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多材料輕量化汽車研究

輕量化材料的應(yīng)用能夠有效減輕車輛的質(zhì)量和減少燃料消耗，有利于環(huán)境保護(hù)。研究表明，車輛質(zhì)量減輕10％，將有效改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性6％～8％。生命周期評價(jià)（LCA）模型表明，燃油經(jīng)濟(jì)性改善約58％與發(fā)動(dòng)機(jī)“瘦身”有關(guān)，42％與減輕車身質(zhì)量有關(guān)。車輛輕量化帶來的燃料消耗減少主要?dú)w功于發(fā)動(dòng)機(jī)小型化和車身質(zhì)量的減輕。

美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）和國家公路交通安全管理局（NHTSA）制定了相關(guān)規(guī)定以進(jìn)一步減少溫室氣體排放。EPA規(guī)定，輕型車輛CO2排放標(biāo)準(zhǔn)為163g/km。EPA的規(guī)定以及全球環(huán)境問題的共識為輕量化汽車制造所需的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了動(dòng)力，同時(shí)也推動(dòng)了輕型載貨車市場容量的擴(kuò)大。

輕量化是減少燃料消耗、降低CO2排放的主要手段之一。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，提高燃燒效率和傳動(dòng)效率，進(jìn)而降低氣動(dòng)阻力和滾動(dòng)阻力，是改善燃油經(jīng)濟(jì)性、保護(hù)環(huán)境的重要方法。多材料輕量化汽車（MMLV）的設(shè)計(jì)能夠減輕C、D級5座轎車質(zhì)量364kg，與2013年型福特Fusion車輛相比質(zhì)量減輕了23.3％，這主要是因?yàn)槠嚱Y(jié)構(gòu)和零部件使用鋁、鋼、碳纖維和鎂混合輕質(zhì)材料的緣故。輕質(zhì)材料汽車中使用小型發(fā)動(dòng)機(jī)可進(jìn)一步改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

Timothy W. Skszek et al. SAE 2015-01-0407.

編譯：王維