油價是全世界車主最頭疼的問題之一。當前油價的上漲使問題更加突出——如何使汽車更省油？

    如果你駕駛的是機動車，你可能會想到開車時多加注意，例如掌控好剎車和加速時間，達到省油目的。如果你駕駛的是電動汽車，也許知道最多可將油耗控制到 97 MPG（2.4 升/百公里） 。

    然而，對省油最有幫助的其實是制造商對汽車的改進。隨著對尾氣排放和燃油經(jīng)濟性的監(jiān)管逐步加強，汽車制造商為減輕不必要的車身負重，將不放過任何微小細節(jié)。

    復合材料汽車——未來汽車生產(chǎn)潮流

    由美國能源署汽車技術(shù)部資助，福特公司與麥格納公司共同研發(fā)的復合材料輕量化概念車 （MMLV） 已成功面世，重量降低約 25%，燃料效率提高 15% 至20% 。此等卓越表現(xiàn)得益于鋁制結(jié)構(gòu)以及碳纖維、鎂和鈦等材料的運用。

    媒體采訪了圣戈班的兩位專家——汽車底盤和傳動系全球市場經(jīng)理 Chris Needes 與汽車外飾 NORGLIDE®軸承和 RENCOL®精密定位圈全球市場經(jīng)理 Hans-Jürgen Jager，探討汽車制造商將 MMLV 技術(shù)運用到生產(chǎn)中所面臨的挑戰(zhàn)。

    復合材料

    “盡管我們承認復合材料汽車是汽車業(yè)的重要一部分，但將之變?yōu)楝F(xiàn)實仍需克服一些挑戰(zhàn)，”Needes 說到，“在狹小空間中使用復合材料，例如轉(zhuǎn)向柱、門鉸鏈或電動機轉(zhuǎn)子內(nèi)，會導致腐蝕速度加快，有可能會加速損壞其他高價部件，這樣一來，輕量特性帶來的優(yōu)勢很快就蕩然無存。”

    “以門鉸鏈為例，” J?ger說，“在狹小的空間里，鋼和鋁可能會發(fā)生反應。鉸鏈條（鋁制）作陰極，軸承和鉸鏈軸（通常為鋼制或含有鋼）為陽極，再加上電解質(zhì)，就形成了電池的構(gòu)造，無疑會加速腐蝕。”

    因此，難點在于如何在結(jié)合兩種不同金屬的同時，防止腐蝕或生銹的加快。“我們已經(jīng)對汽車組件使用復合材料以及材料間的相互反應進行了數(shù)年的研究，”Needes 說，“在某些關(guān)鍵部位，如轉(zhuǎn)向柱、門鉸鏈或電動機定子支架處，使用小但重要的創(chuàng)新型配件可提升整體性能。”

    輕量

    “為了減輕汽車重量，減少汽車排放和油耗，我們首先要確認可‘犧牲的元素’，將一些較重的金屬替換為其他輕質(zhì)材料。”

    “例如可收縮的轉(zhuǎn)向柱由多個鎖桿組成，鎖桿材質(zhì)可由鋁取代鋼，以減輕重量。圣戈班專門為此設計了由碳鋼與合金制成的精密定位圈，這種徑向彈簧緊固件可以使轉(zhuǎn)向柱桿間形成最佳結(jié)合，有利于使用復合材料，大大減輕汽車的重量。”

    此外，這一輕量設計還消除了制造商和客戶的另一個擔憂——噪音。“使用特別研制的精密定位圈可使轉(zhuǎn)向軸間完美契合，減少震動，保證車內(nèi)的安靜環(huán)境。”

    精密定位圈常用來取代熱壓法或膠粘，例如，電動機定子支架使用定位圈來減輕重量，而且定子外殼可采用輕質(zhì)的鋁材制成，再次通過使用復合材料減輕了重量。只需用精密定位圈包裹住定子，再插入對應位置即可，組裝流程也十分簡易。

    “你知道嗎？現(xiàn)在汽車上安裝的電機最多已達到了 25 個。如果我們可以減輕每一個電機的重量，把這個數(shù)乘以 25，就能極大減輕車身重量。”精密定位圈可承受一定脹差，如果使用鋼、鋁等多種材料，這一優(yōu)勢將大大降低組裝過程中發(fā)生故障的幾率?？梢?，只要能夠減輕重量，制造商就會不遺余力。另一個可以減輕重量的關(guān)鍵部位是車門，特別是鉸鏈部分。車上多處都裝有鉸鏈，如車門、后備箱、發(fā)動機罩和車頂天窗等處，因此總共可減輕的重量十分可觀。

    “在汽車鉸鏈方面，如果不單使用鋼制品，汽車制造商和供應商可在車門上減輕多達 40% 的重量，” J?ger說道，“門鉸鏈軸及外殼間的軸承可確保門自然平滑的開合。與傳統(tǒng)軸承相比，復合軸承（如 NORGLIDE?軸承）中使用了聚四氟乙烯 （PTFE） 襯墊，即使汽車門鉸鏈軸和帶子間出現(xiàn)角度偏差，也不受影響，可確保門始終平滑移動。”

    復合材質(zhì)的軸承延長了門鉸鏈的使用壽命，可防止油漆剝落和紅銹的產(chǎn)生。此外，在行車過程中，PTFE 襯墊不受溫度等公差變化影響，確保門鉸鏈軸及外殼間完美契合。PTFE 的特性也減少了車門在汽車報廢前就嘎吱作響的可能。

    復合材料汽車是一個正確的研究方向。輕量車可以幫助消費者減少尾氣排放，提高燃料效率。但如果制造商只關(guān)注減重這一方面，可能會產(chǎn)生其他問題，例如之前所提的腐蝕和生銹問題。與一個既了解全局又對復雜細節(jié)了如指掌的伙伴合作，制造商不僅可以為當今的消費者提供領先于時代的前衛(wèi)汽車，還可在未來引領行業(yè)潮流。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內(nèi)外最新動態(tài)，我們網(wǎng)站會不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國腐蝕與防護網(wǎng)http://www.ecorr.org