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【关注】缺的不只是芯片 汽车商竞争“绿色钢铁”,1吨钢仅0.1吨碳排放汽车上这些零部件原本是钢铁造的,现在用的却是塑料!真是简配吗?

更新时间:2021-11-23 10:26:13点击:

【关注】缺的不只是芯片 汽车商竞争“绿色钢铁”,1吨钢仅0.1吨碳排放汽车上这些零部件原本是钢铁造的,现在用的却是塑料!真是简配吗?(图1)

文| 车突突

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在过去,人们常说汽车是一个“铁疙瘩”,原因在于汽车大部分零部件都由钢铁打造而来。

但或许你也发现了,汽车上的很多零部件并非由钢铁制造而来,比如保险杠、前后翼子板、油箱、进气格栅等通常都是用塑料制成的。

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据《华尔街日报》报道,汽车制造商正竞相寻找更清洁的钢材来制造汽车。钢铁行业目前正在采用两种方式,一是使用更多的回收钢材等技术含量低的方法,二是尝试从氢动力工厂而不是传统的燃煤工厂获取金属。

说到这,或许你也会觉得是不是车企在“简配”?其实并不是这样简单,之所以汽车上的很多零部件都用塑料制作而来,和它们的优点密不可分,今天车突突就来说道说道。

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 塑料保险杠 

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如今,路面上几乎所有的家用车都是用了塑料保险杠,有些消费者也质疑,既然保险杠的作用是防止碰撞危及车内安全,为何要使用塑料材质呢。这要从保险杠的结构和塑料保险杠的优点说起。

首先,平时我们说的保险杠是指保险杠的外壳,而汽车保险杠指的是一套碰撞保护系统,它由加强横梁、缓冲材料、外壳共同组成。

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钢铁行业是世界上最大的二氧化碳排放行业之一,而汽车行业是最大的钢铁用户之一。美国钢铁协会的数据显示,尽管汽车生产商减少了对钢铁的依赖,但钢铁在普通乘用车重量中所占的比重仍在54%左右,例如一辆典型的运动型多用途车(suv)大约需要3000磅钢铁。

分析人士说,欧洲汽车制造商和钢铁制造商正在加快开发和使用低碳钢。欧盟一项名为“绿色协议”的气候计划规定,到2050年,欧盟的制造商的供应链必须实现碳中和。

其次,这套保护系统里不同的结构起到的作用不同,也就需要不同的材料制作而成。

加强横梁通常采用高强度钢板、铝合金材料制造而来,其屈服强度极高,在发生碰撞时通常不会变形,从而保护车内成员安全。

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吸能缓冲材料则极易变形,在碰撞时吸收掉一部分能量,降低碰撞可能产生的危害。

本月早些时候,戴姆勒公司旗下的梅赛德斯-奔驰与瑞典钢铁生产商SSAB签署了一项协议。其旗下的Hybrit子公司将从明年开始为戴姆勒生产低碳钢。沃尔沃汽车公司已经在从Hybrit采购钢材,宝马的母公司也在投资美国另一家低碳炼钢初创公司。

不过,减少钢铁生产中的碳排放仍是一个长期目标。由于钢铁行业的长期投资周期,钢铁制造商向低碳生产的重大转变仍需数年时间。国际能源署在2020年10月预测,到2050年,氢基钢铁产量将占全球初级钢铁产量的15%。与此同时,低碳钢的制造成本也更高,无化石钢的生产成本将比传统钢高出20%至30%。例如,在德国的一家工厂使用氢气生产钢铁,将使生产成本提高60%。

不过用氢代替煤来作为高热量炼钢过程的燃料,可以显著减少生产过程中排放的二氧化碳。瑞典的低碳钢初创企业H2 Green steel称,与传统钢铁厂每生产一吨钢铁排放2吨二氧化碳相比,这一过程每生产一吨钢铁排放约0.1吨二氧化碳。

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而最外面的保险杠外壳之所以采用塑料材质,是缘于它的诸多优点。

浙江吉利控股集团旗下的汽车制造商沃尔沃汽车说,其汽车所用钢材的二氧化碳排放量约占普通传统汽车寿命的35%,占电动汽车寿命的20%。该公司表示,其目标是在2018年至2025年间将其汽车的碳足迹减少40%,并希望在2040年达到碳中和。

一是,塑料保险杠对工业水平的要求较低,便于大量生产,从而利于成本控制;

二是,塑料保险杠具有吸能作用,与行人碰撞时可以降低对行人的伤害;


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来源:财联社 金投网

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三是,塑料保险杠有一定弹性,可规避较小的磕碰,降低钣金喷漆等维修成本;

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四是,塑料保险杠防腐耐蚀,比金属保险杠更耐久;

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最后,塑料更利于塑形,可以制造出更为美观的造型,再配合亮丽的车漆,使得车身更为时尚。

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 塑料翼子板 

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翼子板的作用和保险杠十分类似,起作用也有两个方面。一是保护轮毂及车身两侧零部件免受磕碰,二是让车身造型更为流畅动感。

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如今车企使用塑料替换钢铁,也正是因为塑料具有可塑性很强的特性,所以在制造翼子板时,就免去了钢板的冲压、卷边、电泳涂层等复杂的工序,可以制造出造型美观的翼子板。

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而翼子板周围还有保险杠、轮胎、发动机舱盖、前后大灯组、车门等零部件,就使得设计师在设计翼子板造型时,不仅要考虑它的功能和美观性,还要考虑到和周围零部件的衔接。也正因为塑料可塑性强的特点,可以加工出任意造型的塑料翼子板,与其他零部件形成完美的契合。否则,使用钢板制造,会大幅增加冲压、卷边等工作流程,并且过大的接缝也会严重影响车子的美观,让人感觉很low。

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 塑料进气格栅 

大家看车的时候,会习惯性的先看它的车头是否美观,所以相比于车身其他地方,车头造型可以说是相当重要的。而进气格栅就位于车头位置,所以它的造型是否好看就显得格外重要,因为一款好看的进气格栅直接影响了车头造型。所以,如今几乎所有汽车上的进气格栅都是由塑料制作而来,有些还使用了镀铬工艺,显得格外时尚。

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而早先的汽车,尤其是卡车通常使用一体式钢制进气格栅,如果没有很高的工艺水平,制造出来的格栅就极其丑陋。

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另外,因为进气格栅的作用是保障新鲜空气流入发动机舱,让发动机吸入新鲜空气,同时帮助发动机降温,所以它要采用开孔设计。与此同时,车子在高速行驶时,还要防止碎石、飞虫等损坏或堵塞散热水箱,所以就要采用密孔设计,过滤掉碎石和飞虫。

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然而,如果采用金属制作,不仅冲压制作难度大,制作好的格栅也会非常笨重。

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 塑料油箱 

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学过物理的读者都知道,在遇到颠簸时,汽油会与油箱壁摩擦产生静电,静电积累到一定程度会产生电火花,很可能点燃汽油,存在潜在危险。而金属制作的油箱可以起到导电的作用,只需要与车身骨架相连,再通过一根导电带,就可以将静电传导到地面,避免危险发生。

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不过金属油箱也有致命的缺点。其一是如果导电带损坏,静电危险就无法消除;其二是,如果发生碰撞,金属油箱会摩擦出电火花,进而危及到乘客的安全。

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所以,如今几乎所有的乘用车油箱几乎都用塑料制作而来,不仅可以避免金属油箱可能产生的危险,还可以制作出不同造型,适应底盘结构,在狭小的空间里安装更大容量的油箱。

说出来,是不是你也不敢相信?

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 塑料散热风扇 

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80后都有这样的记忆:小时候家里的风扇通常采用金属叶片。在汽车上也是如此。由于工艺落后,早先的汽车散热风扇也采用金属叶片,它们结实耐用,高速旋转时也很稳定。

但也有缺点:重量大,惯性也大,需要发动机直接带动运转,这样就会损耗相当一部分发动机动力。

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而在换用塑料叶片后,风扇的惯性更小,可以使用电动马达,消耗的发动机功率就少了很多,并且可以适应更高的转速,加速空气流通速度,进而提升散热效率。

小结:

总结来说,相比于传统的金属零部件,塑料零件的优点有以下 个方面:

1.轻量化,可以降低整车重量,提高燃油经济性;

2.易塑形,方便设计和生产造型美观的零件;

3.降成本,塑料零部件韧性高,受到磕碰只需要简单处理就可以恢复原貌,并且耐腐蚀,降低了使用成本;

4.更安全,在碰撞发生时,可以起到缓冲的作用,保护行人安全。

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此外,除了上面提到的这些,有些汽车还采用了塑料进气歧管,可以降低发动机的重量、提高进气效率;发动机散热水箱支架采用塑料结构,不仅更轻盈,也可以实现模块化装配,提高生产效率。

那么,在你家车上,还有哪些塑料零部件是由金属零件演化而来的呢?

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