自20世(shi)紀70年代中(zhong)期(qi)以(yi)來(lai),世(shi)界上(shang)主要工(gong)業(ye)化國(guo)家,汽(qi)(qi)(qi)車(che)尤其是小(xiao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)的生產(chan)(chan)迅(xun)速發展。以(yi)美國(guo)為(wei)例,1975年小(xiao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)產(chan)(chan)量為(wei)898.7萬(wan)輛,汽(qi)(qi)(qi)車(che)保有(you)量為(wei)1.327億輛;到1985年,汽(qi)(qi)(qi)車(che)產(chan)(chan)量上(shang)升到1165.4萬(wan)輛,其中(zhong)轎車(che)達818萬(wan)輛,汽(qi)(qi)(qi)車(che)保有(you)量達1.686億輛。1985年全世(shi)界汽(qi)(qi)(qi)車(che)總產(chan)(chan)量達4503萬(wan)輛,保有(you)量達4.71億輛。


  2005年(nian)美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)1202萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),全(quan)(quan)世(shi)界汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)總(zong)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)6772萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),保有(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)6.5億輛(liang)(liang)(liang)。2000年(nian)以后,中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)發(fa)展(zhan)進入了(le)快車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)道,每(mei)年(nian)都以兩位數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)率(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)長,2006年(nian),中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)728萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)已(yi)(yi)(yi)位于(yu)世(shi)界第三(san)(san),銷量(liang)(liang)(liang)(liang)處世(shi)界第二,而(er)(er)2007年(nian)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)已(yi)(yi)(yi)超(chao)(chao)過(guo)(guo)880萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),如(ru)果加上農用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)可超(chao)(chao)過(guo)(guo)1000萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),產(chan)(chan)(chan)、銷量(liang)(liang)(liang)(liang)穩居世(shi)界第二,而(er)(er)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保有(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)超(chao)(chao)過(guo)(guo)5000萬(wan)輛(liang)(liang)(liang)。預計到2020年(nian),中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)庭轎車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保有(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)有(you)望超(chao)(chao)過(guo)(guo)1億輛(liang)(liang)(liang),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保有(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)將超(chao)(chao)過(guo)(guo)1.6億輛(liang)(liang)(liang)。按2003年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)統(tong)計,中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)每(mei)千人(ren)(ren)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擁有(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)僅為(wei)(wei)15輛(liang)(liang)(liang),美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)已(yi)(yi)(yi)達(da)(da)(da)850輛(liang)(liang)(liang)。汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)發(fa)展(zhan),產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保有(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高,產(chan)(chan)(chan)生(sheng)三(san)(san)個主(zhu)(zhu)要問題(ti)。其一是能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)加大,2003年(nian)中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)燃油(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)已(yi)(yi)(yi)達(da)(da)(da)6000萬(wan)噸(dun),2005年(nian)已(yi)(yi)(yi)達(da)(da)(da)1.3億噸(dun),2010年(nian)可能(neng)(neng)(neng)會達(da)(da)(da)到2.7億噸(dun);降低燃油(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)已(yi)(yi)(yi)成各國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)當務之(zhi)急。二是環保和排(pai)(pai)放(fang)(fang)污染(ran)加重,燃油(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)增(zeng)(zeng)(zeng)加,必然(ran)帶來排(pai)(pai)放(fang)(fang)污染(ran)增(zeng)(zeng)(zeng)加。在通常情(qing)況下,按滿足歐(ou)II排(pai)(pai)放(fang)(fang)標(biao)(biao)(biao)準(zhun),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)每(mei)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)1噸(dun)燃油(you),將會排(pai)(pai)放(fang)(fang)二氧(yang)化碳 2000 kg,NO,44.09 kg,微(wei)粒1kg,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)排(pai)(pai)放(fang)(fang)污染(ran)也(ye)是驚人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。三(san)(san)是安全(quan)(quan)交(jiao)通事故增(zeng)(zeng)(zeng)加,中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)每(mei)年(nian)因交(jiao)通事故而(er)(er)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傷(shang)亡人(ren)(ren)數高達(da)(da)(da)20萬(wan)人(ren)(ren)/年(nian),即百(bai)萬(wan)輛(liang)(liang)(liang)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)死亡人(ren)(ren)數高達(da)(da)(da)0.5萬(wan)人(ren)(ren)。為(wei)(wei)保證汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業(ye)健康發(fa)展(zhan),各國(guo)(guo)(guo)(guo)都制定(ding)了(le)相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)規。首先是如(ru)何減少汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行(xing)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)耗(hao)(hao),節約(yue)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)。能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)問題(ti)首次(ci)變(bian)得尖(jian)銳源(yuan)于(yu)20世(shi)紀70年(nian)代初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)石油(you)危機,石油(you)供應短缺和價格猛漲,迫使一些國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)采取相應對(dui)策(ce)(ce)。70年(nian)代末,美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)和日本(ben)相繼(ji)制定(ding)了(le)內(nei)容類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)政策(ce)(ce)。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)公司平均(jun)油(you)耗(hao)(hao)法(fa)(CAFé)要求各汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)廠(chang)(chang)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)銷售(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均(jun)油(you)耗(hao)(hao)為(wei)(wei):1978年(nian)為(wei)(wei)7.61 km/L(18mile/gal),1980年(nian)為(wei)(wei)8.46 km/L(20mile/gal),1985 年(nian)為(wei)(wei)11.67 km/L(27. 6mile/gal).在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)價持(chi)續攀升的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)今天(tian),這一法(fa)規更(geng)加嚴格。在美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo),當某車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)不(bu)能(neng)(neng)(neng)滿足CAFé規定(ding)時,該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)廠(chang)(chang)家(jia)(jia)將受到高額罰款(kuan),該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)買主(zhu)(zhu)也(ye)將被征收汽(qi)(qi)(qi)油(you)超(chao)(chao)標(biao)(biao)(biao)稅(shui),汽(qi)(qi)(qi)油(you)超(chao)(chao)標(biao)(biao)(biao)稅(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)起征點(dian)為(wei)(wei)9.52km/L(22.5mile/gal);這一指標(biao)(biao)(biao)將對(dui)整(zheng)個汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)設計用材及其生(sheng)產(chan)(chan)(chan)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)重大影響(xiang);日本(ben)也(ye)于(yu)1999年(nian)規定(ding)了(le)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)油(you)耗(hao)(hao)限(xian)(xian)值(zhi),該限(xian)(xian)值(zhi)依(yi)據車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裝備質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)同(tong)(tong),車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)驅動形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong),以及變(bian)速(su)箱形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)而(er)(er)改變(bian);盡管歐(ou)洲尚無燃油(you)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding),但CEE規定(ding)了(le)燃油(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測試方法(fa),政府公布(bu)每(mei)種車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實測燃油(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao),引導用戶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)購車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)意向(xiang);中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)也(ye)于(yu)2003年(nian)制定(ding)并實施了(le)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)燃料消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)限(xian)(xian)值(zhi)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)規。


  汽(qi)(qi)車(che)(che)數量增多(duo)(duo),車(che)(che)速增高(gao),車(che)(che)禍增多(duo)(duo)。為保(bao)證(zheng)(zheng)人員(yuan)和(he)車(che)(che)輛安(an)(an)(an)全(quan),美(mei)國(guo)在(zai)(zai)1966年(nian)(nian)(nian)制(zhi)定(ding)了聯邦汽(qi)(qi)車(che)(che)安(an)(an)(an)全(quan)標(biao)準(Federal Motor Vehicle Safety Standard)[2].這個(ge)標(biao)準的(de)(de)(de)內容在(zai)(zai)技(ji)術上逐年(nian)(nian)(nian)加嚴(yan)。此外,1970年(nian)(nian)(nian),美(mei)國(guo)、日本(ben)與西歐各國(guo)共同制(zhi)定(ding)了安(an)(an)(an)全(quan)實(shi)(shi)驗車(che)(che)(Experimental Safety Vehicle)計(ji)劃,并進行了幾年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)研究試制(zhi)和(he)國(guo)際交流,從而得出,保(bao)證(zheng)(zheng)安(an)(an)(an)全(quan)的(de)(de)(de)一個(ge)重要(yao)措施是汽(qi)(qi)車(che)(che)構造和(he)構件要(yao)顯著增強。例如,美(mei)國(guo)規(gui)(gui)定(ding)汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)前保(bao)險杠必須承受在(zai)(zai)8.05 km/h(5mile/h)車(che)(che)速下的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)無任何(he)永(yong)久變形。近年(nian)(nian)(nian)來,安(an)(an)(an)全(quan)法(fa)規(gui)(gui)逐年(nian)(nian)(nian)嚴(yan)格,基于有關單位的(de)(de)(de)統計(ji)報(bao)告(gao),在(zai)(zai)車(che)(che)輛碰(peng)(peng)撞(zhuang)(zhuang)事故中(zhong),正面碰(peng)(peng)撞(zhuang)(zhuang)占49%,側(ce)面碰(peng)(peng)撞(zhuang)(zhuang)占25%,追尾(即后碰(peng)(peng))占22%.雖然側(ce)碰(peng)(peng)比例較(jiao)少,但人員(yuan)傷害最嚴(yan)重。歐美(mei)除制(zhi)定(ding)了正碰(peng)(peng)法(fa)規(gui)(gui)FMVSS208 和(he)ECE R94外,還制(zhi)定(ding)了側(ce)面碰(peng)(peng)撞(zhuang)(zhuang)法(fa)規(gui)(gui) FMVSS214 和(he)ECE R95,我(wo)國(guo)2004年(nian)(nian)(nian)6月(yue)1日起實(shi)(shi)施正撞(zhuang)(zhuang)法(fa)規(gui)(gui),2006年(nian)(nian)(nian)7月(yue)1日起正式(shi)實(shi)(shi)施側(ce)碰(peng)(peng)法(fa)規(gui)(gui)。


  為降低排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang),歐(ou)(ou)美均先后制定了相關的排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)法(fa)規。歐(ou)(ou)洲1993年開始實(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)I排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標(biao)準,1997年實(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)II,2000年實(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)II,2004年實(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)IV;美國(guo)于(yu)1993年制定了類(lei)同歐(ou)(ou)I的排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標(biao)準,同時提出(chu)了過(guo)渡低排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)汽(qi)(qi)車(TLEV)、低排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)汽(qi)(qi)車(LEV)和超低排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)汽(qi)(qi)車(ULEV)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標(biao)準,對汽(qi)(qi)車排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)提出(chu)了更高的要(yao)求;我國(guo)目前已全面實(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)II排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標(biao)準,2006年7月1日(ri)起,部分城市實(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)I排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標(biao)準。


  降低(di)汽(qi)(qi)車(che)油(you)耗雖然可(ke)以通過(guo)提高(gao)發動(dong)機效(xiao)率、增(zeng)加傳動(dong)效(xiao)率、減(jian)少運行阻力等方(fang)法(fa),但是(shi)根據汽(qi)(qi)車(che)油(you)耗和汽(qi)(qi)車(che)重(zhong)量成(cheng)線性關系的(de)試驗結果(guo)。,如果(guo)汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)降低(di)10%,在其他條件不(bu)變(bian)的(de)情況(kuang)下,則可(ke)使汽(qi)(qi)車(che)油(you)耗降低(di)8%,排放降低(di)4%,可(ke)見,降低(di)汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)是(shi)降低(di)汽(qi)(qi)車(che)油(you)耗的(de)簡單(dan)有效(xiao)的(de)方(fang)法(fa)。


  汽車質量對燃油消耗的影響可從以下分析中更一目了然地體現出來。如圖1-1所示,汽車在角度為α的坡面行駛,其行駛阻力Fwi可由方程1-1表示。



圖 1.jpg




以上各式中,m為汽車質量,p為空氣密度,Cw為風阻系數,A為汽車迎風截面積,vx為車速,g為重力加速度,ax為汽車加速度,KR為上坡阻力系數,Km為加速度阻力系數,將方程1-2~1-5代人方程1-1,可得:


1.jpg



  方(fang)程(cheng)1-6表明:汽(qi)車(che)的運動(dong)阻(zu)力與汽(qi)車(che)質量密切相關,通常當(dang)車(che)型設(she)計完成(cheng)后,風阻便可固定,則車子的運行阻力(也(ye)即燃油消耗)與(yu)車子的自身質(zhi)量(liang)呈線性關系(xi)。


  從汽車制造、使用中耗能的統計結果來看假定一部小汽車“一生”所耗能量為12.56×108kJ(3×108kcal),則行駛占82%,制造材料占10%,加工工藝占5%,輪胎占2%,潤滑油占1%.可以看出,減少汽車自重從而降低使用中油耗的重要意義。因此,美國汽車的自重自1974年以來,已經迅速下降,例如:1977年轎車平均重量為1900 kg,1985年下降到1360kg.汽車自重的這種明顯的變化只有通過各種構件用材的變化才可能實現。


  有(you)(you)趣的(de)是,降低燃油(you)消耗和排(pai)放(fang),要(yao)求汽車(che)(che)(che)輕量化,降低自重;而近年來(lai),由(you)于汽車(che)(che)(che)功能提(ti)升,安(an)全性增(zeng)(zeng)加,舒適(shi)性改善,增(zeng)(zeng)加了許多安(an)全件(jian)、自動化附件(jian)和相關的(de)舒適(shi)性附件(jian),這(zhe)些又使汽車(che)(che)(che)自重有(you)(you)增(zeng)(zeng)加的(de)趨(qu)勢(shi)。但是,如果不是輕量化材料和技術的(de)應用,汽車(che)(che)(che)自重的(de)增(zeng)(zeng)加量將會更大,汽車(che)(che)(che)自重變化的(de)趨(qu)墊見圖1-2。


圖 2.jpg


 減輕汽(qi)車自重可以采用(yong)密度低的鋁合(he)(he)(he)(he)金(jin)、塑料(liao)(liao)(liao)以及纖維增強(qiang)復(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)。但這(zhe)為些(xie)材(cai)料(liao)(liao)(liao)與(yu)低合(he)(he)(he)(he)金(jin)高(gao)強(qiang)度鋼(gang)相比,尤其和近(jin)年發展的先進高(gao)強(qiang)度鋼(gang)相比,不只制造過程耗(hao)能多、工(gong)藝復(fu)雜,而且現階段的價格也較高(gao)。根(gen)據我國(guo)及美(mei)國(guo)有(you)關部門(men)進行的德爾菲(Delphi)預測(ce),為了減少(shao)能源消耗(hao),汽(qi)車工(gong)業用(yong)材(cai)近(jin)期仍以鋼(gang)為主,中(zhong)期可能發展鋁合(he)(he)(he)(he)金(jin),遠期才發展工(gong)程塑料(liao)(liao)(liao)和復(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)。這(zhe)和Compoton.對(dui)美(mei)國(guo)汽(qi)車材(cai)料(liao)(liao)(liao)使(shi)用(yong)的預測(ce)是一(yi)致的。1970年Compoton指出(chu),即(ji)使(shi)到1985年,汽(qi)車工(gong)業中(zhong)鋼(gang)鐵的用(yong)量(liang)還會占70%以上,而且高(gao)強(qiang)度鋼(gang)材(cai)的用(yong)量(liang)會有(you)顯著增加(jia)。


2001年美國典型家庭轎車(che)(che)用(yong)材(cai)的(de)構成:鋼54%,鑄鐵10%,鋁合金8%,橡(xiang)膠和玻璃7%,鎂合金0.3%,其他(ta)12.7%,而高(gao)強度(du)鋼的(de)用(yong)量迅速增加(jia),在國際鋼鐵協(xie)會組(zu)織(zhi)的(de)全世界34家鋼鐵公司和相關汽車(che)(che)行業的(de)輕量化項目ULSABAVC白車(che)(che)身(shen)(BIW)的(de)開發(fa)中,高(gao)強度(du)鋼用(yong)量已達90%以上,這些數據和上述的(de)預測趨(qu)勢(shi)相一致(zhi)。


 在一部汽(qi)車(che)中,鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)質量占車(che)體材料的(de)(de)(de)83%以(yi)上。因此,采用低合(he)金高(gao)強度(du)鋼(gang)板(ban)代(dai)替傳統的(de)(de)(de)低碳鋼(gang)板(ban),對減輕汽(qi)車(che)自重、降(jiang)低油(you)耗、提高(gao)汽(qi)車(che)構件強度(du)、保證安全(quan)行駛都具(ju)有重要(yao)的(de)(de)(de)意(yi)義。正如(ru)Nitto等人在1981年所指出(chu)的(de)(de)(de):“現在可以(yi)毫不夸張地說(shuo),如(ru)何(he)利用高(gao)強度(du)鋼(gang)板(ban)已經成為影(ying)響80年代(dai)小汽(qi)車(che)制造全(quan)局的(de)(de)(de)關(guan)鍵技(ji)術(shu)問(wen)題。”基于最近幾年的(de)(de)(de)試驗(yan)結(jie)果(guo)和(he)所進行的(de)(de)(de)理論分析,高(gao)強度(du)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)應(ying)用及其在各類(lei)汽(qi)車(che)零、部件中的(de)(de)(de)應(ying)用總結(jie)于表(biao)1-1。


表 1.jpg


 由表中關系方程可(ke)以看出:除疲勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)外(wai),其他各性(xing)能均正(zheng)比于板(ban)(ban)(ban)材厚度(du)(du)(du)(du)和(he)相應的(de)(de)材料(liao)性(xing)能(抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)、流變(bian)應力和(he)彈性(xing)模(mo)量(liang))。如(ru)果(guo)材料(liao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)提(ti)(ti)高,在所要求的(de)(de)性(xing)能不變(bian)或(huo)(huo)略有(you)提(ti)(ti)高的(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下,則(ze)板(ban)(ban)(ban)材構(gou)件(jian)(jian)厚度(du)(du)(du)(du)可(ke)以減(jian)(jian)薄(bo),因(yin)而可(ke)以降低構(gou)件(jian)(jian)重量(liang)。以承受(shou)大變(bian)形的(de)(de)保(bao)險(xian)(xian)杠加強(qiang)(qiang)(qiang)體為例,該零件(jian)(jian)在使用中承受(shou)大的(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)載荷,希望具(ju)有(you)較(jiao)高的(de)(de)壓潰強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)。厚度(du)(du)(du)(du)、強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)和(he)壓潰強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)之間的(de)(de)關系方程為P.cct(σb)”,n=1/2如(ru)以厚度(du)(du)(du)(du)t=5mm的(de)(de)普通碳鋼(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao)(zao),設低碳鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)σb=280 MPa,則(ze)P,=84K(K為常數);如(ru)采用強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)σb=430 MPa的(de)(de)SAE950X制(zhi)造(zao)(zao),P.保(bao)持不變(bian),則(ze)厚度(du)(du)(du)(du)可(ke)減(jian)(jian)為4mm或(huo)(huo)重量(liang)可(ke)降低20%;如(ru)采用σb=600 MPa的(de)(de)SAE980X制(zhi)造(zao)(zao),P,不變(bian),則(ze)厚度(du)(du)(du)(du)可(ke)減(jian)(jian)至3.4mm,重量(liang)可(ke)減(jian)(jian)少30%;如(ru)仍用SAE980X制(zhi)造(zao)(zao),但重量(liang)只降低20%,則(ze)P.可(ke)提(ti)(ti)高到98K.這個例子(zi)說明了采用高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)優(you)越性(xing)。這和(he)文獻中所列的(de)(de)采用屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)為350 MPa的(de)(de)HSLA鋼(gang)(gang)(gang)代替低碳鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)分別使前(qian)梁、發動機支架(jia)、保(bao)險(xian)(xian)杠加強(qiang)(qiang)(qiang)體、保(bao)險(xian)(xian)杠、門(men)、發動機內外(wai)蓋板(ban)(ban)(ban)等(deng)構(gou)件(jian)(jian)板(ban)(ban)(ban)厚減(jian)(jian)少15%~25%的(de)(de)計(ji)算結(jie)果(guo)是一(yi)致的(de)(de)。因(yin)此,采用高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)制(zhi)造(zao)(zao)車身構(gou)件(jian)(jian),可(ke)以減(jian)(jian)少板(ban)(ban)(ban)材厚度(du)(du)(du)(du),降低構(gou)件(jian)(jian)重量(liang),從而節(jie)約(yue)行駛油耗,并(bing)保(bao)證安全運輸。


文獻指出:采用(yong)高(gao)強度(du)鋼(gang)和先進高(gao)強度(du)鋼(gang),還(huan)有利于(yu)提高(gao)乘用(yong)車白(bai)車身的彎曲剛(gang)度(du)、扭轉剛(gang)度(du)以及(ji)相應(ying)的振(zhen)動(dong)頻(pin)率,從而有利于(yu)降低白(bai)車身的NVH性能。