在很多人的眼中,车身重量与安全性能是紧密挂钩的,车轻就等于不安全,而车重多少会给人带来些许安全感。事实上,在汽车轻量化成为社会和行业共同呼唤的当下,车身重量与安全性能之间早已不是线性的对应关系,遵循轻量化设计原则的汽车安全性能同样可以很好,“车轻=不安全”是一个很大的认识误区。
图注:捷豹XFL的铝制车身框架
首先我们必须强调一点,我们所说的汽车轻量化和偷工减料产生的“轻量化”是两码事,不要将二者混为一谈。汽车轻量化是在保证汽车的强度和安全性能的前提下通过技术手段对汽车整备质量进行减重的一种先进制造技术,偷工减料减重不是轻量化。具体而言,汽车轻量化可以通过三大主要途径来实现:优化车身结构设计、应用轻量化材料和采用先进制造工艺。
图注:1996款迈凯伦F1是全世界首款采用碳纤维复合材料车身的汽车
优化结构设计主要通过CAD(计算机辅助设计)和CAE(计算机辅助工程)这两项技术来实现对车身结构的优化设计,在保证功能性和可靠性的前提下对车身结构、零部件进行的轻量化设计,进而达到减少不必要的结构重量和零部件冗余的目的,最终实现根本性的结构减重。
图注:阿尔法罗密欧4C底盘大量应用了碳纤维复合材料与铝合金材料,整车重量不到一吨
应用轻量化材料我们已经提过很多次了,这也是目前汽车轻量化设计中争议最大的部分。当前汽车轻量化设计中应有最多的材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金以及碳纤维复合材料,上述几种材料的一个共性就是强度高而重量轻。举个例子,应用高强度铝制框架和碳纤维复合材料制成的阿尔法罗密欧4C超跑整备质量仅为850千克,要比市面上主流的A0级小型车还要轻100—200千克。就轻量化材料的实际安全表现来看,目前应用铝合金材料制造的量产型乘用车碰撞测试表现均十分出色,捷豹XF等车型均在E—NCAP的碰撞测试中取得了5星安全成绩,而其车重能控制在1.6吨以内,仅比科鲁兹重了不到300千克,所以轻量化材料的安全性是不存在问题的。
图注:奔驰C63的碳纤维复合材质后包围特写
再说制造工艺,汽车轻量化设计采用的先进制造工艺主要包括激光焊接、液压成型、喷射成型、自冲铆接等,上述制造工艺不仅能在减少零件数量和重量方面起到非常重要的作用,而且接合强度也比传统焊接工艺更高,结构强度和行驶稳定性相应地也更加出色。
图注:铝合金车身装配过程
综上所述,汽车轻量化设计对汽车安全性能的影响并非负面的,恰恰相反,轻量化设计有助于提升汽车的被动安全性能。只不过由于传统的“车身越重越安全”认知以及某些车企偷工减料的做法,人们对轻量化的汽车安全性能始终不能放心,未来随着全铝车身技术的成熟以及轻量化材料成本的下降,人们对于轻量化汽车的认识也会慢慢改变,“车轻=不安全”总有一天会被扔进谬误的垃圾堆。