寧少10馬力不多1公斤！聊聊汽車輕量化

● 鋼材——精打細算方法多

　　雖然鋁合金材料相比之前已經親民很多了，但造價成本仍遠高于傳統的鋼材，對于一些由于定位和售價原因，沒有辦法消化這些額外成本的車型來說，依然還是“然并卵”。但是對于更加重視經濟性的經濟型車來說，因為選擇這些車型的消費者們對于燃油消耗更加敏感，所以輕量化的優勢無疑更加重要，于是很多企業就在傳統的鋼材方面動起了腦筋。

　　降低重量的前提是要保證強度，車身結構的強度不僅僅關乎車輛的安全水準，同時也能影響操控性。價格昂貴的碳纖維材料和鋁合金都能做到在同樣強度的情況下遠低于鋼材的重量，那么能不能通過一些特殊工藝做出具有類似性能的鋼材呢？答案就是很多人都聽說過的高強鋼。

　　這種“局部金屬壓鑄”技術由本田和供應商Gestamp花了三年時間研制。在壓制結構件之前，首先把鋼板加熱到930攝氏度；在接下來的沖壓塑形步驟里，本田在結構件目標區域里覆蓋上一些冷卻管道，因此整塊結構件不同區域的回火速率不同，所以這就使得在同一塊鋼板上能形成不相同強度的區域。根據本田的資料，這種壓鑄技術可以在同一塊鋼板的不同區域做出從590到1500Mpa不等的拉伸強度。

　　這種局部可變強度壓鑄方式的最大好處是：在不犧牲車身整體抗扭、抗彎剛度的前提下，做出吸能潰縮區，并且車架質量更加輕。按照本田的說法，新思域轎車版的車身抗扭剛度，比上一代提升了25%。

　　除了高強鋼之外，通過精確的計算和分析，工程師也可以通過在鋼制部件上打孔或重新設計部件的形狀或結構而減少鋼材的使用，從而降低重量。相比那些更換材料的做法，這種減重手段相對成本更低，但需要具有非常科學和精確的計算能力。

　　在經濟型家用轎車的領域，通過對鋼材進行改造而為車輛減重是一個最為普遍的現象。盡管減重的幅度與那些昂貴的輕量化材料相比有著一定的差距，但勝在經濟實惠，消費者無需花太多的錢，也可以享受到輕量化的成果。

● 工程塑料及高分子材料——能內能外

　　最后我們要聊的一種材料，是與我們日常生活關系最為密切的，那就是塑料。很多人認為又軟又輕的塑料只能用來造玩具車，如果造真車的話豈不是開玩笑么？這又回到了我們老生常談的話題：決定車輛安全性的是車身結構，而不是車輛的表皮。當然，我們今天先不討論這個有撕逼風險的話題，只是在這里告訴大家，工程塑料其實早就被用在了一些并不受力的車身覆蓋件上。

　　除了用于車外的覆蓋件，塑料或高分子材料還被用于內飾部件、管路甚至底盤零件，以及大家都十分熟悉的汽車的胃——油箱。通過對這種材料的應用，可以從點滴細節中減輕車身的重量。

　　除了傳統的工程塑料之外，還有一種高分子材料值得一講，那就是玻璃纖維材料。玻璃纖維材料全稱為GFRP，也就是Glass Fiber Reinforced Plastic，是不是與碳纖維材料CFRP很像呢？其實，二者從結構上有一定的相似性，都是纖維材料與基材（也就是塑料）的混合物。如果說GFRP這個名字看起來有點陌生的話，那么還有一個名字你一定有所耳聞，那就是玻璃鋼。

　　應用塑料等高分子材料減重同樣不會帶來特別大的成本壓力，同時由于這些材料塑形容易，因此不僅在輕量化方面貢獻頗多，同時在功能和布置方面也會帶來不少變化和優勢。

總結：

　　不論使用何種材料，最終的目的都是為車輛“減肥”，從效果上來看，昂貴的材料當然會有更優秀的性能和更輕的重量，但不同級別的車型也會根據各自不同的定位和定價來選擇適合自己的材料。隨著排放法規的日益嚴格，汽車輕量化也成為了所有汽車品牌的一個必修課程，相信隨著材料科學的不斷進步，汽車也將在輕量化的道路上越走越遠。（文/圖 汽車之家 張戈）

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