鋁合金并不是唯一方案 漫談汽車輕量化設(shè)計

自從汽車誕生以來，已經(jīng)有130多年了。在一個多世紀(jì)（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）的發(fā)展過程中，節(jié)油一直是汽車研發(fā)者努力的方向。然而，在電動車鋪天蓋地的時代，燃油車似乎已經(jīng)走到了生命的盡頭。雖然廠家絞盡腦汁，但是還沒有看到任何一款車的百公里綜合油耗真的能控制在5升以內(nèi)。千萬不要提實驗室的數(shù)據(jù)。誰能在實際道路上跑出工信部就是奇跡。當(dāng)然，燃油車肯定不會很快消亡。在它們與電動車并存的日子里，我們還是要在輕量化上下功夫，這是一種有效的節(jié)油方式。今天我們就來聊聊輕量化這個有趣的話題。

鋁合金材料的應(yīng)用是最簡單粗暴的減重方式。

很多高檔車都大量使用鋁合金材料作為零配件，比如前后防撞梁、水箱架、機蓋、翼子板、前后懸架擺臂、副車架等。這是最簡單粗暴的整車輕量化方案，因為只要錢到位就不是問題，技術(shù)含量也不高(整車鋁合金除外)。其實鋁合金除了重量輕，還有以下優(yōu)點：吸能效果好，比如用在車輛的前防護(hù)結(jié)構(gòu)上，車輛發(fā)生碰撞時，鋁合金碰撞梁可以更好的吸收撞擊能量。由于其柔和的特效，可以減少對被撞行人的傷害。當(dāng)然，這也會導(dǎo)致車身更嚴(yán)重的損壞(并不會增強車內(nèi)人員的安全風(fēng)險)。沒有什么比生命更珍貴，關(guān)鍵時刻需要犧牲一輛車。

但是鋁合金材料的另一個問題是成本太高。用普通鋼材替換同樣的零件，至少可以節(jié)省兩倍的成本。所以只會用比較貴的型號。鋁合金后懸架下臂重量輕，強度高，能有效降低簧下重量，從而使車輛的動態(tài)穩(wěn)定性更好，整車更舒適。雖然鋁合金有這么多好處，但是一個高昂的成本就足以影響它的普及，所以汽車廠商想出了很多輕量化方案。

偷光處理金屬零件減輕重量不能影響安全。

真正的輕量化處理一定不能以犧牲安全為代價。目前一些低端機型為了降低制造成本，很多地方偷工減料。我們將在另一篇文章中介紹這個主題。下面主要講的是真正的不影響安全性能的輕量化設(shè)計。

1.對金屬部件進(jìn)行沖壓鏤空，將金屬材料沖壓成異形突起結(jié)構(gòu)，不僅使結(jié)構(gòu)更輕，還提高了結(jié)構(gòu)強度，保證了安全性。

當(dāng)然，這些洞不是隨便打出來的。一般要經(jīng)過計算機的精確模擬計算才能得到鉆孔方案，避免共振現(xiàn)象。如果涉及到空氣流通的地方，還要考慮噪音的影響，適當(dāng)加隔音材料填充。

2.樹脂材料的應(yīng)用也是輕量化的一個方向。很多年前，汽車零部件的加工成型方法沒有現(xiàn)在這么先進(jìn)，很多情況下無法將樹脂材料加工到滿意的程度?，F(xiàn)在可以看到樹脂在汽車很多部位的應(yīng)用。高強度樹脂材料甚至比低強度普通金屬更硬。

機艙里的保護(hù)殼，底盤的護(hù)板，甚至油箱也從鐵質(zhì)變成了全樹脂結(jié)構(gòu)，這是汽車工業(yè)的一大進(jìn)步。但是，還是有極少數(shù)廠商使用鐵質(zhì)油箱的低端產(chǎn)品。鐵油箱的優(yōu)點是相對抗擠壓，缺點是碰撞事故有產(chǎn)生火花的風(fēng)險，內(nèi)部容易生銹，油箱形狀相對固定。樹脂油箱的優(yōu)點是可以根據(jù)底盤的空間隨意造型，做成特殊形狀非常簡單。沒有摩擦火花的風(fēng)險，最重要的是重量輕。缺點是受到重大外力擠壓后會損壞，而不是像鐵油罐一樣被擠壓。

3.用集成地毯材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多層棉墊是一個新的方向。車內(nèi)地毯層分為四五層，主要用于保證車內(nèi)地板的平整度，增強隔音，提高舒適度。然而，地毯層的整體重量實際上非常重?，F(xiàn)在很多廠家開始應(yīng)用一體化泡沫地毯，可以簡單理解為只有一層結(jié)構(gòu)(多層壓制)，重量輕，氣味小，間接對整車輕量化起到一定的作用。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車輕量化的問題會得到更好的改善。在電動車時代，輕量化是一個核心問題，因為電池和電控系統(tǒng)的重量給續(xù)航里程帶來了很大的問題，電動車的減重遠(yuǎn)比燃油車重要。