明天的汽车将处理更好,提供改进的加速、刹车和转弯,重量更轻,更加省油,造成更少的污染。但重量轻以任何价格不是唯一的目标。安全与风格、技术可行性、环境影响和负担能力,是至关重要的因素。 奥迪推出铝A8和£47米的合资企业与美国铝业生产基地,进一步强调了汽车行业日益增长的兴趣替代材料“白车身”。亚博网站下载和类似,这些发展威胁到钢是典型的汽车材料的主导地位。还是他们? 材料在汽车行业发展趋势铝合金、塑料和复合材料是新材料汽车行业的(其中一些已经存在,以各种形式,两年或三年)和他们的宣传已经黯然失色,亚博网站下载类似钢铁生产的发展和技术。今天的欧洲汽车平均含有70公斤铝和多达120公斤的塑料(几乎两倍于1980年的统计数字)。钢板贡献400公斤,所有钢总共占55 - 60%的典型车重(因为他们已经14年,甚至在相当大的体重减少)。尽管,或者因为钢铁在高容量的汽车生产的主导地位,它越来越被视为“昨天的材料”,事实上,超过50%的现代汽车钢介绍了自1980年代中期以来,经常被忽视的汽车媒体和公众渴望更有吸引力的选择。 钢1990年代的汽车钢有更好的成形性,大局部的能力/柱头伸长,提高成形极限,小弯曲半径限制,减少回弹在紧迫的业务,和较低的灵敏度比替代材料磨损和表面损伤。亚博网站下载新的热轧高强carbon-manganese和carbon-manganese-silicon负债表钢结合产量和抗拉强度和冷成形性和力量,他们现在可以增加组件或达到同等强度重量(用于船体水下部分应用程序)。烤可硬化的钢,强度和耐冲击性提高充填后油漆店,尤其有用在板接触到轻微的敲门和擦伤,如门和引导盖子。 推动替代材料亚博网站下载替代材料的参数集中在减重和燃料效率,更好的性能,加工成本,环亚博网站下载境友好。 在北美立法降低燃料消耗的压力引发了寻找更轻的汽车。铝和塑料实际上可以产生比现在轻钢模型的车辆。这些较轻的车辆也有其他好处,如减少部分,采用空间钢框架结构虽然也可以这样做。铝制面板重约一半的钢护板等效强度,并使用更多的铝,据称,也满足其他条件,虽然在过去的15年可观的储蓄(尽管抵消豪华配件和安全特性)通过车身结构的合理化和轻规的使用,高强度钢。 目前,替代材料是最有竞争力的低产量的工具,而不是亚博网站下载材料,最影响单位成本。铝可以减少体重的40%,但新钢铁技术承诺削减35%,铝才刚刚离开。 轻钢减肥也提高了整体性能和处理。减肥可以减少10%的加速时间从0加速到60英里每小时约8%。研究用有限元设计灵敏度分析表明,体重减少20%或更大的可以通过结合新的钢和制造技术(如粘合剂和焊接接头)。工作涉及美国钢铁协会(AISI),福特和保时捷工程服务,表明硬结构15%,近20%轻轿车比现有的基地,可以节省约140磅每辆车。钢铁普遍用于汽车行业,几乎立即削减可能引入现有设施,增加减肥用钢的成本优势而不是其他材料。亚博网站下载 塑料相比之下,潜在的储蓄与塑料不太清楚。低密度,相对于钢,抵消了厚板需要实现等效刚度、固有的高容量生产一致的面板质量问题,和裂纹倾向的影响。新的生产设备,如注塑工具,代表一个重app亚博体育要的价格障碍一个塑料“白车身”,尤其是对制造商与大量投资在冲压和紧迫的设备。虽然高耐蚀性、形状的灵活性和削弱和石头凿阻力,使脆弱的塑料有用的部分,如保险杠,他们从不等效强度比钢便宜,有时成本的4倍。 重量、尺寸和设计(包括材料)的车身都在事故中导致其行为(防撞性)和旅客的安全。亚博网站下载铝结构能够吸收能量相当于那些使用钢。但是steel-bodied汽车的经过验证的性能在一个广泛的无数现实生活崩溃不能轻易复制。铝成本的五倍低碳钢,然而,尽管裸铝无疑是比裸钢耐大气腐蚀,新涂料和镀锌钢意味着腐蚀不再是汽车的寿命的主要决定因素。 基础设施最大的和最紧迫的问题在大批量生产替代材料的费用是一个新的基础设施来处理设计、制造和维修。亚博网站下载大部分用于钢铁汽车是不合适的或不相容的。例如,铝和塑料与磁处理所以不能使用按新处理和发布需要冲压设备。塑料造成的问题解决和绘画,如铝,很难与单体横造钢体集成设计,所以需要加入新技术。 焊接
铝的焊接也带来了特殊的问题。它需要更多的焊接点来弥补较低的疲劳强度。熔焊是困难的,因为氧化形成的,经常让米格/钨极惰性气体保护电弧焊必要的。和铝的表面反射率较高使激光焊接更加困难。钢要求较低的焊接电流和较低的接触压力,而电极寿命较长,能耗少三倍。 车身限制生产和成本导致非传统的身体结构,比如车身是由铝挤压制品能够弯曲或形成时,连接点和铝表板的铸件。它使用一半的部分和更少的比金属板的身体关节,导致索赔的主要结构体重减少35%,加工成本降低50%,与传统方法相比。 铝和车身的缺点然而,尽管他们很容易挤压的能力,与角色钢相比,铝合金的成形性较低,更倾向于在冲压成型回弹。他们也更容易处理伤害削弱和抓取,并要求预润滑条在紧迫或保护。修复的影响,以及制造过程和一个专门小组和帧修复系统,包括一个专门的维修店,网络将是必要的。塑造和矫直铝零件需要更高的温度控制和特殊的油漆检测过热或微裂隙,和单独的工具和设备,以防止铁存款腐蚀铝焊接。app亚博体育车身可能需要更复杂的设施,特别是正确的身体失调,和复杂的修复可能是不可能的,导致自动更换损坏部件和更高的保险费。 环境注意事项环境问题日益影响汽车设计,特别是噪声、回收和生命周期的污染。理论上,一个铝结构的耐振性是三分之一的相同的钢结构。这意味着10分贝的噪音,而钢的高声音阻尼容量减少道路噪音。铝汽车可以通过竞争替代设计或绝缘,但点球是额外费用在材料和更多的重量。亚博网站下载旅客舒适度也可能减少:铝的导热性是钢的5倍。这礼物问题与外部和内部的温度在大热天所以空调可能成为必要的额外的。 再循环能力在德国立法和北美似乎朝着100%可回收的汽车。营销活动提出了铝作为一个高度可回收的材料。同理,十倍钢板废料的价值。铝的材料,可能是与一个合适的基础设施和可回收的混合有限的合金。 但回收铝汽车是高度复杂的;不同的产品是不相容的,合金可能用于车身回收的产品,并将需要10至15年时间创建一个足够库存的废料,届时我们今天使用的合金可能过时了。 但钢是世界上最可再生的材料和回收和钢铁生产本身一样古老。每年都有来自世界各地超过400吨被回收。这是关于十倍其他汽车车身材料的总和。亚博网站下载二次铝产量在欧洲在1991年只有1.6吨。这些400吨包括20吨的汽车在美国和欧洲废钢使用现有的垃圾回收网络。塑料回收很小和汽车塑料垃圾填埋空间造成问题。可磁分离的钢材,而塑料树脂或铝合金必须隔离的准确率达到了100%,因为他们的低容忍度杂质。可以混合不同的熔融铝合金,但只有降级为代价的。 今天大约80%的汽车回收(包括超过95%的钢),需要更少的能量比从矿石提炼。原铝生产所需的能量是钢的5倍,和生产铝的一部分,而不是钢,需要三倍的能量。虽然多余的能量在汽车零部件制造“偿还”在生活中,有一个总体赤字,因为原铝生产中排放的温室气体增加,和其他问题,如碱赤泥的生产氧化铝提取、和处置有毒potliners含有氰化物和氟化物。 的前景汽车制造商正在研究未来的选项,但已经决定在不久的将来。很少的未来模型已知包括大量的铝或塑料车身壁板。与此同时,克莱斯勒正在取代塑料翼与钢铁、lh和问题与毒蛇的塑料保险杠导致1993产量的66%被丢失。 全新的设计,比如车身,可以使铝和塑料面板可行,但仍在实验阶段。单体横造身体——最经济建设为钢面板和替代选择将导致问题。一些制造商在大规模生产,与铝和引进新产品形式和工作实践需要时间和金钱。而铝合金和塑料无疑提供了一些好处,汽车制造商们如果不现实的和底线是:替代材料可能存在,但它们具有成本效益的生产安全,“绿色”汽车吗?亚博网站下载与今天的钢,每年运行25000台每辆车可以节省140美元(国际研究钢铁和铝之间的竞争对于乘用车),或525美元的200000辆。 索赔为铝,塑料和复合表面检查和证明(或不)钢可能会进一步发展,维护,甚至改善当前的优势以及防止大规模至关重要的高容量市场的渗透。 |