質(zhì)量輕,碳排放低,這可能是汽車輕量化設(shè)計(jì)最大的益處,不得不說(shuō),與多年前相比,如今的汽車早已不是那個(gè)僅僅負(fù)責(zé)兩點(diǎn)穿梭的工具了,不僅是人們對(duì)于汽車本身的要求更高了,汽車的設(shè)計(jì)廠商在騎車的制造方面也是做足了工夫,除了高科技的電子設(shè)備,車身的輕量化設(shè)計(jì)可能就是最重要的技術(shù)了。
發(fā)達(dá)國(guó)家將汽車塑料作為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的重要指標(biāo)。目前,工程塑料德國(guó)使用的汽車數(shù)量最多,占汽車總材料的15%以上。除了英國(guó)路虎,蘭博基尼、梅賽德斯-奔馳SLR、寶馬i系列和許多其他車型使用更先進(jìn)的汽車工程塑料。一些專家甚至預(yù)測(cè),未來(lái)新材料的創(chuàng)新應(yīng)用可能會(huì)顛覆傳統(tǒng)汽車。
煙霧、節(jié)能減排和更嚴(yán)格的油耗規(guī)定,國(guó)內(nèi)汽車公司不遺余力地開發(fā)汽車輕量化技術(shù)。眾所周知,汽車輕量化主要體現(xiàn)在汽車優(yōu)化設(shè)計(jì)、合金材料和非金屬材料的應(yīng)用,這反過(guò)來(lái)又是汽車的輕量級(jí)減重10%~15%,30%~40%、45%~55%。顯而易見(jiàn)的是,工程塑料等非金屬材料的“減重”效果明顯,其在汽車中的主要作用是使汽車更輕。目前,越來(lái)越多的汽車零部件開始使用工程塑料而不是金屬零件。
汽車工程塑料應(yīng)用逐年增加,“普通塑料的比重為0.9至1.6,玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的比例不超過(guò)2.0,,這使得塑料成為汽車輕量化的首選材料。使用塑料可以減少零件重量約40%,并且可以大大降低成本,用塑料件替代塑料件不僅可以減輕車輛重量,降低油耗和排放,還可以提高汽車動(dòng)力的舒適性和安全性。
在發(fā)達(dá)國(guó)家,每輛汽車使用的塑料量從20世紀(jì)90年代的100-130千克增加到2004年的152千克和2006年的174千克。目前的消耗量為230千克。國(guó)外汽車品牌現(xiàn)在使用的是塑料復(fù)合材料和高性能工程塑料,而國(guó)內(nèi)自主品牌則采用塑料。這也反映了我們的車輛輕量化技術(shù)的差距。
到2020年,汽車的平均塑料消耗量可能達(dá)到500kg/單位或更多,占車輛總材料的1/3以上。隨著新能源汽車的廣泛使用,鋁合金、鎂合金的成本過(guò)高,主要是進(jìn)口。未來(lái)汽車車頂、車門、座椅零件、車輪和汽車結(jié)構(gòu)部件,甚至車身可能轉(zhuǎn)換為工程塑料。事實(shí)上,國(guó)外一些高端車型的某些部件已經(jīng)轉(zhuǎn)換為工程塑料。
目前,世界上塑料制成的車身已廣泛應(yīng)用于小批量車或一些高端車型。如寶馬i系列產(chǎn)品。與鋼體相比,由纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料材料制成的機(jī)身可以達(dá)到減重35%的目標(biāo);如果使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,可以實(shí)現(xiàn)重量減少超過(guò)60%的效果。目前,碳纖維塑料的成本太高,因此僅用于高檔車型,如BMW、梅賽德斯-奔馳。
工程塑料的使用以及汽車的輕量化設(shè)計(jì)在未來(lái)的趨勢(shì)其實(shí)是必然的,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和越來(lái)越成熟,金屬材質(zhì)作為曾經(jīng)汽車上的主要材料,也不可能永遠(yuǎn)的保持活力,而新鮮的產(chǎn)物往往就是這么產(chǎn)生的,汽車工業(yè)的技術(shù)越來(lái)越成熟,汽車本身的問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越少。
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