早在2013年10月份时,克莱斯勒汽车公司投资390万开展了一项由加拿大政府支持的车用轻量化金属材料的项目研究。该项目主要研究可用于车辆应用的铝合金和镁合金。在该项目中,克莱斯勒汽车公司的主要合作伙伴为来自安大略省的麦克马斯特大学(McMaster University)。另外,参与该项目的其他合作成员还包括瑞尔森大学和CANMET(CANMET是加拿大自然资源部的某一个研究机构)等。
在该项目的研究过程中,克莱斯勒汽车公司材料工程机构高端轻型材料小组负责人Steve Logan表示,该新型轻质材料研究小组正在努力研发寻找可用于汽车车身、底盘以及汽车车门防撞钢梁的新型轻质材料。
Steve Logan还表示,该项目研究小组正在研发一种可用于现有车型汽车车门防撞钢梁的新型轻质材料,其目的是为了对该新型轻质材料进行验证。该研究小组的首要研究目的是研发一种可用于制造零件的铸造工艺,其次研发目的是对零件进行测试并作出一系列的必要修改。总之,此次轻型材料降低车辆零部件重量可以实现40%的减重。
轻质材料研究
该新型轻质材料项目研究主要对以下两种方法进行了深入研究:
一是研发一种可适用于铝合金的铸造工艺。对此,麦克马斯特大学已经在此方面进行了数年的研究。
二是研发一种可适用于现有镁合金的铸造工艺。镁合金在实际生产过程中存在较大的铸造难度。
Steve Logan表示:“随着轻质材料的不断应用,目前我们采用了高强度的硼型钢。该种钢采用的是热冲压技术。由于高强度材料成型难度较高,但是,我们可以统一替换车用材料而采用高强度铝合金冲压。但是以上方法成本较高,因此,我们找到了麦克马斯特大学与其进行项目合作。如果我们生产汽车采用的是铸造而不采用冲压成型,那么届时生产汽车将更加容易一些。”
克莱斯勒汽车研究小组目前正在创新性地利用铝合金和镁合金。克莱斯勒汽车公司Ram 1500全尺寸皮卡作为克莱斯勒汽车公司最为畅销的车型,其采用了铝合金护罩。同时,克莱斯勒SRT Viper超级跑车采用
燃油经济性受各类因素影响
Steve Logan还表示,在为车辆减重情况下还有众多其他因素会影响到关键因素的选择。以上影响因素主要包括制造成本、可生产制造特性、汽车特征(如降低车辆车辆重量可以提高车辆的操控性)以及法律授权(如车辆重量分级)等。
以上研究小组的研究结果大多是与系统程序有关的且唯一的。而至于该选择铝合金、镁合金或碳纤维材料的依据并不是非常的明确。因为,其中选择何种材料与具体的不同零部件有关。对于碳纤维材料的应用,除了某些特定的应用外,碳纤维材料的应用研究并不多。另外碳纤维材料的应用成本也始终非常高。与铝合金相比,碳纤维材料应用量更少,但是两者应用量并未相差太多。”
对车辆进行减重主要是通过对白车身(body-in-white)汽车结构进行优化完成。同时,大幅降低车辆的车身重量还可以带来众多的优点,如车身重量更轻将允许车辆配备排量更小、重量更轻的发动机。
对此,Steve Logan表示为降低车辆重量而对白车身进行的结构改变(福特全新F-150白车身就进行了结构改变)将很有可能影响到后续的装配、车身车间以及喷涂等工作。因此,对汽车白车身的结构改变在出现错误时,其白车身结构优化或许未能达到理想效果,而且其白车身结构改变所需要的成本也是很高的。
据有关消息称,克莱斯勒汽车公司目前正致力于“螺栓应用”的项目研究。目前,该项目尚未遭遇到挑战以及投资方面的巨大改变。其中,其Dart车型就采用了大量的高强度轻量化铝合金汽车底盘零部件。
另外,克莱斯勒汽车公司还与麦克马斯特大学合作开展了美国能源部(Department of Energy,DOE)轻量化材料连接工艺的项目研究。该研究项目主要研究镁合金与其他材料的连接工艺。