轻量化就是在保证汽车强度和安全机能的条件下,尽可能地降低汽车的整车重量,从而进步汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。美国麻省理工学院2007年的数据表明,在原料本钱方面,铝比钢贵2倍多,加工本钱方面,铝比钢贵一倍,在装配上,铝比钢贵20%-30%。总的来说,一个铝部件估计比传统的钢部件本钱高60%-80%。轻质材料和轻质结构是实现汽车轻量化的重要途径和手段。
美、欧国家对汽车二氧化碳排放划定日趋严格更加剧了钢铝市场份额争夺战,美联邦政府燃油经济性法规划定在2025年前汽车燃油经济性尺度上调至54.5英里/加仑(约合百公里4.8升油耗),欧盟计划到2020年实施强制性的汽车尾气每公里95克二氧化碳的排放尺度(当前政策是到2015年每公里排放130克),这对汽车设计者来说是个更大的挑战,钢和铝出产厂家争相投入研发知足汽车厂家需求的具有高效设计和更轻质特点的金属。从2006-2012年,欧盟轻型车铝合金用量均匀增加了19.2千克。与其它轻金属和复合材料比拟,高强钢具有优异的性价比,而且可以利用现有的汽车出产设备,节约投资,不失为一种理想的轻量化材料。
最新的一项调查结果显示,采用大量铝合金的所谓全铝汽车可以获得40%的减重效果,在与其他辅助性轻量化及优化设计相配合的情况下,能使燃油经济性晋升幅度达18%。铝合金材料显然是汽车厂家追逐轻量化的选择,但从本钱上考虑,不管是材料价格、制造及加工方面,铝显然比钢更昂贵,而且维修难题。
作为汽车出产伊始的主要材料,钢在精益求精以适应各种设计变化的挑战,尤其高强度钢的开发成功,最好地解决了轻量化与安全、本钱之间的矛盾。奥迪R8、A8和捷豹XJ均采用了全铝合金车身,全新一代路虎揽胜创造性地采用全铝承载式车身轻量化技术,较之前一代采用钢制车身结构的揽胜车身重量降低39%。目前在欧洲和北美开发的超轻车计划中,铝占到53%,约30%的汽车引擎盖和20%的保险杠均采用铝金属,这个比重在未来几年将会有大幅度的晋升,而钢用量比例则将下降。
厚壁铝管与铝在汽车材料竞争中获得发展外媒2月27日报道,长期以来,钢一直是汽车最主要的材料,占汽车重量的均匀约60%。不管铝对传统钢的替换,仍是塑料对金属的替换,最直接的效果都是减重,减重是晋升车辆燃油经济性和降低排放的最简朴和最有效的方式。研究表明,汽车自重每减少10%,可以降低油耗6%-8%,降低二氧化碳排放13%。国外研究公司Ducker Worldwide对市场上各类型汽车的最新调查显示,铝金属所占车重比已升至12%,且有继承上升的势头。面临铝金属的挑战,钢铁出产厂家与汽车厂家紧密亲密合作,研发轻质、高强钢,努力维持钢在汽车市场的主导地位。
Ducker Worldwide的一项调查显示,到2025年汽车厂家减重目标为目前的2倍,即均匀重量将减轻400磅(181.4千克),届时钢占汽车均匀重量将由目前58%左右下降至46%。但跟着各大汽车厂家知足日趋严格的减排尺度,瞄准减重及进步燃油效率,铝合金以及塑料等非钢材料在汽车上的占比不断上升,钢因此持续受到这些替换材料的威胁。美铝公司的汽车结构专家亦称,一辆小汽车全铝车身结构均匀要1400-4600美元,比钢车身溢价65%,而一个有效和成功的汽车轻量化项目需是未来用户可持续负担得起的,显然本钱增60%-80%不是一个成功的汽车轻量化方案。因此,从机能和本钱两个方面来看,钢在汽车市场的主导地位不会动摇。
Ducker Worldwide曾猜测,到2015年欧洲主要国家均匀每辆汽车铝使用量将增长至180千克,铝材料占整部汽车的重量也将由目前的9%进步到12%,2025年将攀升到近250千克,铝金属所占轻型车的车重比将进步到目前的两倍。通过对汽车结构的改造和制造材料的优化,汽车重量还有15%的下降空间,而且跟着汽车制造材料的不断开发进级,汽车重量的减轻不会带来安全隐患。、
自90年代奥迪等豪华车开始采用铝部件,铝进入了汽车产业,之后铝在汽车上的用量开始上升,越来越多的轿车制造商开始在材料选择上采用铝来替换传统的钢,欧盟和北美等国家已走在前列。如去年底在中国首发的新一代福特野马中采用了铝金属盖和铝前挡泥板,重量减90千克,而即将面世的全新F-150将采用全铝车身打造,车身总重将较现款车型轻317千克,燃油经济性有望进步15%-20%。此外,新能源汽车将替换传统以燃油为动力驱动的汽车,混合动力汽车、燃料电池汽车、锂电池汽车,疾驰E-Cell Plus和疾驰F-Cell电动车以及本田FCX Clarity等新型动力系统汽车大多选用铝作为车身的主要材料。
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