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为什么轻量化?打破安全,舒适的汽车和燃油效率之间的平衡

日期: 2018-03-02
浏览次数: 122

由3M Storyteller的Sue Casement撰写

  • 改变时代意味着需求的变化 曾经有一段时间,人们实际上驾驶没有GPS,侧安全气囊或座椅加热器的汽车。

    现在,这是一个罕见的。当我们从A点前进到B点时,我们期待着很多生物的舒适。

    这些功能 - 强大的发动机,增加的安全性,宽敞度,更好的气候控制和更少的道路噪音 - 通常会增加我们的车辆的重量。我们也想要更好的油耗。政府正在采取措施,通过制定限制排放的法规来确保良好的空气质量。这对运输行业来说是一个巨大的挑战 - 不断提高效率,同时保持我们的汽车,卡车和飞机的安全和舒适。

    运输制造商正在关注解决方案:提高发动机的效率,实施电气化,优化车身空气动力学,降低所有运输方式下的部件重量。

  • 为什么轻量化?打破安全,舒适的汽车和燃油效率之间的平衡
    来源:Brookings.edu

    为什么轻型车辆如此重要?

    低排放和高效车辆的需求主要受大趋势的驱动 - 持续影响全球经济和社会的力量。政府在运输和排放方面的一些趋势包括城市化,经济增长和空气质量监管。

    城市化正在影响世界上的每个地区,但发展中国家将会看到最大的影响。越来越多的人生活在城市中,而这种趋势预计只会增加。据UN.org报道,目前约有55%的人生活在城市地区。向城市化的趋势预计将持续到未来。很可能会有更多的城市,我们期待看到更多的超大城市 - 拥有超过1000万人口的城市地区。世界上目前有31个大城市。超过3800万人呼吁日本东京回家。印度德里拥有2600万以上的人口,2400万居民生活在中国上海。到2030年,预计将有10个城市加入特大城市名单。

    许多人为了更好地获得工作和教育而搬到城市。随着经济的增长,中产阶级也在增长。在19世纪,工业革命引起了西欧和美国中产阶级的大幅增长。今天,新兴经济体尤其是亚洲地区正在发生这种趋势。据布鲁金斯大学统计,全球中产阶级目前约有32亿人口,到2022年这一数字很可能会增长到42亿。中产阶级家庭往往旅行更多,因为他们获得更多财富 - 无论是通过航空还是土地 -许多人的重要目标是购买他们自己的汽车。

  • 为什么轻量化?打破安全,舒适的汽车和燃油效率之间的平衡

    气候风险

    随着越来越多的人聚集在城市中心,并且随着越来越多的人开车,政府有更大的推动力来抵消这些变化带来的影响。一个首要问题是空气质量和气候风险管理,主要关注减少温室气体排放量。

    根据环境保护署的资料,交通运输业在美国温室气体排放量的 27%,全球约占14%。许多国家的政府都通过立法减少温室气体排放和,尤其是二氧化碳,或二氧化碳,以抵消气候风险2 -导致的全球气候变暖问题的63%。“ 巴黎协定”  是2015年达成的一项国际协议,旨在应对全球气候变化的威胁。各国同意制定自己的减排目标。

    巴西,加拿大,中国,欧盟,印度,日本,墨西哥,韩国和美国等9个全球性政府已经制定或计划制定车辆排放标准这代表了目前全世界约80%的车辆正在销售。

    欧盟设定了一个目标,即到2030年将包括运输在内的所有部门的二氧化碳排放量从1990年到2020年减少20%和40%。

    美国几十年来一直在推动乘用车燃油效率的提高,主要是为了减少对石油进口的依赖。美国公司的平均燃油经济性(或CAFE)标准最初于1975年颁布。国会在2007年更新了美国的燃油经济法规。

    有些国家正计划在新车上投放零排放。十几个国家和几个美国州已经制定了销售电动汽车的目标作为这一领域的领导者,挪威希望到2025年仅销售零排放乘用车,印度希望到2030年仅售出电动汽车。

    让汽车更节能的一个答案是让它们更轻。加速轻型车辆比加速轻型车辆需要更少的能源,因此轻量级材料是一个明确的解决方案。据美国能源部车辆技术办公室称,车重减少10%可以使燃油经济性提高6%至8%。无论汽车是通过燃气还是电力,还是其他能源,都需要高效率和轻质材料。

 

 

为什么轻量化?打破安全,舒适的汽车和燃油效率之间的平衡
3M™玻璃泡如何节省塑料重量

 

 

  • 我们将如何到达那里?

    运输制造商如何做到这一点?他们将如何平衡创造低排放,省油的轻型车辆,以及消费者对安全,舒适和经济实惠车辆的期望值的不断提高?通过寻找新的方式来创造它们。

    部分答案是利用新技术并在身体结构中使用不同的材料。工程师不断寻找最佳性能,如强度,刚度和易于成型,同时考虑到成本,安全性和制造的简易性。他们一直限制使用高强度钢材,将其保留在保险杠和加强梁等部件中。原始设备制造商(或OEM)在整个车辆中使用轻质材料,如铝,钢合金,塑料和碳纤维。

  • 为什么轻量化?打破安全,舒适的汽车和燃油效率之间的平衡

    减轻汽车重量并减轻汽车零件的一种方法是使用高强度玻璃泡沫来制造汽车部件。早在20世纪80年代,汽车制造商一直在为模塑复合材料添加玻璃泡以减轻其重量。技术不断发展,制造商们不断寻找新方法,在不同组件中使用各种各样的气泡。它们用在整个车内,从方向盘到引擎盖。

    另一种节省重量的解决方案是通过涂料和薄膜。一些汽车设计包括高比例的玻璃,尤其是带有天窗的玻璃。通过使玻璃更坚固耐用,薄膜允许更薄的玻璃 - 意味着更轻的重量。玻璃和外部的其他地区电影也能反射热量,让你在驾驶时更加舒适,并且不需要依靠重型空调器让你凉爽。

    汽车制造商还通过在更小的空间内包装更多的动力来提高效率。摩擦更大,滑动更小的部件效率更高,并且可传递更高的扭矩负载。秘密?钻石。通过嵌入镶嵌在表面上的钻石,工程师可以在汽车的某些部位(如曲轴和凸轮轴)搭建轻量且紧凑的摩擦垫片

    您可能想知道轻型车辆是否与旧款重型车辆一样安全。随着建筑技术和驾驶辅助功能的进步,汽车越来越可能轻便安全。许多复合材料,如用高强度玻璃泡制成的材料,或用超耐用制造商批准的胶带粘合的材料,可以帮助照亮车辆,同时保持物理完整性。先进的安全功能已经上市,包括在自动驾驶车辆后面使用该技术的第一步。驾驶员可以通过车道漂移检测和避免碰撞制动来获得车辆的帮助。

 

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