中國汽車輕量化調(diào)查

　

    為了應(yīng)對(duì)迫切的全球氣候變暖和能源危機(jī)，節(jié)能減排——已經(jīng)成為全球汽車企業(yè)的集體課題。

 

　　下半年中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)完成的一份未公開的調(diào)查報(bào)告，對(duì)國內(nèi)上百款在銷車型進(jìn)行了輕量化和油耗測(cè)試。結(jié)果顯示，自主品牌與合資品牌，歐美品牌和日本品牌之間，差距明顯。在人人都說自己是“節(jié)油王”的汽車市場(chǎng)，這份報(bào)告給出了具體的答案和未來的趨勢(shì)。

 

　　輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析，是目前國內(nèi)外輕量化技術(shù)中發(fā)展最快的。汽車消費(fèi)者對(duì)車輛安全性的要求越來越高，然而整個(gè)社會(huì)對(duì)于環(huán)保節(jié)能的呼聲也越來越高，汽車制造商們不得不因此而尋求更堅(jiān)固、更輕薄的造車原料。

 

　　目前歐洲大型汽車制造商正在進(jìn)行“超輕型汽車”工程，在穩(wěn)定價(jià)格的基礎(chǔ)上，減輕車重30%。歐洲超輕型制車體的設(shè)計(jì)中，高強(qiáng)度鋼占比例超過80%。

 

　　在新能源路線遲遲不清晰的形勢(shì)下，輕量化已經(jīng)成為全球主流汽車企業(yè)，應(yīng)對(duì)低油耗的折中路線。而且留給中國的時(shí)間已經(jīng)不多。

 

全球標(biāo)準(zhǔn)下的中國壓力

 

　　當(dāng)中國以超過1000萬輛的銷量成為全球第一大汽車市場(chǎng)后，無論外部輿論是否激烈，與能源、氣候相關(guān)的責(zé)任壓力，其實(shí)已經(jīng)向國家相關(guān)部門襲來。

 

　　2009年5月，美國總統(tǒng)奧巴馬公布了一項(xiàng)汽車節(jié)能減排最新計(jì)劃，目標(biāo)是到2016年，美國國內(nèi)生產(chǎn)的客車和輕型卡車百公里油耗不超過6.62升，二氧化碳排放比現(xiàn)在減少1/3。這項(xiàng)計(jì)劃2012年開始實(shí)施，將使美國在2012年到2016年減少使用原油18億桶，溫室氣體排放量將減少9億立方。

 

　　早在1998年3月，國際鋼協(xié)就開始在全球?qū)嵤︰ISAB-AVC計(jì)劃，從整體上研究開發(fā)新一代鋼鐵材料汽車結(jié)構(gòu)(車身、覆蓋件、懸掛系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架及所有與結(jié)構(gòu)、安全相關(guān)的部件)。世界各大鋁業(yè)公司同時(shí)也結(jié)成聯(lián)盟，如美國汽車材料合作伙伴(USAMP)

 

　　影響美國最深的當(dāng)屬“平均燃油率標(biāo)準(zhǔn)”(CAFE)和“新一代汽車共同開發(fā)計(jì)劃”(PNGV)。PNGV計(jì)劃于1993年開始實(shí)施，政府每年投資2億美元，主要用于家庭用車的減重。近十幾年來，美國國家標(biāo)準(zhǔn)一直在加碼。

 

　　和美國類似的是，歐洲和日本不僅在減耗排放方面推行了相關(guān)政策，而且對(duì)廢舊車輛回收也作出了嚴(yán)格規(guī)定。如日本2001年規(guī)劃由拋棄型進(jìn)入循環(huán)型的社會(huì)發(fā)展模式，推行全回收或零廢棄的觀念。其實(shí)2001年以前，日本已有相關(guān)法令推行綠色設(shè)計(jì)及綠色采購。

 

　　通過一系列法規(guī)刺激，歐美汽車企業(yè)制造的產(chǎn)品，重量同過去相比減輕了20%-26%，預(yù)計(jì)未來10年內(nèi)，轎車平均重量還將繼續(xù)減輕20%。特別是鋁合金、鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料和高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼等輕量化材料的開發(fā)與應(yīng)用，在汽車輕量化過程中將被廣泛采用。

 

　　歐美和日本等汽車消費(fèi)大國在排放標(biāo)準(zhǔn)上，口袋正在越收越緊。為了應(yīng)對(duì)迫切的全球氣候變暖和能源危機(jī)，節(jié)能減排，已經(jīng)成為全球汽車企業(yè)的集體課題。在新能源路線遲遲不清晰的形勢(shì)下，輕量化已經(jīng)成為全球主流汽車企業(yè)的主要折中路線。

 

輕量化1% 油耗降低0.7%

 

　　事實(shí)上，在節(jié)能減排上，留給中國汽車企業(yè)的時(shí)間已經(jīng)不多。來自中汽協(xié)的調(diào)查顯示，我國國產(chǎn)轎車品牌與國外同類車在高強(qiáng)度鋼比例和碰撞安全性方面存在較大差距，我國的自主品牌轎車較國外同類車重8%-10%，碰撞安全性差好幾個(gè)星級(jí)。

 

　　中汽協(xié)發(fā)布的關(guān)于《汽車輕量化意義》的報(bào)告中指出：對(duì)汽車總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車零部件的精簡(jiǎn)、整體化和輕質(zhì)化；發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化；變速器輕量化；懸架輕量化；車身輕量化和附件輕量化是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)整車輕量化的六個(gè)方面。

 

　　汽車輕量化對(duì)于節(jié)約能源、減少廢氣排放十分重要。研究顯示，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；汽車整備質(zhì)量。每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升，汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。而在駕駛方面，汽車輕量化后加速性提高，車輛控制穩(wěn)定性、噪音、振動(dòng)方面也均有改善。從碰撞安全性考慮，碰撞時(shí)慣性小，制動(dòng)距離減小。此外車輛每減重100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里。

 

　　國內(nèi)外許多企業(yè)，對(duì)于汽車輕量化的設(shè)計(jì)，已經(jīng)融合到了汽車設(shè)計(jì)的前期。包括鋁、鎂、高強(qiáng)度鋼、復(fù)合材料、塑料等輕質(zhì)材料在汽車上的應(yīng)用，與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的裝配、制造、防腐、連接等工藝的研究應(yīng)用融為一體，能直接使汽車輕量化并降低油耗。

 

　　今年年初的底特律車展中，豐田表示除了加大產(chǎn)品線內(nèi)混合動(dòng)力車型的比例之外，也計(jì)劃對(duì)車輛側(cè)邊及車頂進(jìn)行輕量設(shè)計(jì)(采用輕磅鍍錫薄鋼板)，并將之視為提升車輛節(jié)油能力的重要關(guān)鍵。

 

　　鋼鐵生產(chǎn)廠商Arcelor-Mittal、Robert Bosch GmbH與諮詢公司Arthur D. Little的分析得出一個(gè)發(fā)人深省的結(jié)論：僅僅減輕車身重量就能節(jié)省約5%的燃油。只需在每輛車上增加212歐元(約為280美元)的成本以購買高強(qiáng)度鋼材，比加裝任何形式的混合動(dòng)力系統(tǒng)的油耗表現(xiàn)都要更低。

 

輕量化比新能源更現(xiàn)實(shí)

 

　　“我很贊成輕量化，的確從節(jié)能環(huán)保的角度看，可以說，這比新能源來得更現(xiàn)實(shí)一些?！睂ｉT研究傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的原福特專家楊嘉林認(rèn)為。但是他同時(shí)提醒，與提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能改善油耗相比，汽車輕量化對(duì)材料的要求極其高。

 

　　譬如，F(xiàn)1賽車重量?jī)H有600公斤左右，環(huán)路速度卻可達(dá)400公里/小時(shí)，這是用高科技材料堆起來的。所以輕量化競(jìng)爭(zhēng)，與其說是一場(chǎng)汽車節(jié)能減排的競(jìng)爭(zhēng)，不如說更是一場(chǎng)汽車原材料的競(jìng)爭(zhēng)。

 

　　“目前世界上廣泛通過進(jìn)一步提高合金鋼、彈簧鋼、不銹鋼等鋼種的比強(qiáng)度和比剛度，以及粉末冶金配件具有的多孔密度低、精度高、成本低等特點(diǎn)，來作為汽車輕量化的措施。”

 

　　一汽馬自達(dá)銷售公司總經(jīng)理于洪江透露，高強(qiáng)度鋼是目前解決輕量化最現(xiàn)實(shí)的手段，“采用高強(qiáng)度鋼板，在等強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件下可以減少板厚及重量?！?

 

　　睿翼是一汽馬自達(dá)的最新產(chǎn)品，在中汽協(xié)調(diào)查報(bào)告中，該車型在2.0排量車型中整車重量最輕。于洪江透露，睿翼局部采用的高強(qiáng)度鋼板最高強(qiáng)度達(dá)1480兆帕，之前只有航天飛行器才采用，完全能達(dá)到C-NCAP碰撞5星。

 

　　和睿翼一樣，輕量化帶來的低油耗，已經(jīng)越來越多被日系品牌重視。在中汽協(xié)報(bào)告中，空間和油耗比排名第一的中級(jí)車是第八代雅閣，和第七代產(chǎn)品相比，高強(qiáng)度鋼采用達(dá)到了40%。

 

　　奧迪A8是大型豪華轎車，但它的整車質(zhì)量?jī)H相當(dāng)于一輛中型轎車。奧迪A8鋁合金框架支撐著全鋁合金車身的創(chuàng)新技術(shù)被稱為“ASF”(audi　space　frame)——即奧迪空間框架技術(shù)，ASF車身結(jié)構(gòu)由擠壓的鋁部件及壓鑄件組成。奧迪全鋁車身與比它重60%的鋼質(zhì)車身進(jìn)行了碰撞對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果全鋁車身竟達(dá)到了相等的安全指標(biāo)。

 

　　廠家們也在不斷進(jìn)行新的研發(fā)，除了廣泛采用的是基于新材料加工技術(shù)的輕量化結(jié)構(gòu)用材，還采用塑料、復(fù)合材料等。馬自達(dá)傳動(dòng)軸已經(jīng)采用高強(qiáng)度低重量的碳纖維材料，后備箱采用一體式并由高強(qiáng)度樹脂做成，保證了強(qiáng)度并極大地降低了重量。

 

　　有專家指出，事實(shí)上汽車輕量化后，加速性提高，車輛控制穩(wěn)定性、噪音、振動(dòng)方面的改善；從碰撞安全性考慮，碰撞時(shí)慣性小，制動(dòng)距離減小等，都是廠家在追求的目標(biāo)。