汽车内饰件的“减重”

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欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 在能源日渐枯竭和环境保护的双重压力下，在安全系数不变的前提下，尽量降低汽车的能耗已是当前汽车行业的共识。对于制造商来说，降低能耗的办法主要有两种，一是提高动力系统的效率，二是降低汽车的重量。据有关数据显示，汽车重量每降低100千克，百千米油耗下降0.3-0.6公升，制动距离也会随之缩短。可见，在保证安全的前提下，汽车轻量化设计是大势所趋。 重量与成本的较量 汽车的底盘和动力系统是一辆车中体积最大的零部件，但是要降低车身的重量，汽车的各个方面都有可以努力的地方。以车厢内部来说，就有很大的空间可以发挥。座椅毫无疑问是汽车里最重的部件，我们暂且不讨论乘客重量的问题，但是在汽车“减重”过程中汽车的座椅和其他内饰件将是我们主要讨论的内容。 汽车座椅和其他内部零部件都面临着相同的压力：客户和政府部门的规定都要求提高燃料效率和汽车的安全性能。然而这些要求却常常互相冲突，因为减重有利于提高燃油效率，却无益于安全保障。 车厢里还有一个重量级的零部件，只不过因为不在视线范围内而经常被忽视，那就是塑料仪表板下面的横梁。消费者往往要求车辆结构结实，给人以稳重的感觉，同时日趋严格的碰撞试验也对车辆结构的牢靠性有要求。横梁一定要更加坚实可靠，也就是说重量又要增加了。如今，汽车制造商开始转向重量较轻的铝冲压件、铸件以及挤出件。梅赛德斯-奔驰SL550就采用了铝铸件横梁。 随着材料的进步，许多强度高的轻量化材料陆续诞生——碳纤维、镁合金、钛合金、工程塑料、复合材料和高强度钢等，这些材料的应用，不仅能够保证汽车的安全性能，还能降低汽车的重量。比如，英朗的前后防撞梁以及悬挂的部分部件，都采用了铝合金制品；首创铝合金车身的奥迪A8，车身刚性提升25%，重量却比同级车轻了100-200千克；宝马不仅在悬挂上大量采用铝合金材料，它的直6发动机更是采用了镁铝合金材料制造。 虽然这些冲突可以通过采用高新材料的方法来解决，但是这又会带来另外一个新的问题：成本问题。而在这一问题上，制造商和销售者又是互相冲突的，这就造成这一解决方法也充满了未知性。有人曾经算过一笔账，如果我们以钢材料的使用成本作为比较的基准，那么使用铝材料的成本则是钢材料的两倍，镁合金材料则是其五倍，而碳纤维材料的成本则高达10倍！就以梅赛德斯-奔驰SL550来说，如果是价格比它低的车辆，尽管铝横梁的重量要比钢制的轻4千克，但是从成本上来说就显得不怎么划算。 有业内人士指出，在技术上可行的东西和经济上可行的东西并不总是一致的。在航空工业上使用各种成本非常高的结构来生产重量轻的座椅。但是相比航空工业，汽车的购买者都是一般的普通大众，如果使用昂贵的材料来生产汽车座椅，成本就会相当高，不是一般的消费者能承受的。所以汽车座椅是不能跟飞机的相提并论。像保时捷911 GT3、 法拉利F458、以及雷克萨斯LF-A这样的异国情调跑车采用了昂贵的碳纤维，而且产量很低，但这已经是今天能够做到的极致了。“我们一直很关注复合材料，”Magna International Inc.公司的总工程师Jim Rudberg也指出，“问题是现在的成本太高，而且加工所需的时间太长，不能满足我们量产的需求。” 理想材料还是钢铁 复合材料成本高、加工费时，无法满足汽车行业量产的需求。为了解决这一问题，业内制造商提出，要尽可能地优化常规材料的应用。坚持使用钢铁和量产作为解决之道。 不久前福特公司在底特律车展上正式首发亮相的福特Fusion2012款汽车，就是采用这种方法，将其座椅重量降低了2-6磅（0.9-2.7千克）。同样的座椅还会应用在2013 Escape款车上。据Fusion 款汽车的座椅整合经理Mike Filipovich介绍，每个座椅可以减少的重量取决于配置和精简的程度，变化范围是在减重数量的5%到10%之间。 Lear公司座椅集团的高级工程主管Karl Henn指出，钢结构占汽车座椅重量的60%左右， 2005年典型的八向电动座椅的钢结构重量是18公斤（40磅），而公司的新一代轻质座椅结构只有15.5千克（34磅）。超轻质“Eco（生态）”座椅结构只有8.5千克（18.7磅），而LS3运动型汽车座椅结构已经低于12-13千克（26.4-28.7磅）。 座椅结构“减重”的方法是在计算分析允许的情况下最小化钢管壁厚度和直径。但是，座椅还有其他零部件，比如靠背系统、导轨、以及用来调整功率的电动马达，甚至是重量超出你想象的泡沫填充物和内饰。Magna公司新推出的IDiSCTM 4产品，通过降低座椅结构钢管的直径实现了减重35%，重量更轻，成本更有竞争力，可以实现尺寸、重量及功能的最佳组合。同时，新的导轨设计将一款即将于2013年上市的运动型多功能车（SUV）第二排座椅的重量减少了5千克（11磅）。 更多动力，更多重量 实现汽车“减重”的一个障碍就是，目前的汽车趋向采用电动座椅，远离手动调节座椅。电动座椅所必需的电动马达相当重，用在重量较小的汽车上，更加加重了汽车的重量。 现在的趋势就是在车辆上应用更多的电动座椅。现在一些小型车开始走高端路线，因而使用的电动座椅也越来越多。 鉴于电动马达增加了汽车的重量，像博世和Johnson Controls公司这样的马达供应商开始提供重量较轻的马达。这些马达采用了稀土金属，比如钕。但是如果是在座椅框架上使用特殊材料，座椅生产商会觉得不能像昂贵的马达一样收回成本。对于多数OEM生产企业来说，减重的代价高于节约下来的成本。 现在汽车业界又提出了一种新的解决方法，座椅供应商正在研究使用四极陶瓷马达。这款马达的重量跟采用钕材料制造的马达重量是一样的，但是成本却并未提高。同时，四极陶瓷马达的使用还可以对座椅的设计进行改良，一个马达可以完成多个功能，这样就可以减少每个座椅所需马达的数量。 目前，生产商们正在竭尽所能地减轻座椅的重量。有制造商通过采用塑料支架代替钢铁支架，减轻电动马达安装支架的重量，从而不断减轻座椅的重量。 泡沫也要“减重” 现在我们来讨论一下泡沫塑料和织物座椅套的“减重”问题。业内人士指出，汽车内使用的泡沫塑料重量可能达到12-15磅，“你都想不到泡沫塑料有这么重，但这却是千真万确的。”让人惊奇的是，对于Extended-Cab版皮卡的后排座椅，用钢材来替代泡沫反而可以减重。制造商用口袋式线圈代替泡沫塑料，结果不但重量减轻了，而且座椅后背的厚度也变小了。这样一来，座椅的厚度减少了100毫米（3.9英寸），增加了后座乘客的空间。 另外，还可以通过使用多密度填充物来减少座椅泡沫的重量。多密度填充物的好处就是用高密度来取代的原来的厚度所达到的效果。Lear公司三层多样工程舒适系统（Dynamic Engineered Comfort System）的一层起支撑作用，一层是垫子，而最上面的一层是给座椅带来柔软的感觉。新材料的应用将泡沫的使用减少了30%-40%，同时也降低了座椅的厚度。这就意味着座椅占据的空间减少了50毫米（2英寸）左右。这样一来，制造商可以选择增加第二排座位乘客膝盖的空间，或者可以减少车辆的长度达50毫米。在内部空间的不变的情况下，将车辆中部的长度减少50毫米，这就意味着减少了很多重量，真正意义上减轻了汽车的重量。(end)

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