Products
制动器
杏彩体育:一文了解2017年全球8大车企的轻量化技术及工艺
盖世汽车讯 随着排放法规的愈发严苛及提升燃油经济性的迫切需求，全球多家知名车企纷纷研发新工艺及新材料，旨在实现轻量化，为车企节省成本。回顾2017年，小编对“盖世新技术”版块的文件内容进行了整理，详见下文：
福特于上世纪20年代起就致力于生物材料，当时亨利福特采用了麦草（wheat straw）。在上世纪40年代，福特又采用大豆、大麻（hemp）及其他天然材料，将其制成塑料。福特采用了大豆材质的泡沫、密封件、垫圈、蓖麻材质的泡沫、塑料及天然纤维增强材料，上述材料的平均用量为20-40磅/车。
其中一项挑战是：务必确保生物材料拥有良好的光洁度（surface finish），然而用户却希望在材料表面能看到更多的天然纤维。
其他的问题还包括：气味、湿度敏感性（moisture sensitivity）、降解、耐风化强度（resistance to weathering）及耐恶劣环境，经济性也是一项重要因素。
对于聚乳酸（polylactic acid）或聚羟基脂肪酸酯（PHA）共聚合物，材料研发部的研究人员Alper Kiziltas表示：“这类材料不耐用，若将其用于汽车应用，尚无法实现经济性。此外，其密度要高于聚丙烯（polypropylene）材料。”
其他研发趋势还包括：车辆内饰中的抗生素添加剂（antimicrobial additives），确保共享车辆的用户不会沾染到上一位驾驶员可能携带的病菌。
在Surcar上，FCA材料工程漆部门的Roberto Selvestrel将与汉高Transplant OEM业务的销售总监Manfred Holzmueller将共同探讨为新款Giulia采用新款金属处理系统后的效果，这有利于促进车身工艺、工艺与材料工程、工艺材料供应商之间的合作。
新款Giulia的车身轻了90 kg，这是该车身材料使用了轻金属、新工艺材料及新的涂装技术。为实现减重并提升车辆的性能，FCA采用了铝材，其材料的重量占比达到了45%。公司采用突破性的整车声学包系统（acoustic package），提升了乘客的舒适度，减轻了车身重量。
两步式磷酸盐处理金属预处理工艺（Bonderite two-step metal pretreatment process）是由汉高研发的，用于多金属车身，其铝含量所占比重极高（高达80%），抗腐蚀性能超强，同时还能降低投资额及加工成本。第一步：在浸涂工艺中采用磷酸锌对金属进行处理；第二步：在冲洗后采用对铝采进行处理。磷酸盐处理时油泥的生成量将降低30%-50%，消耗的化学物质也较少，因表面粗糙而导致的返工量也将减少。此外，由于操作温度较低，还能起到节能作用。
阿尔法罗密欧Giulia还受益于汉高泰罗松（Henkel Teroson）旗下的高膨胀车柱填充物（high expansion pillar fillers）。当车身被送入电泳漆烘干室（e-coat oven）后，高温将致使模塑件膨胀至原始体积的十倍多，完全填满并密封车内空腔。在车辆运动时，可防止空气进入该空腔内，起到消除风噪（wind noise）的作用。
该款产品也是由汉高公司研发的，旨在降低因车身外壳震动而导致乘客舱（passenger compartment）而产生的噪声。FCA采用了阻尼性能测试（damping properties），在进行大量测试后，该产品的损耗因素在各类候选材料中排名最高。Giulia车型上的泰罗松AL7154的总重量比标准油泥垫轻了10%，后者被用于提供隔音效果。
通用正竭力将轻量化材料与创新制造工艺相结合，并将其应用到旗下新款乘用车及卡车中。为此，通用多管齐下，引入新的装配线材料、鼓励工程师团队提出创新方案并应用到车辆制造中。
该材料一度成为轿车及轻卡的标配原材料。因为其价格较低廉、易于焊接、易于弯曲成形（bend to shape）、金属耐疲劳度也较高。然而，该类材料也存在许多瑕疵，例如：耐腐蚀性受限、分量较重。尽管上漆及电镀两项工艺几乎可以消除其在耐腐性性方面的不足，但却无法减轻低碳钢的重量。
这是通用首选的轻量化材料，易加工、经久耐用，其耐腐蚀性要强于低碳钢。通用采用铝板（sheet aluminum）制造车身钣金件、采用挤制铝材（extruded aluminum）制造车架滑轨（extruded aluminum）、采用复杂精细的铝铸件替换由数十个小零件组成的较大单元组，这样既减轻重量，又降低其结构的复杂性，还提升了材料的刚度及碰撞性能（crash performance）。铝材还被专门用于制造雪佛兰C7 Corvette及雪佛兰Malibu。新款凯迪拉克CT6则用铝材取代低碳钢，使该款全尺寸豪华轿车的重量比宝马5系轿车要轻许多。
为此，通用采用了先进的点焊技术，使熔点不同的材料能够紧密的粘合在一起。车企将轻质铝皮（aluminum skin）与结实耐用的钢架组合在一起，使两种材料实现互补，在提升强度的情况下减轻车重。
通用还在车辆的制造过程中使用了镁，因为该材料在所有金属中分量最轻。与铝材相较，分量轻了33%，其强度及耐腐蚀性却大幅提高。然而，镁的熔点较低，强度表现也并非很出色（与钢材相较），进而限制了该材料的应用。
通用正致力于一项碳纤维车轮项目，承诺实现车辆减重40磅。车轮的重量被认为是“旋转质量及非悬挂重量（rotating and unsprung mass）”，这意味着每降低一盎司的重量，将大幅提升车辆的能效及驾驶动态性。
据一名消息人士表示，碳纤维有望成为应用于皮卡车厢中的混合材料的一部分，其中包括铝。通用于2011年宣布与帝人集团（Teijin Ltd.）联合研发碳纤维增强热塑性塑料（carbon fiber-reinforced thermoplastic）。通用皮卡车厢将首次使用该碳纤维增强热塑性塑料。
该款车型的发动机罩、前护板（front fenders）、车顶及舱盖式后背门（tailgate）采用全铝材质打造，相较于钢制发动机罩，其发动机罩为该款捷豹车型减重22磅，而前护板为车身减重6.6磅。除提升燃油里程（gas mileage），该款轻量化的铝质发动机罩还降低了车辆的重心，提升了车辆的操控能力与稳定性。”而铝质舱盖式后背门则实现减重33磅。
该款车型设计先进，采用了铆接/粘合工艺、对某些选定结缝采用激光焊（laser welding），进一步优化了车重及品质。
前转向节（front knuckle）采用了轻量化的空心铸铝组件，旨在提升翘曲度（camber），尽可能降低操纵失灵。E-PACE的前副车架经过特殊调准，该结构硬度高。
悬架衬套（suspension bushing）及横向平衡杆（anti-roll bar）质地坚固，可提升转向响应速度，确保在低倾斜角下实现转向控制。
捷豹的工程师们采用了大量的轻量化铝质悬架组件，在提升的硬度的同时降低非簧载质量（unsprung mass），有助于实现车辆的动态性能。后悬架安全在轻质、坚固的钢质副车架上，优化转向响应速度，并进行了工艺细化。
据外媒报道，宝马工程师Florian Schek在美国汽车研究中心（Center for Automotive Research）举办的管理简报研讨会（Management Briefings Seminars）上表示，碳纤维材料由于价格极为高昂，成本难以降低，在汽车上的应用将不太乐观。碳纤维材料应用的主要挑战在于其成本过高，且该项技术的难度也较大，其用途十分有限，仅被用于一级方程式赛车、价格高昂的超豪华车型的车身及底盘。
宝马明确表示，下一代宝马5系车辆将不会再使用碳纤维，但宝马i3宝马i8宝马7系尚未放弃该材质。他表示大约在2020年，宝马旗下车辆将大量采用碳纤维。宝马的i3和i8的整个车身件均采用了碳纤维，而宝马7系的白车身则采用多种复合材。
