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车身轻量化,到底是不是伪命题?

作者:车猫 2016年04月07日

轻量化车身一直是汽车行业中一个重大的发展方向。然而,前两天看到一些帖子纷纷提出汽车车身的轻量化只不过是一个噱头,属于伪命题,因为汽车的滚动摩擦系数很小,所以车身轻并不能减少多大的阻力。但事实上真的像人们想的那么简单么,我们还是从物理的角度来好好分析一下吧!

车身轻量化,到底是不是伪命题?

先说说大家都知道的滚动阻力吧,滚动阻力其实就是整车对地面的压力乘以滚动摩擦系数。而汽车的平均滚动摩擦系数为0.02,也就是说汽车的滚动摩擦阻力f=μmg,如果车重1000kg,滚动摩擦阻力大概在200N。如果轻量化车身后,车重为900kg,那么滚动摩擦阻力大概在180N。

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大部分人看到这个数字后,也许会觉得轻量化的车身对实际的摩擦阻力影响也并不是很大。那为何厂商还要对轻量化车身继续追求呢?

那就要看看油耗了,如果这两辆车要同时拥有5m/s2的加速度,那么两款车需要的发动机牵引力是多少呢?从物理公式我们知道F=ma,如果是1000kg的汽车,发动机牵引力F=5000N,加上摩擦力就是5200N,而900kg的汽车需要的发动机牵引力F=4500N+180N=4680N,如果是同样的发动机,那么可以明显的看出,两辆车需要的油门深度完全不一样,这才是轻量化车身的最终目的。

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而车身轻量化到底是不是伪命题也显而易见!绝对有用,而且用处极大!在和小编各大汽车研究院的同学讨论后,小编还得知,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;汽车整备质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3L~0.6L;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。而在驾驶方面,汽车轻量化后其加速性能也将得到提高,而在碰撞时由于惯性小,制动距离也将减少。此外,车辆每减轻100kg,二氧化碳排放可减少约5g/km。

然而,有些人又会提出异议了,如果车越来越轻,证明车的钢板越来越薄,说不定碰上交通事故直接就撞得四分五裂了,根本保护不了消费者的安全,这里我也想稍作解释:

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从理论上说,汽车碰撞时的冲击能量与汽车的质量成正比。在同等条件下汽车越轻,碰撞时冲击能量越小,车身结构的变形、侵入量和乘员受到的冲击加速度就越小,汽车对乘员的保护性能越好、越安全。当然也要排除使用泡沫塑料代替吸能盒的黑心厂商。

实际上,汽车的碰撞安全性不能用车的轻重和钣金覆盖件的薄厚来简单地衡量,汽车重不等于它的碰撞安全性就一定好,反之亦然。对汽车碰撞安全性的评价,国内外都用相应的汽车被动安全性法规和标准。汽车的重量轻,只要其碰撞吸能区结构设计、选材和连接方式合理,也能达到优异的被动安全性。汽车重量大,如果碰撞时缓冲、压溃、吸能和载荷传递不够合理,也不会取得好的被动安全性。

汽车制动时消耗的能量也与汽车质量成正比,汽车越轻,在以相同初速度刹车时,制动器要消耗的能量就越小,制动减速度就越快,制动距离越短,制动性能就会有明显改善,汽车主动安全性会变好。因此,合理的汽车轻量化不仅不会降低汽车的安全性,还有利于汽车安全性能的提升。

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其实概括来说,如今市面上轻量化车身的技术大概分为三种:

一是汽车结构的轻量化优化设计,如结构拓扑优化、尺寸优化、形貌优化和多目标协同优化设计等。

二是应用高强度和轻质材料;如应用高强度钢、先进高强度钢和超高强度钢,铝镁合金,工程塑料、纤维增强复合材料等。

三是采用先进的轻量化制造工艺技术。如激光拼焊、辊压成形、高强钢热成形、内高压成形等先进制造技术,结构胶粘接和异种材料铆接等先进连接技术。

对于轻量化车身来说,只不过是汽车发展必须走的一步而已。消费者不要因为网上的负能量的传播而产生过度的恐惧心理。轻量化车身不代表不安全,汽车厂商根本不会因为想要降低车身重量而不顾消费者的安全。其实网上那些被撞得四分五裂的汽车也不能说它们就是“脆皮”或者“垃圾”,因为毕竟除了当事人谁都不知道撞击时的车速是多少,如果车速超过150km/h,就算是坦克也未必能幸免于难。

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