實(shí)踐先鋒——長安汽車輕量化紀(jì)事
輕質(zhì)材料應(yīng)用方面
圖11
圖片來源于AUTO.IFENG.COM
輕質(zhì)材料,在車身而言,主要指熱成形鋼、鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等,他們具體的應(yīng)用位置如圖11。
1
熱成形
圖12展示了B柱熱成形加強(qiáng)板的開發(fā)流程,在中國品牌企業(yè)里,超高強(qiáng)鋼熱沖壓的新技術(shù)在長安汽車率先于2011年實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。
圖12
圖片來源于長安-楊琴
目前,應(yīng)用熱成形技術(shù),業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的減重效果為10%-25%,以下兩個(gè)零件的減重效果較為顯著,如圖13所示。
圖13
圖片來源于長安研究總院先期技術(shù)研究所
長安汽車熱成形移動(dòng)首次采用熱成形B柱加強(qiáng)板以來,熱成形零件的應(yīng)用已范圍已擴(kuò)大到10個(gè)零件。圖14展示了長安熱成形零件應(yīng)用與規(guī)劃情況。
圖14
圖片來源于長安-楊琴
2
鋁合金
鋁合金在長安汽車上的應(yīng)用已比較成熟,無論是從鋁機(jī)蓋、鋁防撞梁到鋁合金控制臂,還是鋁合金CCB、鋁電池包箱體。
圖15
數(shù)據(jù)來源于長安-鄧燕君
從幾個(gè)主機(jī)廠的數(shù)據(jù)來看,鋁合金機(jī)蓋的減重比率普遍為40%左右,是鋁合金輕量化效果最為顯著的表現(xiàn)。
圖16
數(shù)據(jù)來源于長安-鄧燕君
圖17
數(shù)據(jù)來源于長安-鄧燕君
圖18
數(shù)據(jù)來源于長安第二屆新技術(shù)展
鋁合金在汽車上的應(yīng)用還存在一些亟待解決的問題,特別是變形鋁合金的應(yīng)用。目前,壓鑄鋁合金在長安汽車上的實(shí)際應(yīng)用也較少。
3
鎂合金
長安汽車研究鎂合金在汽車中的應(yīng)用可以追溯至2001年,再到后來的“十五”和“十一五”。長安汽車前期的鎂合金研究成果如圖19所示。
圖19
數(shù)據(jù)來源于長安汽車
目前,鎂合金研究的重點(diǎn)在于大型復(fù)雜鎂合金壓鑄件(如鎂合金CCB)、鎂合金產(chǎn)品在復(fù)雜工況下的應(yīng)用嘗試(如鎂合金輪轂)以及變形鎂合金在汽車上的應(yīng)用探索(如鎂合金座盆)。如圖20所示為目前鎂合金研究的重點(diǎn)方方案。
圖20
數(shù)據(jù)來源于長安汽車
鎂合金CCB集成度高,減重可達(dá)50%,減震和尺寸穩(wěn)定性好,可有效控制儀表板總成異響,同時(shí)又沒有鋼質(zhì)CCB的焊接變形問題。
圖21
數(shù)據(jù)來源于長安第二屆新技術(shù)展
鎂合金輪轂采用邊緣澆注式真空壓鑄工藝,金屬液是先由邊緣扇形澆口進(jìn)入輪輞,然后沿輪輞和輪輻向上充填,把氣體一直往上趕,進(jìn)入輪輞上邊緣的溢流槽。
圖22
數(shù)據(jù)來源于長安汽車
圖23
數(shù)據(jù)來源于長安第二屆新技術(shù)展
鎂合金座盆采用鎂合金板材沖壓成形工藝,厚度為1.2mm,最終重量約為0.322kg,較鋼質(zhì)減重率為65.6%。座盆的開發(fā)技術(shù)路線如圖24。
圖24
圖片來源于長安汽車
除了上述的幾種較為復(fù)雜的產(chǎn)品外,鎂合金在汽車上研究與應(yīng)用還有變速箱殼體、鎂合金油底殼、鎂合金氣缸罩蓋等。另外,長安汽車已在車型上使用PP+玻纖所制造的前端模塊,同時(shí)也在研究碳纖維等復(fù)合材料在汽車上應(yīng)用的可能性。
圖25
圖片來源于長安第二屆新技術(shù)展
先進(jìn)成形工藝方面
1
超高強(qiáng)鋼輥壓
高強(qiáng)鋼輥壓的研究方向是1180MPa及以上強(qiáng)度的馬氏體鋼的輥壓成型工藝。高強(qiáng)鋼輥壓門檻加強(qiáng)件的重量由原來的6.8kg降低至4.76kg,減重比率為30%。
圖26
圖片來源于長安汽車
2
液壓成形
原型車的副車架采用鋼管焊接的工藝,其重量為33.9kg。采用液壓成形工藝后,重量降低至24.4kg,減重比率為28%。
圖27
圖片來源于長安汽車
不看收益的輕量化都是耍流氓
長安汽車近十年累計(jì)銷售不少于365萬輛,其中逸動(dòng)(7年7款)累計(jì)銷售77萬輛、CS75(5年5款)累計(jì)銷售75萬輛、CS35(7年5款)累計(jì)銷售72.5萬輛,如圖28。
圖28
數(shù)據(jù)來源于車主之家
總結(jié)
綜上,長安汽車在各條輕量化路徑上皆有建樹,不愧為輕量化實(shí)踐先鋒。但一些客觀的事實(shí)我們也不能忽略,汽車零部件由輕質(zhì)材料或先進(jìn)成形工藝制造,材料價(jià)格必然增加!類似真空壓鑄等成形工藝只掌握在少數(shù)供應(yīng)商手中,導(dǎo)致加工成本也比傳統(tǒng)的增加,進(jìn)而導(dǎo)致輕量化零部件的成本增加,為普通鋼材的1-3倍,因此很難批量應(yīng)用。
另外,對輕量化方案的成本一般核算都不太精準(zhǔn),這對輕量化技術(shù)路線的選擇影響很大。在紐北看來,輕量化不僅是結(jié)構(gòu)、材料、工藝的系統(tǒng)工程,同時(shí)也是設(shè)計(jì)部門、驗(yàn)證部門、成本部門和制造部門的通力合作過程。
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