聚焦世界六大厂商汽车轻量化技术战略

中国汽车工程师之家 聚焦汽车轻量化,全球汽车厂商无一例外。

零件轻量化实质上就是汽车轻量化。"车体和部件更趋合理化的中空型结构"成为世界各大汽车厂商"减重"的主流对策,高强度钢、铝、镁和塑料成为主流材料。

奥迪:汽车轻量化设计的开山鼻祖

技术渊源:奥迪开发轻量化技术的历史可以上溯到近一个世纪之前。1913年,NSU汽车联盟公司生产的8/24型汽车便实现了全车身铝材质。1923年,奥迪生产了六缸全合金发动机。同年,奥迪还尝试着生产出了流线型铝车身的K型车。1954年,汽车联盟发现可以采用塑料减轻车身重量。

此后几年,汽车轻量化改造已成为奥迪汽车总部的核心竞争力之一。如今,奥迪铝制车身制造的自动化操作程度已达80%,赶上了传统钢制车身生产的自动化水平。

至IN车型:奥迪R8

技术应用:整个车身框架的重量仅为210千克,这一重量是跑车在车身轻量化设计方面的最高成就。ASF奥迪全铝车身空间框架结构的设计为实现这一目标提供了理想的基础。

奔驰:德国镁合金压铸发展的先驱

技术渊源:奔驰汽车公司最早将镁合金压铸件应用于汽车座支架,可以说是德国推动镁合金压铸发展的先驱。1997年,德国联邦科技教育部(BMBF)牵头,联合大众汽车公司等50余家企业和慕尼黑工业大学等6所大学及研究所,投资2500万马克进行了一项为期3年的"MADICA"(镁合金压铸)发展项目。

至IN车型:奔驰SLK 55 AMG特别版

技术应用:车身、车内各处运用了很多极轻量化碳纤维复合材质,将奔驰SLK 55 AMG轻量化特别版的车重降低至1495 kg,在轻量化设计和强大的动力推动下,马力重量比达到3.7kg/马力的优异标准,奔驰SLK 55 AMG轻量化特别版0-100km/h加速时间为4.5秒(普通版为4.9秒)。

宝马:全系发动机采用铝合金制作

技术渊源:从2003年开始,德国宝马汽车生产商就一直采用通用塑料的聚酰胺(PA)和聚苯醚(PPO)的共混材料替代钢材生产其宝马6系列汽车的侧板,将车重减轻了4公斤。

现在宝马所有的发动机都是铝合金的发动机,其中还在6缸机上采用了镁铝合金的发动机机体。运用于全新3系列双门跑车的轻量化复合塑料前叶子板、镁铝合金直列六缸汽油引擎,与使用于全新5系列等车款的创新LWRT材质底盘,皆是宝马轻量化结构策略的积极做法。

至IN车型:宝马新一代M3

技术应用:在M3概念车上,最能体现它技术水平的就是其透明碳纤维车顶。由于碳纤维车顶要比传统的钢质车顶轻得多,预计车身总重将因为轻量化还要减轻约七个百分点左右。

福特汽车:2020年将减重113-341公斤

技术渊源:1908年诞生的T型车是第一款大量使用由福特汽车自己生产的轻质耐用的钒钢合金的汽车。1959年福特汽车首先将聚氯乙烯溶胶应用于汽车制造业。轻量化是福特汽车改进汽车燃油经济性和二氧化碳排放的可持续发展战略的一部分,并在钢、铝、钛合金和复合材料方面进行了广泛研究。去年,福特汽车宣布,计划到2020年,在不牺牲安全性能的前提下,将不同车型的车辆重量减轻113公斤到341公斤。

至IN车型:林肯MKT概念车

技术应用:通过与沙伯基础创新塑料的合作,福特汽车旗下的林肯MKT概念车的重量降低了47公斤。其中,车顶、挡风板和掀背式尾门都采用树脂材料,相比传统玻璃材料,将车重减轻了12.9公斤。借助特殊树脂材料制造的超薄壁电线保护层将车重减轻1.1公斤,并为布置更多的电子产品创造了更多的空间。

丰田:3万个汽车部件涉及整车减重

技术渊源:丰田汽车公司是首先制造出镁合金汽车轮毂、转向轴系统、凸轮罩等零部件的汽车厂商。除了在零部件轻量化外,丰田还正考虑在外部嵌板和车架零部件中增加铝合金或高密度钢板,在内部安装镁质座椅架等。丰田每款单一车型中,约有3万个汽车部件将因此而改变,才最终实现整车重量大幅降低的目标。

至IN车型:丰田"1/X"混合动力车

技术应用:丰田"1/X"的混合动力车采用了一种轻质而高刚性的新型材料,其中车身骨架通过采用重量轻、刚性强的CFRP(碳素纤维强化塑料),车体重量仅为420公斤。在保持与普锐斯同等大小的内容空间下,"1/X"的车重仅为普锐斯的1/3,同时燃料利用效率还能达到普锐斯的两倍。

通用汽车: 采用镁、铝材料减车重

技术渊源:通用汽车公司于1997年成功地开发出镁合金汽车轮毂,并且与世界最大的镁生产与加工公司——Hydro公司签定了应用镁合金压铸件的协议。未来的车型上将采用更多镁、铝等不同材料减轻汽车重量,从而使之更为节能。

至IN车型:雪佛兰Sequel氢燃料电池车

技术应用:全铝制车身,设计结构符合美国所有的汽车安全标准。雪佛兰Sequel氢燃料电池车的底盘低而厚,形似溜冰板,其中巧妙地安装了驱动系统、制动系统、燃料电池堆和车载储氢系统。