【正文】 車產(chǎn)品副總裁說?！坝袝r汽車設計師會選用鋁，因為鋁有輕量化特性。雖然鋁材料的成本很高，但整個結(jié)構(gòu)與鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)相比很可能是成本有效的。”克萊斯勒Pacifica車型使用的鋁發(fā)動機罩就是以鋁制作汽車部件成本有效的例子。如果該發(fā)動機罩的材料為鋼，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系統(tǒng)的成本抬高，從而將整車的成本抬高。　　克萊斯勒通常應用替代材料改善汽車各項性能。例如克萊斯勒選用材料科學公司(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、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系統(tǒng)。以前，全鎮(zhèn)靜鋼主要用于發(fā)動機部件如油底殼、氣門室罩，現(xiàn)在車身面板也越來越多地應用這種材料。克萊斯勒不僅利用鎮(zhèn)靜鋼使整個系統(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)更輕的推動因素時說，考慮到汽車發(fā)動機尺寸近年的變化，以及近期推出的新動力裝置，車身的輕量化也許將成為要迫切考慮的問題?！　秃喜牧显讷@得輕量化結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)勢最大，而且復合材料技術(shù)已經(jīng)成熟，但是汽車制造還要求復合材料能夠低成本大批量地用于汽車生產(chǎn)?！　?jù)預測，未來單一車型的生產(chǎn)批量將更小，過去單個車型的產(chǎn)量可能會達到150萬輛，目前單個車型的產(chǎn)量已經(jīng)比以前大大降低，下降到20～25萬輛。當單個車型的平均產(chǎn)量下降到15萬輛時，塑料就有可能成為主流材料，因為塑料的工裝成本小使得相應的制造成本低。汽車專家預測，單個車型產(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和材料與設備供應商密切協(xié)作。在不遠的將來，聚合物將成為優(yōu)良的車身面板材料。當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型塑料，而且各部件之間的間隙也將達到目前鋼制部件的水平。　　降低汽車的自質(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，替代型動力裝置越來越多地應用還將進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然影響車身結(jié)構(gòu)的設計與制造。如果按照通用公司工程師的邏輯，“滑板型”底盤概念就像一個共用平臺，上面可以安裝許多不同式樣與結(jié)構(gòu)的車身，適應用戶各種需求?！　〉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，獲得用戶認可的裝置和價值。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)認為是一種古老的、過時的材料，但新型的高級高強度鋼可用于優(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用到汽車上，結(jié)構(gòu)是怎么設計的?！　〉侥壳盀橹梗冗M的高強度鋼還沒有在汽車上廣泛應用，但是，鋼鐵業(yè)欲通過努力至2010年使高強度鋼占新推出的車型所用材料的40～60%。利用先進的高強度鋼能獲得不同于標準高強度鋼的性能，例如更佳的可成形性、淬硬性、碰撞吸能性能等。　　2004年別克LeSabre車用超高強度鋼制作后保險杠梁取代了鋁質(zhì)后保險杠梁，前者與后者的性能接近，但是成本卻大大降低。這個保險杠梁是美國制造的強度最高的保險杠梁之一，其拉伸強度高達1500Mpa。高級高強度鋼應用的另一個例子是福特Mustang的鍍鋅外門板，稱之DiForm T500，其最小拉伸強度為500Mpa。將來類似的產(chǎn)品將越來越多地用于封閉面板。　　2 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、提高車身強度、改善裝配精度。促使車身部件模塊化的兩項動力是降低生產(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)更堅固。　　模塊在汽車生產(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一步開發(fā)，而且是一項非常有挑戰(zhàn)性的工作。Dea公司當前能夠生產(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，汽車的設計、制造方式就會有突破性的創(chuàng)新。設想一下，整個駕駛室可以由一個前風窗以前的一個模塊、后窗以后的一個模塊、一個乘員室模塊裝配而成?！　∽柚管嚿斫Y(jié)構(gòu)模塊化的一個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汽車制造方式的認識存在一定的局限性。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。那是因為許多結(jié)構(gòu)適合做成模塊，另有一些結(jié)構(gòu)則適合單獨制成許多部件，然后裝配起來。某些研發(fā)機構(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不是一項新技術(shù)但應用卻越來越普遍。福特F150就廣泛使用了這項技術(shù)。一般車身制造需要的10～20個沖壓件，如果應用tailorwelded blanks技術(shù)，則可一次沖壓成形一個整體沖壓件。連續(xù)焊接和單一的整體部件還能改善車身的噪聲、振動、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)的設計必須考慮車身要能對車內(nèi)的乘員提供足夠的保護，但是近來車身結(jié)構(gòu)設計還要考慮的另一個問題是，碰撞時汽車要將對行人的傷害降低到最低限度。特別是2005年歐洲即將實施的行人保護法規(guī)更促使車身結(jié)構(gòu)設計理念的更新?！　∑囋O計風格和前端結(jié)構(gòu)將受行人保護理念的影響。Dea從事行人碰撞保護問題的研究已經(jīng)5年了，但北美車身結(jié)構(gòu)開發(fā)對行人碰撞保護考慮的相當較少。為滿足碰撞保護法規(guī)，某些格柵的設計也許會成為非常有挑戰(zhàn)性的工作?！　ea公司將發(fā)動機罩內(nèi)、外板之間的氣囊裝置已經(jīng)作了一些改進，對彈起式發(fā)動機罩的活動鉸鏈和插銷也作了些改進。Dea還開發(fā)了一項被動裝置，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項目，是從風窗玻璃立柱到前照燈的前端模塊，通常，防護板下方是一個結(jié)構(gòu)裝置，未來這一裝置將不復存在。因為該裝置沒有能量吸收能力，無法滿足行人保護法規(guī)。于是，Dea轉(zhuǎn)而尋求其他結(jié)構(gòu)降低該加強件，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)，能夠在碰撞時讓行人象碰到一個墊子上一樣?！　? OEM(汽車制造商)堅持自己制造車身　　過去數(shù)年，OEM通常從供應商處外購某些汽車裝置，但是OEM卻一直保持自己對車身結(jié)構(gòu)的設計，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)有極少的供應商可以供應大型車身面板，OEM更愿意自己掌握大型車身面板的開發(fā)?！　∫驗槠囍圃焐桃话阏J為車身設計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)風險，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?！　∶總€制造商按照自己的觀點和條件決定將哪些部件外包，當然成本是最主要的決定因素。　　戴－克與其供應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)工廠負荷和經(jīng)濟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)的設計與開發(fā)還是要與供應商保持密切關(guān)系。許多供應商的觀點是產(chǎn)品開發(fā)過程中，供應商介入的越早，對產(chǎn)品開發(fā)越有利。供應商在產(chǎn)品開發(fā)過程中的早期介入，可以避免產(chǎn)品開發(fā)進行到一定階段，發(fā)現(xiàn)所需要的供應商數(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)車型的復雜成形件，以前這些復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)動機技術(shù)7大趨勢　　與汽車造型設計流行趨勢的日新月異相比，近10年來車用汽油發(fā)動機技術(shù)升級主要體現(xiàn)在為適應環(huán)保法規(guī)而引入的排放后處理以及電控系統(tǒng)的優(yōu)化升級方面，總體技術(shù)框架并未獲得革命性突破。北京理工大學車輛與交通工程學院國家重點專業(yè)實驗室主任葛蘊珊與清華大學汽車工程系的副教授帥石金歸納出近年來汽油發(fā)動機技術(shù)進步的7大趨勢?！　∑占凹夹g(shù)：多氣門技術(shù)與頂置凸輪軸　　多氣門：老式發(fā)動機大多采用每缸2氣門，一進氣一排氣；目前汽車發(fā)達國家最新推出的車型，發(fā)動機多采用單缸四氣門和五氣門，前者兩進兩排，后者三進兩排。一般說氣門多的發(fā)動機更先進，其進排氣效率高，動力更強，同等條件下油耗會低一些；但多氣門發(fā)動機維修難度較大，達到最大扭矩轉(zhuǎn)速也往往更高，起步加速未必超過2氣門發(fā)動機?！　№斨猛馆嗇S：凸輪軸是屬于發(fā)動機的配氣機構(gòu)，按安裝位置分為下置、中置、頂置三種形式。轎車發(fā)動機由于轉(zhuǎn)速可達5000rpm以上，為保證進排氣效率，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)動機一般是多氣門及V形汽缸排列，需采用DO鄄HC分別控制進、排氣門。　　領(lǐng)先技術(shù)：渦輪增壓、可變氣門正時與雙火花塞　　渦輪增壓：在排量一定的情況下，若想提高發(fā)動機功率，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)動機排出的廢氣帶動渦輪高速旋轉(zhuǎn)，再通過一系列機械傳動機構(gòu)，推動風扇為發(fā)動機壓入更多空氣。　　可變氣門正時：也稱可變配氣相位。發(fā)動機在一些工況下會出現(xiàn)難以解決的矛盾，例如如何保證低轉(zhuǎn)速時的扭矩輸出和高轉(zhuǎn)速時的功率輸出及在這些工況下的燃油消耗等問題，用單個節(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氣管道、可變壓縮比和可變氣門的升程和正時來解決這個問題?！　‰p火花塞：適用于排量較小的車型，每個汽缸有兩個火花塞對角布置，實現(xiàn)順序相位點火控制。雙火花塞的設計使點火的效率更高，同時提高了發(fā)動機的壓縮比，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，實現(xiàn)燃油消耗降低，比常規(guī)發(fā)動機節(jié)油10%以上，動力性能同時大幅提升。 。日本版第十二代皇冠裝備的3GRFSE發(fā)動機本已采用了缸內(nèi)直噴技術(shù)，但一汽豐田出于對中國油品質(zhì)量的擔心，在國產(chǎn)版使用了3GRFE發(fā)動機，使得缸內(nèi)直噴技術(shù)與中國消費者擦肩而過?！　】勺冞M氣歧管長度：燃燒所必須的空氣通過進氣歧管進入汽缸。較長的進氣歧管使發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速下獲得較大的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會出現(xiàn)較低的最大輸出功率；較短的進氣歧管使發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速下獲得較小的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會出現(xiàn)較高的最大輸出功率。通過雙級可變進氣歧管，可以保證在相應的轉(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，在高轉(zhuǎn)速區(qū)也具有較高的最大輸出功率，保證發(fā)動機在高速行駛時具有較好的加速性。　　可變進氣歧管長度技術(shù)與中國消費者沒有太大關(guān)聯(lián)，國際上用該技術(shù)的包括寶馬7系和藍博基尼等少數(shù)車型?！　『饬堪l(fā)動機優(yōu)劣的技術(shù)指標　　從技術(shù)角度評判一臺發(fā)動機技術(shù)的優(yōu)劣對購車者的專業(yè)知識提出了較高的要求。北方交通大學動力工程系副系主任李國岫介紹，普通消費者可以從汽缸排列方式、氣門數(shù)、最大功率、最大扭矩、升功率五個角度對發(fā)動機性能進行評判?！　∑着帕蟹绞健　≈饕譃橹绷?、V形、W形和水平對置四種方式。一般4缸以下的發(fā)動機多采用直列汽缸，直列發(fā)動機的汽缸一字排開，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)動機大多采用V形排列，V形即汽缸分四列錯開角度布置，形體緊湊，布置方便，W形即將兩個V6機排列在一起。此外斯巴魯和保時捷兩個運動化品牌都推崇水平對置發(fā)動機型式，相鄰兩個汽缸水平對置，相互抵消振動，使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)更平穩(wěn)；但這種機型成本較高，且不易修理?！　忾T數(shù)　　上世紀九十年代生產(chǎn)的國產(chǎn)轎車發(fā)動機大多采用每缸2氣門，一進氣一排氣；目前世界主流轎車發(fā)動機多采用每缸4氣門結(jié)構(gòu)，即2個進氣門，2個排氣門，提高了進、排氣的效率；已停產(chǎn)的捷達王采用每缸5氣門結(jié)構(gòu)，即3個進氣門，2個排氣門，主要作用是加大進氣量，使燃燒更加徹底。5氣門結(jié)構(gòu)可以提高進氣效率，但加工相對困難?！　∽畲蠊β省　≡谖覈话阌们咦鲉挝?。發(fā)動機的輸出功率同轉(zhuǎn)速關(guān)系很大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，發(fā)動機的功率也相應提高，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?！　∽畲笈ぞ亍　“l(fā)動機從曲軸端輸出的力矩，與發(fā)動機提供的牽引力成正比，單位是牛米(Nm)。扭矩大小直