當(dāng)前,汽車行業(yè)正發(fā)生著一場(chǎng)關(guān)于輕量化的深刻變革,這場(chǎng)變革對(duì)鋼鐵企業(yè)、鋼鐵產(chǎn)品提出了多方面的要求。面對(duì)這場(chǎng)變革,中國(guó)鋼鐵業(yè)將如何應(yīng)對(duì)?本期《業(yè)界追蹤》從汽車、鋼鐵兩個(gè)行業(yè)的角度入手,對(duì)汽車輕量化的實(shí)現(xiàn)方式、材料的選擇、應(yīng)用等方面進(jìn)行了較為深入的研究。希望能為我國(guó)相關(guān)鋼鐵企業(yè)抓住變革機(jī)遇,與汽車制造企業(yè)共同實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考。
輕量化,汽車業(yè)在行動(dòng)
為實(shí)現(xiàn)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012年-2020年)》提出的2020年乘用車燃料消耗量達(dá)到5升/100公里的目標(biāo),今年我國(guó)完成了乘用車燃料經(jīng)濟(jì)性第四階段標(biāo)準(zhǔn)的起草,包括《乘用車燃料消耗量限值》和《乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)草案,并計(jì)劃于2016年開(kāi)始實(shí)施。
按《乘用車燃料消耗量限值》《乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》,到2020年,重量在980公斤-1090公斤的傳統(tǒng)轎車百公里油耗將降到4.5升。
不僅是我國(guó),世界一些重要經(jīng)濟(jì)體都明確了汽車節(jié)油減排的目標(biāo):日本提出到2020年乘用車平均燃料經(jīng)濟(jì)性水平達(dá)到每升油行駛20.3公里,比2009年的16.3公里下降約20.3%;歐盟則于2009年通過(guò)強(qiáng)制性的法律手段取代自愿性減排協(xié)議,要求乘用車二氧化碳排放達(dá)到2015年每公里130克、2020年每公里95克的目標(biāo)。
據(jù)有關(guān)專家分析,中國(guó)百公里油耗5升的水平,對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放量約為每公里120克,這與2020年全球汽車油耗水平基本相當(dāng),低于歐洲標(biāo)準(zhǔn),但高于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)有關(guān)專家分析,目前市場(chǎng)上在售的車型有40%-50%可以達(dá)到新國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。要實(shí)現(xiàn)2020年的油耗目標(biāo),任務(wù)還很艱巨。
輕量化成為節(jié)能減排的不二選擇
實(shí)驗(yàn)證明,傳統(tǒng)汽車整車重量每降低10%,燃油效率就可提高6%-8%;運(yùn)動(dòng)部件每減輕1%,可節(jié)油2%;汽車整車質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3升-0.6升。對(duì)于年產(chǎn)2000多萬(wàn)輛的中國(guó)汽車業(yè)來(lái)說(shuō),輕量化理所當(dāng)然成為節(jié)能減排的“法寶”之一。
汽車業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,可以從4個(gè)方面實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。
一是設(shè)計(jì)上輕量化。如選取輕量的汽車形式和總成部件結(jié)構(gòu)形式,減少傳動(dòng)裝置的長(zhǎng)度以減重;采用超輕懸架結(jié)構(gòu);采用整個(gè)車身都參與承載的承載式車身結(jié)構(gòu)等。據(jù)統(tǒng)計(jì),轎車車身、底盤(含懸掛系統(tǒng))、發(fā)動(dòng)機(jī)3大件約占一輛轎車總重量的65%,對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化,可減輕車身骨架、車身鋼板的重量。
二是采用輕質(zhì)材料替代鋼鐵材料。如鋁合金、鎂合金、增強(qiáng)塑料、玻璃纖維、碳纖維復(fù)合材料等。
三是制造工藝改進(jìn)。如采用復(fù)合結(jié)構(gòu),減少中間搭接、接頭拼縫,局部增強(qiáng),采用激光拼焊,包括熱成型的制造工藝等。
四是提高現(xiàn)有材料特別是鋼材的強(qiáng)度等性能,減少材料的重量。
兩方面實(shí)現(xiàn)用鋼輕量化
從以上這4個(gè)方面可以看出,對(duì)汽車用鋼輕量化而言,核心有兩條:一是用其他輕質(zhì)材料替代,二是通過(guò)制造工藝改進(jìn)、提高鋼材強(qiáng)度等性能減重。