoboost發(fā)動(dòng)機(jī),隨后還將使用2.7升V6 Ecoboost發(fā)動(dòng)機(jī),較現(xiàn)款車型節(jié)油15%-20%,成為有史以來最先進(jìn)、最節(jié)油的世界級皮卡車型。
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