如果你駕駛的是機(jī)動(dòng)車，你可能會(huì)想到開車時(shí)多加注意，例如掌控好剎車和加速時(shí)間，達(dá)到省油目的。如果你駕駛的是電動(dòng)汽車，也許知道最多可將油耗控制到 97 MPG（2.4 升/百公里）。
然而，對省油最有幫助的其實(shí)是制造商對汽車的改進(jìn)。隨著對尾氣排放和燃油經(jīng)濟(jì)性的監(jiān)管逐步加強(qiáng)，汽車制造商可以在每個(gè)微小細(xì)節(jié)上做足功夫減輕不必要的車身負(fù)重。
MMLV你聽說過嗎？
由美國能源署汽車技術(shù)部資助，福特公司與麥格納公司共同研發(fā)的復(fù)合材料輕量化概念車 (MMLV) 已成功面世，重量降低約 25%，燃料效率提高 15% 至 20%。此等卓越表現(xiàn)得益于鋁制結(jié)構(gòu)以及碳纖維、鎂和鈦等材料的運(yùn)用。
復(fù)合材料沒那么簡單
“盡管我們承認(rèn)復(fù)合材料汽車是汽車業(yè)的重要一部分，但將之變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)仍需克服一些挑戰(zhàn)，”圣戈班高功能塑料汽車底盤和傳動(dòng)系全球市場經(jīng)理 Chris Needes 說到，“在狹小空間中使用復(fù)合材料，例如轉(zhuǎn)向柱、門鉸鏈或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致腐蝕速度加快，有可能會(huì)加速損壞其他高價(jià)部件，這樣一來，輕量特性帶來的優(yōu)勢很快就蕩然無存。”
“以門鉸鏈為例，”圣戈班自潤滑襯套業(yè)務(wù)全球市場經(jīng)理Hans-Jürgen J?ger 說，“在狹小的空間里，鋼和鋁可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)。鉸鏈條（鋁制）作陰極，軸承和鉸鏈軸（通常為鋼制或含有鋼）為陽極，再加上電解質(zhì)，就形成了電池的構(gòu)造，無疑會(huì)加速腐蝕。”
因此，難點(diǎn)在于如何在結(jié)合兩種不同金屬的同時(shí)，防止腐蝕或生銹的加快。
圣戈班對汽車組件使用復(fù)合材料以及材料間的相互反應(yīng)進(jìn)行了數(shù)年的研究，在某些關(guān)鍵部位，如轉(zhuǎn)向柱、門鉸鏈或電動(dòng)機(jī)定子支架處，使用小但重要的創(chuàng)新型配件可提升整體性能。
轉(zhuǎn)向柱的減重
為了減輕汽車重量，減少汽車排放和油耗，我們首先可以將一些較重的金屬替換為其他輕質(zhì)材料。例如可收縮的轉(zhuǎn)向柱由多個(gè)鎖桿組成，鎖桿材質(zhì)可由鋁取代鋼，以減輕重量。圣戈班專門為此設(shè)計(jì)了由碳鋼與合金制成的精密定位圈，這種徑向彈簧緊固件可以使轉(zhuǎn)向柱桿間形成不錯(cuò)的結(jié)合，有利于使用復(fù)合材料，大大減輕汽車的重量。
此外，這一輕量設(shè)計(jì)還消除了制造商和客戶的另一個(gè)擔(dān)憂——噪音。“使用特別研制的精密定位圈可使轉(zhuǎn)向軸間完美契合，減少震動(dòng)，保證車內(nèi)的安靜環(huán)境。”
電動(dòng)機(jī)定子支架的減重
精密定位圈常用來取代熱壓法或膠粘，例如，電動(dòng)機(jī)定子支架使用定位圈來減輕重量，而且定子外殼可采用輕質(zhì)的鋁材制成，再次通過使用復(fù)合材料減輕了重量。只需用精密定位圈包裹住定子，再插入對應(yīng)位置即可，組裝流程也十分簡易。
“你知道嗎？現(xiàn)在汽車上安裝的電機(jī)最多已達(dá)到了 25 個(gè)。如果我們可以減輕每一個(gè)電機(jī)的重量，把這個(gè)數(shù)乘以 25，就能極大減輕車身重量。”
精密定位圈可承受一定脹差，如果使用鋼、鋁等多種材料，這一優(yōu)勢將大大降低組裝過程中發(fā)生故障的幾率。
鉸鏈的減重
可見，只要能夠減輕重量，制造商就會(huì)不遺余力。另一個(gè)可以減輕重量的關(guān)鍵部位是車門，特別是鉸鏈部分。車上多處都裝有鉸鏈，如車門、后備箱、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和車頂天窗等處，因此總共可減輕的重量十分可觀。
“在汽車鉸鏈方面，如果不單使用鋼制品，汽車制造商和供應(yīng)商可在車門上減輕多達(dá) 40% 的重量，”J?ger 說道，“門鉸鏈軸及外殼間的軸承可確保門自然平滑的開合。與傳統(tǒng)軸承相比，復(fù)合軸承（如 NORGLIDE? 軸承）中使用了聚四氟乙烯 (PTFE) 襯墊，即使汽車門鉸鏈軸和帶子間出現(xiàn)角度偏差，也不受影響，可確保門始終平滑移動(dòng)。”
復(fù)合材質(zhì)的軸承延長了門鉸鏈的使用壽命，可防止油漆剝落和紅銹的產(chǎn)生。此外，在行車過程中，PTFE 襯墊不受溫度等公差變化影響，確保門鉸鏈軸及外殼間完美契合。PTFE 的特性也減少了車門在汽車報(bào)廢前就嘎吱作響的可能。
復(fù)合材料汽車是一個(gè)正確的研究方向。輕量車可以幫助消費(fèi)者減少尾氣排放，提高燃料效率。但如果制造商只關(guān)注減重這一方面，可能會(huì)產(chǎn)生其他問題，例如之前所提的腐蝕和生銹問題。與一個(gè)既了解全局又對復(fù)雜細(xì)節(jié)了如指掌的伙伴合作，制造商不僅可以為當(dāng)今的消費(fèi)者提供領(lǐng)先于時(shí)代的前衛(wèi)汽車，還可在未來引領(lǐng)行業(yè)潮流。
