傳統(tǒng)的一體式車架其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于大量生產(chǎn)成本相對(duì)較低，擁有較強(qiáng)的空間效能同時(shí)撞擊保護(hù)能力較強(qiáng)。缺點(diǎn)是車身沉重，初期投入很高，無法做少量生產(chǎn)。在上世紀(jì)八、九十年代開始，國際汽車的安全規(guī)格開始迅猛的發(fā)展，各大車廠除了發(fā)展不同形式的主/被動(dòng)安全設(shè)備以外，也開始著手于設(shè)計(jì)撞擊剛性更高的車架。雖然當(dāng)時(shí)超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以輔助設(shè)計(jì)出理想的車身結(jié)構(gòu)，但是也無可避免的使更多的鋼材被應(yīng)用到車身上，使得車架重量進(jìn)一步增加。制造商為了兼顧汽車的性能和環(huán)保表現(xiàn)，則著手研究別類的車架金屬的應(yīng)用，希望借此克服傳統(tǒng)一體式車架重量偏高的缺點(diǎn)。最為人所知的HONDANSX和AUDIA8就是在那樣的大環(huán)境下開始使用全鋁合金一體式車架的。
而更多的車廠在使用部分的鋁合金零件(如汽缸體、副車架、車身結(jié)構(gòu)板塊、和懸掛搖臂等)來取代傳統(tǒng)的鋼制零件。這對(duì)于許多鋼鐵制造商來說無疑是沉重的打擊，如果汽車工業(yè)越來越趨向于使用鋁金屬的話，他們的生意以及贏利必然會(huì)受到重大的影響。為了避免更多的車廠選用鋁而放棄鋼鐵，一間美國鋼鐵制造商，委托了PORSCHEENGINEERINGSERVICES研發(fā)了新型的鋼制輕量車架技術(shù)，成為了今天的超輕量一體式車架(UltraLightSteelAutoBody)。這也是為什么PORSCHE會(huì)選用一體式車架的原因之一
“實(shí)際上阻礙中國商用車技術(shù)發(fā)展最大的障礙就是超載！我們長期被超載所困擾，汽車廠為了滿足用戶的要求不斷生產(chǎn)能夠超載的汽車，嚴(yán)重阻礙了技術(shù)進(jìn)步。”這是不久前在北京舉辦的中國商用車發(fā)展交流研討會(huì)上，中國汽車工程學(xué)會(huì)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)主任陳一龍先生發(fā)出的大聲疾呼。這位專家所要表達(dá)的看法是，商用車的輕量化并非僅靠材料輕量化而實(shí)現(xiàn)，還需要解決許多社會(huì)問題和技術(shù)問題。
與歐洲汽車相比，中國乘用車重量高出5%～10%，商用車重量高出17%，這既是當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)，也同時(shí)意味著更多的燃油消耗、更多的二氧化碳排放和更低的負(fù)載率。
“過去我們的超載車，車橋可以超載，大梁可以超載，但是制動(dòng)不能超載，因?yàn)楸豢臻g限制住了，而且是越超載制動(dòng)越不安全。”陳一龍談到，“現(xiàn)在人們逐漸認(rèn)識(shí)到，靠超載并不能解決掙錢的問題。”
陳一龍介紹，目前歐洲汽車界已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：實(shí)現(xiàn)歐洲2020年二氧化碳排放控制目標(biāo)的基礎(chǔ)在于小型化加輕量化，而不是電動(dòng)汽車，因?yàn)橹辽俚侥壳盀橹闺妱?dòng)車還具有很大的不確定性。
一組研究數(shù)據(jù)表明，商用車減重率對(duì)油耗的影響可用自重減少10%、油耗降低4.8%來測算。如果按照這樣一個(gè)比例，到2020年時(shí)我國商用車相對(duì)2007年能減重20%～25%，按那時(shí)的車輛保有量計(jì)算，則每年可相對(duì)節(jié)約燃油2500萬～3000萬噸。這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字。
那么，是不是像有些人認(rèn)為的那樣，一提到汽車的輕量化就是材料的問題？陳一龍的回答是否定的，并且認(rèn)為這是極其錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。
“把輕量化看成材料供應(yīng)問題是我國從事逆向設(shè)計(jì)、仿制與國產(chǎn)化造成的結(jié)果，而且是當(dāng)前阻礙我國輕量化水平提高的主要技術(shù)瓶頸。”陳一龍直言不諱地說。他認(rèn)為，汽車輕量化是設(shè)計(jì)、制造、材料技術(shù)的集成，必須是多種技術(shù)人員在一起共同協(xié)調(diào)的結(jié)果，輕量化是一種并行的工程。舉例來說，如果一組設(shè)計(jì)人員只負(fù)責(zé)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，另一組設(shè)計(jì)人員只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)，每個(gè)系統(tǒng)需要一個(gè)支架，則至少需要兩個(gè)支架。如果在設(shè)計(jì)過程中能夠協(xié)調(diào)起來，則考慮把這兩個(gè)支架合成一個(gè)就夠了。
他以東風(fēng)牽引車減重1400公斤為例解釋到，其結(jié)構(gòu)優(yōu)化占了19%，功能配置優(yōu)化占了40%，兩項(xiàng)加起來占59%，真正的新材料技術(shù)只占41%。陳一龍認(rèn)為，新材料、新工藝也得靠設(shè)計(jì)來配置，很多新材料用不上的原因是沒有請(qǐng)汽車行業(yè)的人參與意見，沒有設(shè)計(jì)人員加入項(xiàng)目。
從輕量化技術(shù)的內(nèi)涵看，需要在滿足產(chǎn)品功能要求和成本控制條件下，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、多材料與多種制造技術(shù)集成應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的減重。以2007年梅賽德斯-奔馳轎車車門輕量化的案例來看，經(jīng)過輕量化優(yōu)化綜合考慮，結(jié)果整車重量減輕1公斤，成本下降15%，而碰撞安全性還提高了。這是一個(gè)典型的輕量化優(yōu)化的案例。
雖然在輕量化技術(shù)集成應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是龍頭，材料制造技術(shù)是基礎(chǔ)，但是材料技術(shù)仍然具有至關(guān)重要的意義。如在鋁合金應(yīng)用上，國內(nèi)某汽車改裝廠生產(chǎn)的16米鋁合金低平板掛車是全鋁的，當(dāng)時(shí)他們的第一單生意恰恰是用戶直接找上門來的。用戶問廠家能不能生產(chǎn)出鋁合金材料的掛車？廠家說生產(chǎn)這樣的車太貴，大概要賣到20萬元。而用戶卻說20萬元便宜，因?yàn)樗鼫p重了3.4～4.2噸，減重4噸就意味著可以多賺40萬元。而且在汽車報(bào)廢后還可以進(jìn)行回收，算下來之后還是相當(dāng)合算的。
陳一龍表示：“如果減重到這種程度，雖然購車成本是增加了，但是用戶仍然愿意接受。因?yàn)閷?shí)際上你讓他掙了錢，而不是賠了錢。”
談到汽車輕量化的深層意義，陳一龍認(rèn)為，國內(nèi)企業(yè)為了產(chǎn)品開發(fā)、占有市場而采取引進(jìn)的戰(zhàn)略是完全可以理解的，但應(yīng)注意一定不要停止自主開發(fā)，汽車輕量化的深層意義在于提高自主研發(fā)能力與提高競爭力。
而更多的車廠在使用部分的鋁合金零件(如汽缸體、副車架、車身結(jié)構(gòu)板塊、和懸掛搖臂等)來取代傳統(tǒng)的鋼制零件。這對(duì)于許多鋼鐵制造商來說無疑是沉重的打擊，如果汽車工業(yè)越來越趨向于使用鋁金屬的話，他們的生意以及贏利必然會(huì)受到重大的影響。為了避免更多的車廠選用鋁而放棄鋼鐵，一間美國鋼鐵制造商，委托了PORSCHEENGINEERINGSERVICES研發(fā)了新型的鋼制輕量車架技術(shù)，成為了今天的超輕量一體式車架(UltraLightSteelAutoBody)。這也是為什么PORSCHE會(huì)選用一體式車架的原因之一
“實(shí)際上阻礙中國商用車技術(shù)發(fā)展最大的障礙就是超載！我們長期被超載所困擾，汽車廠為了滿足用戶的要求不斷生產(chǎn)能夠超載的汽車，嚴(yán)重阻礙了技術(shù)進(jìn)步。”這是不久前在北京舉辦的中國商用車發(fā)展交流研討會(huì)上，中國汽車工程學(xué)會(huì)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)主任陳一龍先生發(fā)出的大聲疾呼。這位專家所要表達(dá)的看法是，商用車的輕量化并非僅靠材料輕量化而實(shí)現(xiàn)，還需要解決許多社會(huì)問題和技術(shù)問題。
與歐洲汽車相比，中國乘用車重量高出5%～10%，商用車重量高出17%，這既是當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)，也同時(shí)意味著更多的燃油消耗、更多的二氧化碳排放和更低的負(fù)載率。
“過去我們的超載車，車橋可以超載，大梁可以超載，但是制動(dòng)不能超載，因?yàn)楸豢臻g限制住了，而且是越超載制動(dòng)越不安全。”陳一龍談到，“現(xiàn)在人們逐漸認(rèn)識(shí)到，靠超載并不能解決掙錢的問題。”
陳一龍介紹，目前歐洲汽車界已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：實(shí)現(xiàn)歐洲2020年二氧化碳排放控制目標(biāo)的基礎(chǔ)在于小型化加輕量化，而不是電動(dòng)汽車，因?yàn)橹辽俚侥壳盀橹闺妱?dòng)車還具有很大的不確定性。
一組研究數(shù)據(jù)表明，商用車減重率對(duì)油耗的影響可用自重減少10%、油耗降低4.8%來測算。如果按照這樣一個(gè)比例，到2020年時(shí)我國商用車相對(duì)2007年能減重20%～25%，按那時(shí)的車輛保有量計(jì)算，則每年可相對(duì)節(jié)約燃油2500萬～3000萬噸。這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字。
那么，是不是像有些人認(rèn)為的那樣，一提到汽車的輕量化就是材料的問題？陳一龍的回答是否定的，并且認(rèn)為這是極其錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。
“把輕量化看成材料供應(yīng)問題是我國從事逆向設(shè)計(jì)、仿制與國產(chǎn)化造成的結(jié)果，而且是當(dāng)前阻礙我國輕量化水平提高的主要技術(shù)瓶頸。”陳一龍直言不諱地說。他認(rèn)為，汽車輕量化是設(shè)計(jì)、制造、材料技術(shù)的集成，必須是多種技術(shù)人員在一起共同協(xié)調(diào)的結(jié)果，輕量化是一種并行的工程。舉例來說，如果一組設(shè)計(jì)人員只負(fù)責(zé)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，另一組設(shè)計(jì)人員只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)，每個(gè)系統(tǒng)需要一個(gè)支架，則至少需要兩個(gè)支架。如果在設(shè)計(jì)過程中能夠協(xié)調(diào)起來，則考慮把這兩個(gè)支架合成一個(gè)就夠了。
他以東風(fēng)牽引車減重1400公斤為例解釋到，其結(jié)構(gòu)優(yōu)化占了19%，功能配置優(yōu)化占了40%，兩項(xiàng)加起來占59%，真正的新材料技術(shù)只占41%。陳一龍認(rèn)為，新材料、新工藝也得靠設(shè)計(jì)來配置，很多新材料用不上的原因是沒有請(qǐng)汽車行業(yè)的人參與意見，沒有設(shè)計(jì)人員加入項(xiàng)目。
從輕量化技術(shù)的內(nèi)涵看，需要在滿足產(chǎn)品功能要求和成本控制條件下，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、多材料與多種制造技術(shù)集成應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的減重。以2007年梅賽德斯-奔馳轎車車門輕量化的案例來看，經(jīng)過輕量化優(yōu)化綜合考慮，結(jié)果整車重量減輕1公斤，成本下降15%，而碰撞安全性還提高了。這是一個(gè)典型的輕量化優(yōu)化的案例。
雖然在輕量化技術(shù)集成應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是龍頭，材料制造技術(shù)是基礎(chǔ)，但是材料技術(shù)仍然具有至關(guān)重要的意義。如在鋁合金應(yīng)用上，國內(nèi)某汽車改裝廠生產(chǎn)的16米鋁合金低平板掛車是全鋁的，當(dāng)時(shí)他們的第一單生意恰恰是用戶直接找上門來的。用戶問廠家能不能生產(chǎn)出鋁合金材料的掛車？廠家說生產(chǎn)這樣的車太貴，大概要賣到20萬元。而用戶卻說20萬元便宜，因?yàn)樗鼫p重了3.4～4.2噸，減重4噸就意味著可以多賺40萬元。而且在汽車報(bào)廢后還可以進(jìn)行回收，算下來之后還是相當(dāng)合算的。
陳一龍表示：“如果減重到這種程度，雖然購車成本是增加了，但是用戶仍然愿意接受。因?yàn)閷?shí)際上你讓他掙了錢，而不是賠了錢。”
談到汽車輕量化的深層意義，陳一龍認(rèn)為，國內(nèi)企業(yè)為了產(chǎn)品開發(fā)、占有市場而采取引進(jìn)的戰(zhàn)略是完全可以理解的，但應(yīng)注意一定不要停止自主開發(fā)，汽車輕量化的深層意義在于提高自主研發(fā)能力與提高競爭力。
