在很多人的眼中,車身重量與安全性能是緊密掛鉤的,車輕就等于不安全,而車重多少會給人帶來些許安全感。事實(shí)上,在汽車輕量化成為社會和行業(yè)共同呼喚的當(dāng)下,車身重量與安全性能之間早已不是線性的對應(yīng)關(guān)系,遵循輕量化設(shè)計(jì)原則的汽車安全性能同樣可以很好,“車輕=不安全”是一個(gè)很大的認(rèn)識誤區(qū)。
圖注:捷豹XFL的鋁制車身框架
首先我們必須強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),我們所說的汽車輕量化和偷工減料產(chǎn)生的“輕量化”是兩碼事,不要將二者混為一談。汽車輕量化是在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下通過技術(shù)手段對汽車整備質(zhì)量進(jìn)行減重的一種先進(jìn)制造技術(shù),偷工減料減重不是輕量化。具體而言,汽車輕量化可以通過三大主要途徑來實(shí)現(xiàn):優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用輕量化材料和采用先進(jìn)制造工藝。
圖注:1996款邁凱倫F1是全世界首款采用碳纖維復(fù)合材料車身的汽車
優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要通過CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))和CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)這兩項(xiàng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),在保證功能性和可靠性的前提下對車身結(jié)構(gòu)、零部件進(jìn)行的輕量化設(shè)計(jì),進(jìn)而達(dá)到減少不必要的結(jié)構(gòu)重量和零部件冗余的目的,最終實(shí)現(xiàn)根本性的結(jié)構(gòu)減重。
圖注:阿爾法羅密歐4C底盤大量應(yīng)用了碳纖維復(fù)合材料與鋁合金材料,整車重量不到一噸
應(yīng)用輕量化材料我們已經(jīng)提過很多次了,這也是目前汽車輕量化設(shè)計(jì)中爭議最大的部分。當(dāng)前汽車輕量化設(shè)計(jì)中應(yīng)有最多的材料主要有高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金以及碳纖維復(fù)合材料,上述幾種材料的一個(gè)共性就是強(qiáng)度高而重量輕。舉個(gè)例子,應(yīng)用高強(qiáng)度鋁制框架和碳纖維復(fù)合材料制成的阿爾法羅密歐4C超跑整備質(zhì)量僅為850千克,要比市面上主流的A0級小型車還要輕100—200千克。就輕量化材料的實(shí)際安全表現(xiàn)來看,目前應(yīng)用鋁合金材料制造的量產(chǎn)型乘用車碰撞測試表現(xiàn)均十分出色,捷豹XF等車型均在E—NCAP的碰撞測試中取得了5星安全成績,而其車重能控制在1.6噸以內(nèi),僅比科魯茲重了不到300千克,所以輕量化材料的安全性是不存在問題的。
圖注:奔馳C63的碳纖維復(fù)合材質(zhì)后包圍特寫
再說制造工藝,汽車輕量化設(shè)計(jì)采用的先進(jìn)制造工藝主要包括激光焊接、液壓成型、噴射成型、自沖鉚接等,上述制造工藝不僅能在減少零件數(shù)量和重量方面起到非常重要的作用,而且接合強(qiáng)度也比傳統(tǒng)焊接工藝更高,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和行駛穩(wěn)定性相應(yīng)地也更加出色。
圖注:鋁合金車身裝配過程
綜上所述,汽車輕量化設(shè)計(jì)對汽車安全性能的影響并非負(fù)面的,恰恰相反,輕量化設(shè)計(jì)有助于提升汽車的被動安全性能。只不過由于傳統(tǒng)的“車身越重越安全”認(rèn)知以及某些車企偷工減料的做法,人們對輕量化的汽車安全性能始終不能放心,未來隨著全鋁車身技術(shù)的成熟以及輕量化材料成本的下降,人們對于輕量化汽車的認(rèn)識也會慢慢改變,“車輕=不安全”總有一天會被扔進(jìn)謬誤的垃圾堆。