“汽车轻量化”想说爱你不容易
近年来，塑料在汽车中的应用不断增多。目前，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%～15%，有的甚至达到了20%以上。从现代汽车使用的材料来看，无论是外装饰件、内装饰件，还是功能与结构件，到处都可以看到塑料制作的影子。且随着工程塑料硬度、强度、拉伸性能的不断提高，塑料车窗、车门、骨架乃至全塑汽车已逐步出现，汽车塑化进程正在加快。但汽车轻量化绝不是将“铁零件”换成“塑料零件”那么简单。汽车轻量化意义重大 汽车轻量化是在满足汽车使用要求、安全性和成本控制要求的条件下，将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用实现的产品减重。
近40多年来，汽车轻量化的发展为提升汽车环保、节能和安全水平做出了重要贡献，成为汽车实现节能减排的重要手段，并在很大程度上决定着汽车产品的市场竞争力。但在实现汽车轻量化的同时，一个非常重要的前提是：不能以牺牲车辆安全性和NVH（噪音、振动、平顺性）为代价，汽车轻量化必须在预定整车减重目标、整车成本控制目标、安全性目标和NVH控制水平的全面约束下进行。
汽车轻量化首先来自于优化设计，在结构设计优化的同时，各种轻质材料的使用也功不可没。根据世界汽车用钢联盟《未来钢制汽车》提供的资料，在主要的几种汽车轻质化材料中，高强度钢替代碳素钢可减重10%~60%；铝合金替代钢和铸铁可减重40%~60%；玻璃纤维增强材料替代钢可减重25%~35%；镁合金替代钢和铸铁可减重60%~75%，替代铝可减重25%~35%；碳纤维替代钢可减重60%，替代铝可减重25%。
尽管汽车轻量化有着如此大的优势，但普通大众消费者却对此有着诸多的偏见或疑虑，即使许多汽车业界内人士，对汽车轻量化也有着不少需要厘清的问题。如汽车轻量化与安全性之间的关系，可以通过C-NCAP碰撞试验过的100余款车型的评价结果即可看出，在各种新的设计理念、新技术、新材料和新工艺的集成应用下，汽车可完全实现安全性与轻量化水平的共同提升。
汽车轻量化技术创新战略联盟专家委员会顾问陈一龙表示，轻量化不等于换材料，单纯换材料可能导致的问题包括：因缺乏整车和零件优化设计，导致车辆NVH、被动安全性等性能劣化和其他一系列问题；因缺乏零件的测试标准和评价方法，也会导致车辆可靠性、耐久性出现问题；同时还会因整车设计优化、统筹及其与工艺、模具、装备的协调不好，导致整车生产成本的增加。因此，不应把轻量化技术与其他节能减排技术对立起来。同时，陈一龙也指出，整车质量不是评价车辆轻量化水平的惟一指标，轻量化应以确保车辆各种性能和成本控制指标为前提，综合、系统地考虑各种因素。 中国汽车工程学会副秘书长兼汽车轻量化技术创新战略联盟秘书长张宁女士也指出，推动汽车轻量化是一个复杂的系统工程，其对实现2015年和2020年汽车节能减排目标具有非常重要的现实意义，应当将其置于与新能源汽车发展同等重要的地位加以推动。
塑料汽车安全上有待商榷 传统的观念普遍认为，轻薄的产品安全系数较低。然中国汽车工程学会产业研究院运行总监王智文在接受采访时指出，汽车并不是车越重越安全。即使汽车上使用很轻的材料，如果采取高强度的加工工艺，也能达到很轻但弹性非常好的效果，从而也就越安全。”
在强度上，工程塑料中部分并不输于金属，其中的聚甲醛（POM）更是有“赛钢”之称。该产品由塞拉尼斯发明，既有类似于金属的强度、硬度（与PC/ABS相比，其强度高出600-700Mpa），同时具有较高的抗疲劳性、抗冲击性、耐腐蚀性和弹性。此外，该产品在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性和稳定性。目前已被广泛应用汽车诸多部件，如燃油系统、保险杠支架、轴承等。
工程塑料在拥有类似金属硬度、强度的基础上，还兼具“柔美”之性能，其弹性变形的特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘客起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料，以减轻车外物体对车身的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用，可以提高乘坐的舒适性。同济大学汽车学院教授王宏雁表示，车身在安全性设计时希望能够通过结构的变形吸收一部分碰撞能量，以塑料制造的车身，只要结构涉及合理，制造工艺得当，其安全性应该比金属材料车身要好。
除了车身部件，如前述所讲，工程塑料开始由小部件开始向车身大部件上拓展，如德国大陆为提高汽车驾驶安全系数，将6165A6PPS(聚苯硫醚)作为汽车用材料融入到新型汽车挡风玻璃系统中的影像装置零件中。该公司称，挡风玻璃安全性能的高低是衡量汽车整体功能的关键，6165A6PPS是一种机械性能极强的聚合物，这种混有65%玻璃和矿物纤维的增强型工程塑料能够最大限度减少材料弯曲度，是理想的车用塑料。
在此并非夸张或强调塑料的安全性有多高，从事实来讲，在部分安全部件上，塑料的确暂时无法代替金属。以上更多是为疏导车企和消费者理念，记者在之前的走访中了解到，目前部分车企在新车研发中承认和使用了塑料制品，然就在量产时处于销量和安全考虑，打了退堂鼓。如果材料经过安全考核标准，却不让其发挥光热，的确是件憾事。
（转自微信公众号“汽车工业信息网”， 2014.10.21）
Good
页:
[1]