“工程塑料+金屬材料”的混合結(jié)構(gòu),最大的優(yōu)點當(dāng)然是輕。特斯拉Model3的前端框架就采用了這種材質(zhì)的“π”字型結(jié)構(gòu),重量從鈑金材質(zhì)的5.2kg直接降到2.3Kg。
對于Model3這樣的純電動車型而言,類似“挖空心思”的偷輕減重手法,目的不僅僅在于降低車頭的荷載以提升操控,更輕的車重更能有效提升續(xù)航里程。
前端框架的主要作用是固定中冷器、冷凝器等負(fù)責(zé)散熱的零件,當(dāng)然有時還會用于固定大燈等其他配件。上圖便是前端框架與其對手件的裝配情況。
那有沒有可能更進一步,把工程塑料運用到更需要減重的部件上,比方說懸架呢?
畢竟懸架的輕量化,不僅有利于降低油耗或電耗,減小的簧下質(zhì)量可以帶來大幅的操控性提高。
使用工程塑料最直觀的優(yōu)勢,懸架變輕了。
以沃爾沃S90為例,因為板簧比螺旋彈簧輕,相當(dāng)于降低了簧下質(zhì)量,懸掛系統(tǒng)得以具備更好的動態(tài)響應(yīng)。另外板簧還有效降低了汽車振動,改善了NVH性能,同時還讓后備箱空間變得更大。
只是這些優(yōu)勢并不足以打消消費者的疑慮,畢竟“塑料”這個詞多少會讓人有些發(fā)怵:它的強度會不會減弱、抗疲勞能力和抗撞擊能力又能否達(dá)標(biāo)?
就發(fā)展趨勢看,汽車底盤用料確實在朝著輕量化方向發(fā)展,比如早期的控制臂多采用鑄鐵、鑄鋼或鋼板沖壓焊接制成。
隨著計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)的提高,鋁合金在強度上的劣勢可以被經(jīng)過優(yōu)化的造型和制造技術(shù)彌補,在中高端車型市場,鍛造和鑄造鋁合金控制臂正在逐步替代鋼和鑄鐵控制臂。
“工程塑料+金屬材料”的混合結(jié)構(gòu)則是更進一步,確實是很有創(chuàng)造力的展現(xiàn)。
“PA6”是尼龍的一種,介紹是說它有著比較好的機械強度、剛度、韌性和耐磨性,常常用于機械結(jié)構(gòu)零部件;“GF50”代表了玻纖含量為50%,加入它的目的是增強機械性能,不過玻纖百分比越大強度也越大,但材料的韌性就會變差。
至于結(jié)構(gòu)設(shè)計更是不用說,工程塑料與鋼板的配合如何達(dá)到最佳狀態(tài)要反復(fù)的仿真和實際測試。
而鍛造和鑄造鋁合金工藝技術(shù)已經(jīng)成熟,整體質(zhì)量表現(xiàn)更穩(wěn)定。加之懸架結(jié)構(gòu)的重點,在大部分人看來,舒適性、駕控感還是得排在穩(wěn)定性和耐久性之后。