【正文】 車產(chǎn)品副總裁說。“有時(shí)汽車設(shè)計(jì)師會(huì)選用鋁，因?yàn)殇X有輕量化特性。雖然鋁材料的成本很高，但整個(gè)結(jié)構(gòu)與鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)相比很可能是成本有效的?！笨巳R斯勒Pacifica車型使用的鋁發(fā)動(dòng)機(jī)罩就是以鋁制作汽車部件成本有效的例子。如果該發(fā)動(dòng)機(jī)罩的材料為鋼，那么鉸鏈和支桿的制造成本將更高，以及一些輔助物件將把整個(gè)系統(tǒng)的成本抬高，從而將整車的成本抬高?！　】巳R斯勒通常應(yīng)用替代材料改善汽車各項(xiàng)性能。例如克萊斯勒選用材料科學(xué)公司(Material Sciences Corp.)的全鎮(zhèn)靜鋼，其目的是為改善新Stow’s Go座椅的噪聲、振動(dòng)、和震顫問題，以及用于2005克萊斯勒和道奇微型廂式貨車的存儲(chǔ)系統(tǒng)。以前，全鎮(zhèn)靜鋼主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件如油底殼、氣門室罩，現(xiàn)在車身面板也越來越多地應(yīng)用這種材料?？巳R斯勒不僅利用鎮(zhèn)靜鋼使整個(gè)系統(tǒng)更安靜，也解決了我們使用傳統(tǒng)鋼帶來的其它問題，如要盡可能添加各種防聲措施等。　　現(xiàn)在，汽車性能比燃油經(jīng)濟(jì)性更重要，Dea International公司的研發(fā)副總裁在談到汽車結(jié)構(gòu)更輕的推動(dòng)因素時(shí)說，考慮到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸近年的變化，以及近期推出的新動(dòng)力裝置，車身的輕量化也許將成為要迫切考慮的問題?！　?fù)合材料在獲得輕量化結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)勢最大，而且復(fù)合材料技術(shù)已經(jīng)成熟，但是汽車制造還要求復(fù)合材料能夠低成本大批量地用于汽車生產(chǎn)?！　?jù)預(yù)測，未來單一車型的生產(chǎn)批量將更小，過去單個(gè)車型的產(chǎn)量可能會(huì)達(dá)到150萬輛，目前單個(gè)車型的產(chǎn)量已經(jīng)比以前大大降低，下降到20～25萬輛。當(dāng)單個(gè)車型的平均產(chǎn)量下降到15萬輛時(shí)，塑料就有可能成為主流材料，因?yàn)樗芰系墓ぱb成本小使得相應(yīng)的制造成本低。汽車專家預(yù)測，單個(gè)車型產(chǎn)量下降到這一水平是完全可能的，所以未來的車身面板結(jié)構(gòu)件可能使用塑料制造，這樣汽車生產(chǎn)成本就可大大降低?！　樘岣哕嚿砻姘宓男阅埽珼ea和材料與設(shè)備供應(yīng)商密切協(xié)作。在不遠(yuǎn)的將來，聚合物將成為優(yōu)良的車身面板材料。當(dāng)前塑料車身面板面臨的最大問題是零件接縫的問題，汽車業(yè)正力圖獲得具有一流表面光潔度的加強(qiáng)型塑料，而且各部件之間的間隙也將達(dá)到目前鋼制部件的水平?！　〗档推嚨淖再|(zhì)量是汽車制造的趨勢，而用戶需求的汽車配置越來越多也加速了這一過程，替代型動(dòng)力裝置越來越多地應(yīng)用還將進(jìn)一步促使汽車降低自質(zhì)量，并增加汽車其它方面的性能。汽車制造的新趨勢當(dāng)然影響車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造。如果按照通用公司工程師的邏輯，“滑板型”底盤概念就像一個(gè)共用平臺(tái)，上面可以安裝許多不同式樣與結(jié)構(gòu)的車身，適應(yīng)用戶各種需求?！　〉遣牧线x擇的目的不僅僅在于降低汽車自質(zhì)量，還在于改善汽車的性能、安全及其它屬性等，獲得用戶認(rèn)可的裝置和價(jià)值。寶馬近來嘗試使用多種材料制造車身面板，這不但降低汽車自質(zhì)量、提高性能、還可以更合理地分布汽車各部分質(zhì)量。如寶馬汽車前端結(jié)構(gòu)更多地使用鋁，而后端結(jié)構(gòu)更多地使用鋼?！　‰m然汽車上取代鋼的替代材料的應(yīng)用越來越多，特別是用于汽車降低自質(zhì)量方面，但鋼鐵工業(yè)并沒有消極地靜觀其變。鋼被汽車工業(yè)認(rèn)為是一種古老的、過時(shí)的材料，但新型的高級(jí)高強(qiáng)度鋼可用于優(yōu)化汽車零件、改善汽車性能，而且其制造成本還不高。這種材料怎樣降低汽車自質(zhì)量就要看它被怎樣應(yīng)用到汽車上，結(jié)構(gòu)是怎么設(shè)計(jì)的?！　〉侥壳盀橹梗冗M(jìn)的高強(qiáng)度鋼還沒有在汽車上廣泛應(yīng)用，但是，鋼鐵業(yè)欲通過努力至2010年使高強(qiáng)度鋼占新推出的車型所用材料的40～60%。利用先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼能獲得不同于標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度鋼的性能，例如更佳的可成形性、淬硬性、碰撞吸能性能等?！　?004年別克LeSabre車用超高強(qiáng)度鋼制作后保險(xiǎn)杠梁取代了鋁質(zhì)后保險(xiǎn)杠梁，前者與后者的性能接近，但是成本卻大大降低。這個(gè)保險(xiǎn)杠梁是美國制造的強(qiáng)度最高的保險(xiǎn)杠梁之一，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)1500Mpa。高級(jí)高強(qiáng)度鋼應(yīng)用的另一個(gè)例子是福特Mustang的鍍鋅外門板，稱之DiForm T500，其最小拉伸強(qiáng)度為500Mpa。將來類似的產(chǎn)品將越來越多地用于封閉面板?！　? 通過制造大型車身部件簡化車身制造　　車身制造有一種趨勢就是制造大型車身部件降低車身零部件數(shù)，即車身部件的模塊化，從而降低制造難度、提高車身強(qiáng)度、改善裝配精度。促使車身部件模塊化的兩項(xiàng)動(dòng)力是降低生產(chǎn)成本和改善汽車部件功能。大型汽車部件還使汽車結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固?！　∧K在汽車生產(chǎn)中已經(jīng)很普遍，如儀表板模塊、懸架總成等。車身制造涉及到的模塊還有待進(jìn)一步開發(fā)，而且是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作。Dea公司當(dāng)前能夠生產(chǎn)許多前端模塊如散熱器、前照燈、結(jié)構(gòu)件、儀表板、格柵?！　∪绻嚥考哪K化繼續(xù)發(fā)展，汽車的設(shè)計(jì)、制造方式就會(huì)有突破性的創(chuàng)新。設(shè)想一下，整個(gè)駕駛室可以由一個(gè)前風(fēng)窗以前的一個(gè)模塊、后窗以后的一個(gè)模塊、一個(gè)乘員室模塊裝配而成?！　∽柚管嚿斫Y(jié)構(gòu)模塊化的一個(gè)因素是鋼的材料成本和制造成本仍然很低，鋼質(zhì)車身需要油漆，而且鋼材料使人們對(duì)汽車制造方式的認(rèn)識(shí)存在一定的局限性。如果車身用非金屬材料制造，則車身結(jié)構(gòu)的模塊化將有大的發(fā)展?！　?jù)稱，車身結(jié)構(gòu)的模塊化不象其他結(jié)構(gòu)的模塊化那樣普遍。那是因?yàn)樵S多結(jié)構(gòu)適合做成模塊，另有一些結(jié)構(gòu)則適合單獨(dú)制成許多部件，然后裝配起來。某些研發(fā)機(jī)構(gòu)不但為高端汽車也為主流汽車開發(fā)承載構(gòu)架，從而可以保證小批量快速生產(chǎn)，而且拆除某些部件并將之重新裝配到另外的結(jié)構(gòu)中也成為可能?！　〈偈蛊嚥考K化的技術(shù)還有液壓成形和tailorwelded blanks。tailorwelded blanks不是一項(xiàng)新技術(shù)但應(yīng)用卻越來越普遍。福特F150就廣泛使用了這項(xiàng)技術(shù)。一般車身制造需要的10～20個(gè)沖壓件，如果應(yīng)用tailorwelded blanks技術(shù)，則可一次沖壓成形一個(gè)整體沖壓件。連續(xù)焊接和單一的整體部件還能改善車身的噪聲、振動(dòng)、震顫性和車身整體的抗扭和抗彎能力，以及車頂?shù)臄D壓性能。還有許多液壓成形部件是通過液壓成形技術(shù)將更多的部件制造在一起。在車身上不同區(qū)域，可以制作將幾個(gè)結(jié)構(gòu)連接在一起的各種幾何形狀的整體部件?！　?　車身內(nèi)、外的安全性　　車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須考慮車身要能對(duì)車內(nèi)的乘員提供足夠的保護(hù)，但是近來車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還要考慮的另一個(gè)問題是，碰撞時(shí)汽車要將對(duì)行人的傷害降低到最低限度。特別是2005年歐洲即將實(shí)施的行人保護(hù)法規(guī)更促使車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的更新?！　∑囋O(shè)計(jì)風(fēng)格和前端結(jié)構(gòu)將受行人保護(hù)理念的影響。Dea從事行人碰撞保護(hù)問題的研究已經(jīng)5年了，但北美車身結(jié)構(gòu)開發(fā)對(duì)行人碰撞保護(hù)考慮的相當(dāng)較少。為滿足碰撞保護(hù)法規(guī)，某些格柵的設(shè)計(jì)也許會(huì)成為非常有挑戰(zhàn)性的工作?！　ea公司將發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)、外板之間的氣囊裝置已經(jīng)作了一些改進(jìn)，對(duì)彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩的活動(dòng)鉸鏈和插銷也作了些改進(jìn)。Dea還開發(fā)了一項(xiàng)被動(dòng)裝置，該裝置在外板和內(nèi)板之間使用泡沫結(jié)構(gòu)，外板為薄鋁板，碰撞變形能力好，并可以吸收碰撞能量?！　ea公司和歐洲汽車制造商合作的另一個(gè)項(xiàng)目，是從風(fēng)窗玻璃立柱到前照燈的前端模塊，通常，防護(hù)板下方是一個(gè)結(jié)構(gòu)裝置，未來這一裝置將不復(fù)存在。因?yàn)樵撗b置沒有能量吸收能力，無法滿足行人保護(hù)法規(guī)。于是，Dea轉(zhuǎn)而尋求其他結(jié)構(gòu)降低該加強(qiáng)件，并帶有碰撞吸能區(qū)?！　lcoa也和一些汽車制造商合作開發(fā)某些結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)有足夠的碰撞區(qū)和變形能力，如果發(fā)生碰撞，沒有更大的力作用到行人身上。Alcoa和汽車制造商合作開發(fā)鋁結(jié)構(gòu)使之單位能量吸收能力更大，目的是找到最適合的材料做成最適合的結(jié)構(gòu)，能夠在碰撞時(shí)讓行人象碰到一個(gè)墊子上一樣。　　4 OEM(汽車制造商)堅(jiān)持自己制造車身　　過去數(shù)年，OEM通常從供應(yīng)商處外購某些汽車裝置，但是OEM卻一直保持自己對(duì)車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以現(xiàn)今大多數(shù)車身結(jié)構(gòu)和鋼質(zhì)面板都是OEM自己開發(fā)的。汽車業(yè)有極少的供應(yīng)商可以供應(yīng)大型車身面板，OEM更愿意自己掌握大型車身面板的開發(fā)。　　因?yàn)槠囍圃焐桃话阏J(rèn)為車身設(shè)計(jì)是其品牌形象的外在表現(xiàn)，幾乎沒有汽車公司將車身結(jié)構(gòu)的制造外包給其他公司，緣于每個(gè)汽車公司都自信自己可以制造代表本公司品牌內(nèi)涵的車身結(jié)構(gòu)。但也有例外情況，極少數(shù)汽車制造商將車身某些部件外包是為了降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，例如Pininfarina、Karmann、Bertone公司都有數(shù)年為某些歐洲汽車商生產(chǎn)車身的經(jīng)歷。　　每個(gè)制造商按照自己的觀點(diǎn)和條件決定將哪些部件外包，當(dāng)然成本是最主要的決定因素?！　〈鳎伺c其供應(yīng)商的合作從材料選擇階段就開始了，從零部件的功能角度開發(fā)適用的解決方案。汽車制造商依據(jù)工廠負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)因素決定將哪些零部件外包?！　〖词勾蠖鄶?shù)沖壓件和最終裝配件由汽車公司自己制造，車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與開發(fā)還是要與供應(yīng)商保持密切關(guān)系。許多供應(yīng)商的觀點(diǎn)是產(chǎn)品開發(fā)過程中，供應(yīng)商介入的越早，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)越有利。供應(yīng)商在產(chǎn)品開發(fā)過程中的早期介入，可以避免產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行到一定階段，發(fā)現(xiàn)所需要的供應(yīng)商數(shù)量不夠。　　用戶從材料和產(chǎn)品中的最大受益來源于制造商和供應(yīng)商的密切協(xié)作。例如最近，Alcoa協(xié)助通用公司開發(fā)用于快速塑性成形(QPF)工藝的新合金，該合金用于鋁質(zhì)車身和2004雪佛蘭Malibu Maxx升降式車門的封閉面板。這種工藝來源于航空工業(yè)應(yīng)用的熱吹成形鋁工藝。通用借此可以制造許多量產(chǎn)車型的復(fù)雜成形件，以前這些復(fù)雜成形件僅限于概念車或適合于小批量特種市場的汽車。通用新型升降式車門的總質(zhì)量因此降低了一半，從18kg降為9kg?！　　　　　　　　　　　　　　　∑桶l(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)7大趨勢　　與汽車造型設(shè)計(jì)流行趨勢的日新月異相比，近10年來車用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)升級(jí)主要體現(xiàn)在為適應(yīng)環(huán)保法規(guī)而引入的排放后處理以及電控系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)方面，總體技術(shù)框架并未獲得革命性突破。北京理工大學(xué)車輛與交通工程學(xué)院國家重點(diǎn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室主任葛蘊(yùn)珊與清華大學(xué)汽車工程系的副教授帥石金歸納出近年來汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的7大趨勢。　　普及技術(shù)：多氣門技術(shù)與頂置凸輪軸　　多氣門：老式發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用每缸2氣門，一進(jìn)氣一排氣；目前汽車發(fā)達(dá)國家最新推出的車型，發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單缸四氣門和五氣門，前者兩進(jìn)兩排，后者三進(jìn)兩排。一般說氣門多的發(fā)動(dòng)機(jī)更先進(jìn)，其進(jìn)排氣效率高，動(dòng)力更強(qiáng)，同等條件下油耗會(huì)低一些；但多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)維修難度較大，達(dá)到最大扭矩轉(zhuǎn)速也往往更高，起步加速未必超過2氣門發(fā)動(dòng)機(jī)?！　№斨猛馆嗇S：凸輪軸是屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，按安裝位置分為下置、中置、頂置三種形式。轎車發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速可達(dá)5000rpm以上，為保證進(jìn)排氣效率，都采用了頂置式氣門裝置。頂置凸輪軸按照凸輪軸的數(shù)目，分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)，由于中高檔轎車發(fā)動(dòng)機(jī)一般是多氣門及V形汽缸排列，需采用DO鄄HC分別控制進(jìn)、排氣門?！　☆I(lǐng)先技術(shù)：渦輪增壓、可變氣門正時(shí)與雙火花塞　　渦輪增壓：在排量一定的情況下，若想提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，最有效的方法是增加燃料并提供足夠支持燃燒的空氣。渦輪增壓由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣帶動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，再通過一系列機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，推動(dòng)風(fēng)扇為發(fā)動(dòng)機(jī)壓入更多空氣?！　】勺儦忾T正時(shí)：也稱可變配氣相位。發(fā)動(dòng)機(jī)在一些工況下會(huì)出現(xiàn)難以解決的矛盾，例如如何保證低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭矩輸出和高轉(zhuǎn)速時(shí)的功率輸出及在這些工況下的燃油消耗等問題，用單個(gè)節(jié)氣門控制的燃油供給方式是難以完滿解決的。最好的方式就是通過可變進(jìn)氣管道、可變壓縮比和可變氣門的升程和正時(shí)來解決這個(gè)問題?！　‰p火花塞：適用于排量較小的車型，每個(gè)汽缸有兩個(gè)火花塞對(duì)角布置，實(shí)現(xiàn)順序相位點(diǎn)火控制。雙火花塞的設(shè)計(jì)使點(diǎn)火的效率更高，同時(shí)提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，使燃燒效率得到提升。國外使用該技術(shù)的車型包括阿爾法羅米歐156等?！　∏把丶夹g(shù)：缸內(nèi)直噴與可變進(jìn)氣歧管長度　　缸內(nèi)直噴：缸內(nèi)直噴通過均勻燃燒和分層燃燒，實(shí)現(xiàn)燃油消耗降低，比常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油10%以上，動(dòng)力性能同時(shí)大幅提升。 。日本版第十二代皇冠裝備的3GRFSE發(fā)動(dòng)機(jī)本已采用了缸內(nèi)直噴技術(shù)，但一汽豐田出于對(duì)中國油品質(zhì)量的擔(dān)心，在國產(chǎn)版使用了3GRFE發(fā)動(dòng)機(jī)，使得缸內(nèi)直噴技術(shù)與中國消費(fèi)者擦肩而過?！　】勺冞M(jìn)氣歧管長度：燃燒所必須的空氣通過進(jìn)氣歧管進(jìn)入汽缸。較長的進(jìn)氣歧管使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下獲得較大的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會(huì)出現(xiàn)較低的最大輸出功率；較短的進(jìn)氣歧管使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下獲得較小的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會(huì)出現(xiàn)較高的最大輸出功率。通過雙級(jí)可變進(jìn)氣歧管，可以保證在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有有效長度，保證低轉(zhuǎn)速具有較大的扭矩的同時(shí)，在高轉(zhuǎn)速區(qū)也具有較高的最大輸出功率，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高速行駛時(shí)具有較好的加速性?！　】勺冞M(jìn)氣歧管長度技術(shù)與中國消費(fèi)者沒有太大關(guān)聯(lián)，國際上用該技術(shù)的包括寶馬7系和藍(lán)博基尼等少數(shù)車型?！　『饬堪l(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)　　從技術(shù)角度評(píng)判一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的優(yōu)劣對(duì)購車者的專業(yè)知識(shí)提出了較高的要求。北方交通大學(xué)動(dòng)力工程系副系主任李國岫介紹，普通消費(fèi)者可以從汽缸排列方式、氣門數(shù)、最大功率、最大扭矩、升功率五個(gè)角度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行評(píng)判?！　∑着帕蟹绞健　≈饕譃橹绷小形、W形和水平對(duì)置四種方式。一般4缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用直列汽缸，直列發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸一字排開，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，低速扭矩特性好，但功率較低。6到8缸發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用V形排列，V形即汽缸分四列錯(cuò)開角度布置，形體緊湊，布置方便，W形即將兩個(gè)V6機(jī)排列在一起。此外斯巴魯和保時(shí)捷兩個(gè)運(yùn)動(dòng)化品牌都推崇水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)型式，相鄰兩個(gè)汽缸水平對(duì)置，相互抵消振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)更平穩(wěn)；但這種機(jī)型成本較高，且不易修理?！　忾T數(shù)　　上世紀(jì)九十年代生產(chǎn)的國產(chǎn)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用每缸2氣門，一進(jìn)氣一排氣；目前世界主流轎車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用每缸4氣門結(jié)構(gòu)，即2個(gè)進(jìn)氣門，2個(gè)排氣門，提高了進(jìn)、排氣的效率；已停產(chǎn)的捷達(dá)王采用每缸5氣門結(jié)構(gòu)，即3個(gè)進(jìn)氣門，2個(gè)排氣門，主要作用是加大進(jìn)氣量，使燃燒更加徹底。5氣門結(jié)構(gòu)可以提高進(jìn)氣效率，但加工相對(duì)困難。　　最大功率　　在我國一般用千瓦作單位。發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率同轉(zhuǎn)速關(guān)系很大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也相應(yīng)提高，但是到了一定的轉(zhuǎn)速以后，功率反而呈下降趨勢。一般來說最大功率越高，車輛的最高車速越快。　　最大扭矩　　發(fā)動(dòng)機(jī)從曲軸端輸出的力矩，與發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力成正比，單位是牛米(Nm)。扭矩大小直