質(zhì)量輕,碳排放低,這可能是汽車輕量化設(shè)計最大的益處,不得不說,與多年前相比,如今的汽車早已不是那個僅僅負責(zé)兩點穿梭的工具了,不僅是人們對于汽車本身的要求更高了,汽車的設(shè)計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)計可能就是最重要的技術(shù)了。
發(fā)達國家將汽車塑料作為衡量汽車設(shè)計和制造水平的重要指標。目前,工程塑料德國使用的汽車數(shù)量最多,占汽車總材料的15%以上。除了英國路虎,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的汽車工程塑料。一些專家甚至預(yù)測,未來新材料的創(chuàng)新應(yīng)用可能會顛覆傳統(tǒng)汽車。
煙霧、節(jié)能減排和更嚴格的油耗規(guī)定,國內(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、合金材料和非金屬材料的應(yīng)用,這反過來又是汽車的輕量級減重10%~15%,30%~40%、45%~55%。顯而易見的是,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,玻璃纖維增強復(fù)合材料的比例不超過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,還可以提高汽車動力的舒適性和安全性。
在發(fā)達國家,每輛汽車使用的塑料量從20世紀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、鎂合金的成本過高,主要是進口。未來汽車車頂、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。事實上,國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,由纖維增強復(fù)合塑料材料制成的機身可以達到減重35%的目標;如果使用碳纖維增強復(fù)合材料,可以實現(xiàn)重量減少超過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)計在未來的趨勢其實是必然的,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和越來越成熟,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)越來越成熟,汽車本身的問題也會越來越少。
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