1.轻量化的意义
节能减排是整个社会对汽车发展的要求。从国际上看,解决汽车节能环保问题主要采用以下三种方式:一是大力发展新能源汽车,通过推广使用气体燃料、生物质燃料、电能等替代能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖;二是大力发展先进发动机技术,通过一系列电子技术的应用,提高燃油效率,改善燃油经济性;三是大力发展汽车轻量化,在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下,通过减轻汽车自身重量来实现节能减排。据世界铝业协会统计,汽车自重每减少10%,燃油消耗可降低6%~8%,排放降低5%~6%。而燃油消耗每减少1L,CO2排放量减少2.45g。可见,汽车轻量化是实现节能减排的重要手段和方法。
2.实现轻量化的步骤
实现轻量化主要途径有两种:结构优化设计和轻质材料与先进成形工艺的应用。即通过模块化集成设计、结构拓扑优化和板厚减薄优化等结构优化技术实现轻量化,在此基础上通过采用铝合金、镁合金、塑料、复合材料等轻质材料并采用先进成形工艺来实现零件的轻量化。内外饰作为汽车重要的组成部分,对其实施轻量化具有十分重要的意义。内外饰件进行轻量化设计,优化产品结构,较少零部件数量,以达到减重的目的。在内外饰轻质材料的应用上,主要以塑料复合材料应用为主,其主要发展趋势大体上可以分成四步:
1)已迈出的第一步(时间周期:2015~2016年):通用改性塑料,如PP、PE、PVC、ABS及PA等耐热增强的改性,主要应用在汽车内外装饰件上,主要内容如下:
①重点推广薄壁化、微发泡材料、麻纤维等轻量化技术的量产应用。
②开展长玻纤增强塑料,如前端模块、后碰横梁等样件试制试验,实现首次量产搭载应用。
③开展复合材料后背门、座椅靠背骨架和碳纤维应用技术研究。
2)正在迈进的第二步(时间周期:2017~2019年):长/短玻璃纤维增强复合材料(纤维热固性塑料:SMC/BMC,纤维热塑性塑料:GMT、LFT),主要应用在部分结构件和功能件上,主要内容如下:
①长玻纤增强塑料技术应用推广。
②复合材料后背门等技术首次搭载应用。
③塑料玻璃(三角窗、天窗、后风窗)研究应用。(www.xing528.com)
④碳纤维复合材料应用技术零部件装车试验,碳纤维“黑车身”开发。
3)第三步(时间周期:2020~2024年):碳纤维增强复合材料(CFRP)整车白车身和承载机构件,主要内容如下:
①全谱系车型推广应用长玻纤增强塑料技术。
②在SUV及MPV车型上规模推广应用复合材料背门等技术。
③适当推广应用塑料车窗玻璃技术。
④碳纤维零部件在新能源、高端车上实现应用。
4)第四步(时间周期:2025年):天然植物纤维增强复合材料,主要应用于内外装饰件-有机回收(环保),主要内容如下:
①碳纤维复合材料和各种特种塑料在量产车上全面应用。
②生物可降解材料量产应用。
③开发全复合材料汽车。
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