自20世紀70年代中(zhong)期以(yi)來,世界(jie)上主要工業化國(guo)家,汽(qi)(qi)(qi)車(che)尤其是(shi)小汽(qi)(qi)(qi)車(che)的生(sheng)產迅速(su)發展。以(yi)美國(guo)為(wei)例,1975年小汽(qi)(qi)(qi)車(che)產量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)898.7萬輛(liang)(liang)(liang),汽(qi)(qi)(qi)車(che)保(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)1.327億(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang);到(dao)1985年,汽(qi)(qi)(qi)車(che)產量(liang)(liang)(liang)(liang)上升到(dao)1165.4萬輛(liang)(liang)(liang),其中(zhong)轎車(che)達818萬輛(liang)(liang)(liang),汽(qi)(qi)(qi)車(che)保(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)達1.686億(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang)。1985年全世界(jie)汽(qi)(qi)(qi)車(che)總產量(liang)(liang)(liang)(liang)達4503萬輛(liang)(liang)(liang),保(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)達4.71億(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang)。
2005年(nian)美(mei)國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)(da)1202萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),全世界(jie)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)總(zong)產(chan)量(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)(da)6772萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),保(bao)(bao)(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)(da)6.5億(yi)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。2000年(nian)以(yi)后(hou),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)發展進(jin)入(ru)了(le)(le)快車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)道,每(mei)年(nian)都(dou)以(yi)兩(liang)位數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)率增(zeng)長,2006年(nian),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)(da)728萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),產(chan)量(liang)(liang)已(yi)(yi)位于(yu)(yu)世界(jie)第三(san),銷(xiao)(xiao)量(liang)(liang)處世界(jie)第二(er),而(er)2007年(nian)產(chan)量(liang)(liang)已(yi)(yi)超(chao)(chao)(chao)過880萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),如果加(jia)(jia)(jia)上農用車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)可(ke)超(chao)(chao)(chao)過1000萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),產(chan)、銷(xiao)(xiao)量(liang)(liang)穩居世界(jie)第二(er),而(er)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)超(chao)(chao)(chao)過5000萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。預計到(dao)2020年(nian),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)家(jia)庭轎車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)有(you)望超(chao)(chao)(chao)過1億(yi)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)將超(chao)(chao)(chao)過1.6億(yi)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。按(an)2003年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)統計,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)每(mei)千人(ren)(ren)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擁有(you)量(liang)(liang)僅為15輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),美(mei)國(guo)(guo)(guo)已(yi)(yi)達(da)(da)(da)(da)(da)850輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)發展,產(chan)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao),產(chan)生(sheng)三(san)個(ge)主要(yao)問題。其一(yi)是(shi)(shi)能耗(hao)加(jia)(jia)(jia)大(da),2003年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)已(yi)(yi)達(da)(da)(da)(da)(da)6000萬(wan)(wan)(wan)噸,2005年(nian)已(yi)(yi)達(da)(da)(da)(da)(da)1.3億(yi)噸,2010年(nian)可(ke)能會達(da)(da)(da)(da)(da)到(dao)2.7億(yi)噸;降低(di)燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)已(yi)(yi)成各國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)當(dang)務之(zhi)急。二(er)是(shi)(shi)環保(bao)(bao)(bao)(bao)和排(pai)放(fang)污染加(jia)(jia)(jia)重(zhong),燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)增(zeng)加(jia)(jia)(jia),必然帶(dai)來排(pai)放(fang)污染增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。在通(tong)常(chang)情況(kuang)下,按(an)滿足歐II排(pai)放(fang)標準,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)每(mei)消耗(hao)1噸燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you),將會排(pai)放(fang)二(er)氧化碳 2000 kg,NO,44.09 kg,微粒1kg,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)排(pai)放(fang)污染也(ye)(ye)是(shi)(shi)驚人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。三(san)是(shi)(shi)安全交(jiao)通(tong)事(shi)故增(zeng)加(jia)(jia)(jia),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)每(mei)年(nian)因交(jiao)通(tong)事(shi)故而(er)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傷亡(wang)人(ren)(ren)數高(gao)達(da)(da)(da)(da)(da)20萬(wan)(wan)(wan)人(ren)(ren)/年(nian),即(ji)百萬(wan)(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)死亡(wang)人(ren)(ren)數高(gao)達(da)(da)(da)(da)(da)0.5萬(wan)(wan)(wan)人(ren)(ren)。為保(bao)(bao)(bao)(bao)證汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工(gong)業(ye)健康發展,各國(guo)(guo)(guo)都(dou)制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規(gui)(gui)(gui)。首先是(shi)(shi)如何減少汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)(you)(you)耗(hao),節約能源。能耗(hao)問題首次變(bian)得尖(jian)銳源于(yu)(yu)20世紀70年(nian)代(dai)初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)石油(you)(you)(you)(you)危(wei)機,石油(you)(you)(you)(you)供應短缺和價格猛漲,迫使一(yi)些(xie)國(guo)(guo)(guo)家(jia)采取相(xiang)應對(dui)策(ce)。70年(nian)代(dai)末(mo),美(mei)國(guo)(guo)(guo)和日(ri)本(ben)相(xiang)繼制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)內容類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能源政策(ce)。美(mei)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)公(gong)(gong)司平(ping)均油(you)(you)(you)(you)耗(hao)法(fa)(fa)(CAFé)要(yao)求各汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)廠(chang)生(sheng)產(chan)銷(xiao)(xiao)售(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均油(you)(you)(you)(you)耗(hao)為:1978年(nian)為7.61 km/L(18mile/gal),1980年(nian)為8.46 km/L(20mile/gal),1985 年(nian)為11.67 km/L(27. 6mile/gal).在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)(you)(you)價持續(xu)攀升的(de)(de)(de)(de)(de)(de)今天,這一(yi)法(fa)(fa)規(gui)(gui)(gui)更加(jia)(jia)(jia)嚴格。在美(mei)國(guo)(guo)(guo),當(dang)某車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型不(bu)(bu)(bu)能滿足CAFé規(gui)(gui)(gui)定(ding)(ding)(ding)時,該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)將受到(dao)高(gao)額(e)罰款,該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)買主也(ye)(ye)將被(bei)征(zheng)收汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)超(chao)(chao)(chao)標稅(shui),汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)超(chao)(chao)(chao)標稅(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)起征(zheng)點為9.52km/L(22.5mile/gal);這一(yi)指標將對(dui)整個(ge)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)設(she)計用材(cai)及其生(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)重(zhong)大(da)影響;日(ri)本(ben)也(ye)(ye)于(yu)(yu)1999年(nian)規(gui)(gui)(gui)定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)耗(hao)限值(zhi),該限值(zhi)依(yi)據車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裝備質(zhi)量(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)同,車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)驅動形(xing)(xing)式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同,以(yi)及變(bian)速(su)箱(xiang)形(xing)(xing)式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同而(er)改變(bian);盡管(guan)歐洲尚無燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)(gui)(gui)定(ding)(ding)(ding),但CEE規(gui)(gui)(gui)定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測試方法(fa)(fa),政府公(gong)(gong)布每(mei)種車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實測燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao),引導用戶(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)購車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)意向;中(zhong)國(guo)(guo)(guo)也(ye)(ye)于(yu)(yu)2003年(nian)制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)(ding)并實施(shi)了(le)(le)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)燃(ran)(ran)料消耗(hao)量(liang)(liang)限值(zhi)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規(gui)(gui)(gui)。
汽車(che)(che)數量增(zeng)(zeng)多,車(che)(che)速增(zeng)(zeng)高,車(che)(che)禍增(zeng)(zeng)多。為保(bao)證人(ren)員(yuan)(yuan)和(he)車(che)(che)輛安全,美(mei)國在(zai)1966年(nian)制(zhi)定(ding)(ding)(ding)了(le)聯邦汽車(che)(che)安全標(biao)(biao)準(Federal Motor Vehicle Safety Standard)[2].這個標(biao)(biao)準的(de)內容在(zai)技(ji)術(shu)上逐年(nian)加嚴(yan)(yan)。此外(wai),1970年(nian),美(mei)國、日本與西歐各國共同制(zhi)定(ding)(ding)(ding)了(le)安全實(shi)(shi)驗(yan)車(che)(che)(Experimental Safety Vehicle)計劃,并進(jin)行了(le)幾(ji)年(nian)的(de)研究(jiu)試(shi)制(zhi)和(he)國際交流,從而得出,保(bao)證安全的(de)一個重要(yao)措施(shi)是汽車(che)(che)構造和(he)構件要(yao)顯著增(zeng)(zeng)強(qiang)。例(li)如,美(mei)國規(gui)(gui)定(ding)(ding)(ding)汽車(che)(che)的(de)前(qian)保(bao)險(xian)杠必(bi)須承受(shou)在(zai)8.05 km/h(5mile/h)車(che)(che)速下的(de)撞(zhuang)(zhuang)擊無任何永(yong)久變形(xing)。近(jin)年(nian)來(lai),安全法規(gui)(gui)逐年(nian)嚴(yan)(yan)格,基于有關單(dan)位(wei)的(de)統計報(bao)告,在(zai)車(che)(che)輛碰撞(zhuang)(zhuang)事故中,正(zheng)面碰撞(zhuang)(zhuang)占49%,側(ce)面碰撞(zhuang)(zhuang)占25%,追尾(wei)(即(ji)后碰)占22%.雖然側(ce)碰比(bi)例(li)較少,但人(ren)員(yuan)(yuan)傷害最嚴(yan)(yan)重。歐美(mei)除制(zhi)定(ding)(ding)(ding)了(le)正(zheng)碰法規(gui)(gui)FMVSS208 和(he)ECE R94外(wai),還(huan)制(zhi)定(ding)(ding)(ding)了(le)側(ce)面碰撞(zhuang)(zhuang)法規(gui)(gui) FMVSS214 和(he)ECE R95,我國2004年(nian)6月(yue)1日起實(shi)(shi)施(shi)正(zheng)撞(zhuang)(zhuang)法規(gui)(gui),2006年(nian)7月(yue)1日起正(zheng)式實(shi)(shi)施(shi)側(ce)碰法規(gui)(gui)。
為降低排(pai)放(fang)(fang)(fang),歐(ou)美均先后制定了(le)相關的(de)排(pai)放(fang)(fang)(fang)法規(gui)。歐(ou)洲1993年(nian)開始實施(shi)(shi)(shi)歐(ou)I排(pai)放(fang)(fang)(fang)標準(zhun),1997年(nian)實施(shi)(shi)(shi)歐(ou)II,2000年(nian)實施(shi)(shi)(shi)歐(ou)II,2004年(nian)實施(shi)(shi)(shi)歐(ou)IV;美國于1993年(nian)制定了(le)類同歐(ou)I的(de)排(pai)放(fang)(fang)(fang)標準(zhun),同時提出了(le)過渡低排(pai)放(fang)(fang)(fang)汽(qi)車(TLEV)、低排(pai)放(fang)(fang)(fang)汽(qi)車(LEV)和超低排(pai)放(fang)(fang)(fang)汽(qi)車(ULEV)排(pai)放(fang)(fang)(fang)標準(zhun),對汽(qi)車排(pai)放(fang)(fang)(fang)提出了(le)更高的(de)要求;我國目前已(yi)全面(mian)實施(shi)(shi)(shi)歐(ou)II排(pai)放(fang)(fang)(fang)標準(zhun),2006年(nian)7月1日起,部(bu)分城市實施(shi)(shi)(shi)歐(ou)I排(pai)放(fang)(fang)(fang)標準(zhun)。
降(jiang)(jiang)低(di)汽(qi)車油(you)耗雖然可以通過提(ti)高(gao)發(fa)動機(ji)效率、增加傳動效率、減(jian)少運行阻(zu)力(li)等方(fang)法,但(dan)是根據汽(qi)車油(you)耗和(he)汽(qi)車重(zhong)量成線性關系的試驗結果(guo)(guo)。,如果(guo)(guo)汽(qi)車自(zi)重(zhong)降(jiang)(jiang)低(di)10%,在其他(ta)條件不(bu)變的情(qing)況下,則可使汽(qi)車油(you)耗降(jiang)(jiang)低(di)8%,排放降(jiang)(jiang)低(di)4%,可見,降(jiang)(jiang)低(di)汽(qi)車自(zi)重(zhong)是降(jiang)(jiang)低(di)汽(qi)車油(you)耗的簡單有效的方(fang)法。
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。

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:

方程1-6表明:汽車(che)的運動(dong)阻力與汽車(che)質(zhi)量密切(qie)相關,通常當(dang)車(che)型設計完成(cheng)后(hou),風阻便可固(gu)定(ding),則(ze)車子(zi)的運(yun)行阻力(也即燃油消耗)與車子(zi)的自身質量呈線性關系。
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)趣的是(shi)(shi),降低燃油消耗和排放,要求汽車(che)(che)輕量(liang)化,降低自(zi)(zi)重;而(er)近年來,由于(yu)汽車(che)(che)功能提升,安(an)(an)全性(xing)增(zeng)加,舒適(shi)性(xing)改善,增(zeng)加了許多安(an)(an)全件(jian)、自(zi)(zi)動化附(fu)件(jian)和相關的舒適(shi)性(xing)附(fu)件(jian),這些又使汽車(che)(che)自(zi)(zi)重有(you)增(zeng)加的趨(qu)勢。但(dan)是(shi)(shi),如果不是(shi)(shi)輕量(liang)化材料和技術的應用,汽車(che)(che)自(zi)(zi)重的增(zeng)加量(liang)將會更大(da),汽車(che)(che)自(zi)(zi)重變化的趨(qu)墊見圖1-2。

減(jian)輕(qing)汽車自重可以(yi)采(cai)用(yong)密(mi)度低的(de)鋁合(he)(he)金、塑(su)料(liao)(liao)(liao)以(yi)及纖維(wei)增強(qiang)復(fu)(fu)合(he)(he)材料(liao)(liao)(liao)。但這為(wei)些(xie)材料(liao)(liao)(liao)與低合(he)(he)金高強(qiang)度鋼相(xiang)比,尤其和近(jin)年(nian)發(fa)展的(de)先進(jin)(jin)高強(qiang)度鋼相(xiang)比,不只制造過程(cheng)耗(hao)能(neng)多(duo)、工藝復(fu)(fu)雜,而且現階段(duan)的(de)價格也(ye)較高。根據(ju)我國(guo)及美國(guo)有(you)關部門(men)進(jin)(jin)行(xing)的(de)德爾菲(Delphi)預測(ce),為(wei)了減(jian)少(shao)能(neng)源消耗(hao),汽車工業(ye)用(yong)材近(jin)期(qi)仍以(yi)鋼為(wei)主,中期(qi)可能(neng)發(fa)展鋁合(he)(he)金,遠期(qi)才發(fa)展工程(cheng)塑(su)料(liao)(liao)(liao)和復(fu)(fu)合(he)(he)材料(liao)(liao)(liao)。這和Compoton.對美國(guo)汽車材料(liao)(liao)(liao)使用(yong)的(de)預測(ce)是一致的(de)。1970年(nian)Compoton指出(chu),即(ji)使到1985年(nian),汽車工業(ye)中鋼鐵的(de)用(yong)量還(huan)會占70%以(yi)上(shang),而且高強(qiang)度鋼材的(de)用(yong)量會有(you)顯著增加。
2001年美國典型家(jia)庭(ting)轎車用(yong)材的(de)(de)構(gou)成:鋼(gang)54%,鑄鐵10%,鋁合金8%,橡膠和(he)玻璃7%,鎂合金0.3%,其(qi)他(ta)12.7%,而(er)高(gao)強度鋼(gang)的(de)(de)用(yong)量(liang)迅速增(zeng)加,在國際鋼(gang)鐵協會組(zu)織(zhi)的(de)(de)全世界(jie)34家(jia)鋼(gang)鐵公司和(he)相(xiang)關(guan)汽車行(xing)業的(de)(de)輕量(liang)化項(xiang)目ULSABAVC白車身(BIW)的(de)(de)開發中,高(gao)強度鋼(gang)用(yong)量(liang)已達(da)90%以上,這些數(shu)據和(he)上述的(de)(de)預測趨勢相(xiang)一致。
在(zai)(zai)一部(bu)汽(qi)(qi)車(che)中(zhong)(zhong),鋼板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)質量占車(che)體材料的(de)(de)83%以上。因此,采用低(di)合(he)金高強(qiang)(qiang)度(du)鋼板(ban)(ban)(ban)代(dai)替傳(chuan)統的(de)(de)低(di)碳鋼板(ban)(ban)(ban),對(dui)減輕汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)、降低(di)油耗、提高汽(qi)(qi)車(che)構(gou)件(jian)(jian)強(qiang)(qiang)度(du)、保證安全行駛都具有(you)重(zhong)要(yao)的(de)(de)意義。正(zheng)如Nitto等人在(zai)(zai)1981年(nian)所指出(chu)的(de)(de):“現(xian)在(zai)(zai)可以毫不夸張地說,如何利用高強(qiang)(qiang)度(du)鋼板(ban)(ban)(ban)已經(jing)成為影響80年(nian)代(dai)小汽(qi)(qi)車(che)制造全局的(de)(de)關鍵(jian)技(ji)術問(wen)題。”基(ji)于(yu)(yu)最近幾年(nian)的(de)(de)試驗結果和(he)所進行的(de)(de)理論(lun)分(fen)析,高強(qiang)(qiang)度(du)鋼板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)應用及其(qi)在(zai)(zai)各類汽(qi)(qi)車(che)零(ling)、部(bu)件(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)應用總(zong)結于(yu)(yu)表1-1。

由表中(zhong)關(guan)系(xi)方(fang)程(cheng)可(ke)以(yi)看出:除疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)外(wai),其他(ta)各性(xing)能(neng)均正比于板(ban)(ban)材厚(hou)(hou)度(du)(du)和相應的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)、流變(bian)應力和彈性(xing)模(mo)量(liang))。如(ru)果(guo)材料(liao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)提高(gao),在(zai)所(suo)(suo)要求的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)不變(bian)或略有提高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提下,則板(ban)(ban)材構(gou)件(jian)(jian)厚(hou)(hou)度(du)(du)可(ke)以(yi)減薄,因而(er)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)(di)(di)構(gou)件(jian)(jian)重量(liang)。以(yi)承受大變(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)險(xian)(xian)杠加強(qiang)(qiang)體(ti)為例,該零件(jian)(jian)在(zai)使用(yong)(yong)(yong)中(zhong)承受大的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊載荷,希望(wang)具有較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)潰(kui)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。厚(hou)(hou)度(du)(du)、強(qiang)(qiang)度(du)(du)和壓(ya)潰(kui)強(qiang)(qiang)度(du)(du)之間的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)方(fang)程(cheng)為P.cct(σb)”,n=1/2如(ru)以(yi)厚(hou)(hou)度(du)(du)t=5mm的(de)(de)(de)(de)(de)普通碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao),設低(di)(di)(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)σb=280 MPa,則P,=84K(K為常數);如(ru)采用(yong)(yong)(yong)強(qiang)(qiang)度(du)(du)σb=430 MPa的(de)(de)(de)(de)(de)SAE950X制(zhi)(zhi)造(zao),P.保(bao)(bao)持不變(bian),則厚(hou)(hou)度(du)(du)可(ke)減為4mm或重量(liang)可(ke)降(jiang)低(di)(di)(di)20%;如(ru)采用(yong)(yong)(yong)σb=600 MPa的(de)(de)(de)(de)(de)SAE980X制(zhi)(zhi)造(zao),P,不變(bian),則厚(hou)(hou)度(du)(du)可(ke)減至3.4mm,重量(liang)可(ke)減少(shao)30%;如(ru)仍用(yong)(yong)(yong)SAE980X制(zhi)(zhi)造(zao),但重量(liang)只降(jiang)低(di)(di)(di)20%,則P.可(ke)提高(gao)到98K.這個例子說明了采用(yong)(yong)(yong)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)優越(yue)性(xing)。這和文獻中(zhong)所(suo)(suo)列的(de)(de)(de)(de)(de)采用(yong)(yong)(yong)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)為350 MPa的(de)(de)(de)(de)(de)HSLA鋼(gang)(gang)代替低(di)(di)(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)可(ke)分(fen)別(bie)使前(qian)梁、發動(dong)機(ji)支(zhi)架(jia)、保(bao)(bao)險(xian)(xian)杠加強(qiang)(qiang)體(ti)、保(bao)(bao)險(xian)(xian)杠、門(men)、發動(dong)機(ji)內(nei)外(wai)蓋板(ban)(ban)等構(gou)件(jian)(jian)板(ban)(ban)厚(hou)(hou)減少(shao)15%~25%的(de)(de)(de)(de)(de)計算結(jie)果(guo)是一致的(de)(de)(de)(de)(de)。因此,采用(yong)(yong)(yong)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)制(zhi)(zhi)造(zao)車身構(gou)件(jian)(jian),可(ke)以(yi)減少(shao)板(ban)(ban)材厚(hou)(hou)度(du)(du),降(jiang)低(di)(di)(di)構(gou)件(jian)(jian)重量(liang),從而(er)節約(yue)行駛(shi)油耗,并保(bao)(bao)證安全運輸(shu)。
文(wen)獻指出(chu):采用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)和先(xian)進高(gao)強(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang),還有(you)利于(yu)提高(gao)乘用(yong)車白車身的(de)彎曲剛度(du)(du)、扭轉剛度(du)(du)以及(ji)相應(ying)的(de)振動頻率,從(cong)而有(you)利于(yu)降低白車身的(de)NVH性(xing)能。

