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汽车瘦身宝典看过来!2018汽车轻量化创新技术评选进行中

2018-07-17 08:47

  博泽通过采用有机板材,每辆车最多可减重2 kg,与钢制车门相比,最多可减重5 kg。原有的碰撞安全性能仍保持不变:与常规塑料解决方案相比,层状结构和局部强化可以吸收4倍的动能,而其壁厚仅为0.5 mm。首款底板由轻量化材料制成的车门系统计划于2018年开始批量生产。

  在座椅系统中,博泽采用玻璃纤维增强热塑性塑料打造高效、经济的轻量化设计。其前排座椅骨架重量为15 kg,比同类产品轻20%。有机板材(连续纤维增强热塑性塑料)制成的第二排座椅骨架可让每辆车最多减重1.5 kg。

  随着有机复合材料的座椅后排中扶手行李箱通道产品取得试产成功,博泽于2016年年底开始首次进行这一新材料的大批量生产。新一代路虎发现中的可折叠后排中扶手行李箱通道便采用了六层有机复合板结构。这款后排中扶手行李箱通道重约4 kg,比传统钢制骨架轻40%左右。

  在商用车的轻量化方案中,奥科宁克公司的美铝锻造铝合金商用车车轮是最为有效地帮助车辆减重的方法之一。和目前卡车、客车等商用车普遍使用的钢车轮相比,锻造铝合金车轮具有诸多优点:

  更轻,每个车轮减重可达57%,每辆挂车减重可达300 kg,提高有效载荷并改善驾驶舒适性;更坚固:无比坚固的锻造强度,强度为钢车轮的5倍,5年不限里程质量保证;更经济,减少油耗(约为3%),散热性更佳(热传导率为钢的3倍),轮胎磨损减少,制动器和轮胎使用寿命延长(延长20%以上),使用寿命更长(可达20年),维护更容易;更环保,铝质材料100%可以回收使用,减少二氧化碳排放量;更加美观,提供镜面抛光、亚磨光、Dura-Bright表面处理车轮,极大地提升公司形象和车辆的外部观感;销售和售后支持:覆盖全球的销售和服务网络;五年不限里程质量保证。

  目前中国市场主流悬挂形式是钢板弹簧悬挂,但空气悬挂已在逐步取代钢板悬挂,原因之一就是利用空气悬挂可以更好地实现轻量化设计。比如在罐车方面,如果使用空气悬挂,上装就可以使用轻量化材料,如铝合金,加上由于底盘振动的减少,车架等结构可以设计得更轻,单车自重从11~12 t减到8 t左右,而且车辆的耐久性可以做到更好。空气悬挂本身也比钢板弹簧悬挂自重轻,这在半挂车悬挂上表现尤为突出,使用空气悬挂单轴减重即可达到200 kg左右。

  康迪泰克研发的空气弹簧系统的固有频率低,这可以更多地减少来自地面的振动传递到车身,车辆行驶更平稳,为整车的轻量化提供更大可能。比如其给卡车行业提供的空气弹簧系统4984 N6 P02、4916 N1 P07等,这些产品都有很好的隔振性能。

  欧瑞康的分段式同步环系统S³,允许使用更小的锥角,打破了传统同步环系统固有的对于圆锥角度尺寸下限的设计限制。从而使得在保留同样出色的性能和换挡品质的前提下,用组件更少的分段式同步环系统取代传统的多锥面同步环系统成为可能。

  随后,欧瑞康通过大量的实验对这种分段式同步环系统的性能、换挡品质和耐久性进行细致分析和验证。结果表明,该同步环系统的性能不亚于同级别的多锥面同步环系统。

  这种创新性的分段式同步环系统S³能提升效率,并带来空间、重量及成本效益。相较于传统的多锥同步环系统,该分段式同步环减重达30%以上,能很好地满足市场上对于燃油效率和成本控制的需求。

  因此,无论对新型变速器(手动挡变速器、手自动变速器、双离合变速器)的设计或是对变速器的升级和改进项目,分段式同步环系统都是一种理想的解决方案。

  麦格纳外饰产品组合丰富,从尾门到前端模块,从外观蒙皮到饰件乃至主动空气动力系统,一应俱全。每一个产品系统都将其在工业设计和轻量化复合材料方面的专长应用其中。除产品开发能力之外,麦格纳外饰革命性的工艺改良举措大大提高了生产质量和生产效率。无论2030年后的车辆外观如何颠覆,无人驾驶是否已经实现,车辆外饰必定依然存在。

  相较于金属尾门,复合材料尾门可减重25%,能够以完整的模块化产品交付给客户。复合材料的使用能为设计带来更大的灵活性,在尾门的线条和角度上有更多可能。此外,麦格纳全系统装配和交付工艺还具有简化整体尾门模块复杂度、降低模具投入及提高工厂产能的优势。

  轻型的铝制车身部件可以减轻额外的重量,迎合了汽车轻量化的趋势,因此特别受到市场欢迎。KS华域铝技术有限公司近几年在生产铝制铸件的汽车底盘和车身方面持续扩大其产品组合,至今已经有3个系列订单预订了铝合金压铸件,这些产品将在德国和中国的厂家生产。此外,在中国还将生产一家德国制造商的三大系列产品,一家美国制造商也已经订购了两批铝合金压铸件。在德国,还有客户预订了低压冷铸后桥和轮架。

  铝制结构部件不仅使汽车轻量化,还带来了制造工艺的优势,另一个长处是其强大的一体化性能,比如铸造铝铸支柱锅可以只用一道工序完成。相反,如果使用钢材料则必须将多达30个的单板焊接在一起。

  在某种程度上,轻量化与可靠性是一个开发流程,属于管理学科,而可靠性的开发属于军品核心指标,有套严格的管控流程,陕汽是以军品起家,因此超级轻量化技术都是建立在车辆可靠性基础上。

  陕汽超级轻量化技术目前已经在新M3000 2018款车型上体现,其以客户价值研究为基础,通过正向开发理念实现结构优化、新材料应用、新工艺方法,形成一套标准的超级轻量化实现方式。目前,新M3000 2018款牵引车的自重最轻可达到7.68 t,比主要竞品轻100 kg以上。

  上汽依维柯红岩商用车有限公司作为国内最早的重卡合资企业,积极引进欧洲先进重卡技术,全车采用新材料、新工艺、欧洲标准整体轻量化设计,最大化使用轻量化配置,在保证产品使用强度和安全的同时,有效地降低车辆自重。

  其采用经过安全验证的全铝壳变速器、铝合金钢圈、铝合金油箱、铝合金储气筒、真空轮胎等轻量化配置,有效降低车身自重的同时,也更加坚固可靠;悬架系统采用高强度材料的抛物线少片式钢板弹簧,减轻车身重量的同时,更大程度上改善了车辆的舒适性;后平衡悬架采用IVECO技术设计的EMTB2轻量化平衡悬架,是目前行业最轻的悬架系统,实现了减重130 kg的效果;车架采用高强度钢板材料,单层大梁设计减重50 kg;采用FPT技术的单级减速桥,有效减重150 kg;高强度车架减重300 kg;高强度单层车架减重50 kg;新型断开式平衡轴减重50 kg。一系列领先轻量化设计,让红岩杰狮系列车型自重较传统车型减轻700 kg以上。

  Organomelt是一个全自动化工艺的名称,用于加工热塑性连续纤维增强半成品,即所谓的有机板材,该工艺已经迎来了汽车行业的量产。

  ENGEL为两家知名零部件供应商提供了集成制造单元。对汽车制造商而言,热塑性基体材料是该项技术的主要引人之处。一方面,热塑性方法能够在同一工作步骤中实现注塑模具内关键支撑结构的功能性粘合;另一方面,它简化了回收方案的开发,以便在组件使用周期结束时使其返回物质循环。通过organomelt生产的纤维复合材料部件,即使在安全相关领域也能够替代钢材,刹车板就是其中一个例子。

  2015年1月,库卡系统团队为客户提供白车身总拼铆接解决方案。全新XFL的铝合金含量为国内最高的75%,被称为“航空级”全铝车身,车身结构重量仅为297 kg。车身重量的减轻带来的是油耗的降低,同时保留了碰撞和耐久性能,并在静态和模态下都具有很高的扭转刚度,坚固可靠。生产全新XFL的车间是目前国内唯一一个全铝车身车间,全线采用自冲铆接技术,自动化率高达100%。

  库卡系统采用顶盖视觉引导工位,测量车身坐标,反馈给机器人并指引机器人把顶盖放在车身的中心位置,提高车身符合率。同时,整个主拼夹具通过伺服电机及机械定位锁紧后形成一个独立的闭合系统,有效确保主拼车身结构的精确度。为全方位实时监测全铝车身的品质,整个车间采用卓越的过程质量保证体系,在总拼生产线的最后一道工序里,库卡系统采用车身总成测量严格管控产品质量。