Зниження ваги в автомобільному дизайні та виробництві

Новини надані

24 лютого 2014 р., 12:07 за східним часом

Поділіться цією статтею

ЛОНДОН, 24 лютого 2014 р./PRNewswire/- Reportbuyer.com щойно опублікував новий звіт про дослідження ринку:

Зниження ваги знову є пріоритетом для всієї галузі, оскільки суворі нові норми вимагають більшої ефективності транспортних засобів/зниження CO2 в США та Європі. Від найменших кріплень до цілих архітектур автомобілів, інженери віджимають зайву вагу нових компонентів та систем, одночасно шукаючи нові шляхи полегшення існуючих конструкцій.

Незважаючи на те, що мотивацій та переваг зменшення ваги автомобілів досить багато, існує низка перешкод для розвитку легших, обтічніших та ефективніших машин. Цей третій звіт розглядає політичні ініціативи, методи економії ваги, конкуренцію між виробниками, бар’єри, фактори та державне регулювання. Економія палива та викиди CO2 детально описані для США, ЄС, Японії, Південної Кореї та Китаю. Також враховуються наслідки для безпеки автомобіля та витрат, а також зниження ваги за секторами (структура кузова, шасі, силова установка та салон).

Звіт також включає детальний розділ про технологію матеріалів та досліджує використання передової сталі, алюмінію, магнію, титану, вуглецевого волокна, пластмас, біоматеріалів та текстилю. Також розглядаються технології переробки та з’єднання.

Вступ
• Ефект від політичних ініціатив
• Методи економії ваги
• Конкуренція між виробниками
• Зниження маси та викиди СО2 за життєвий цикл автомобіля
• Бар’єри для зниження ваги
Диференціація
Безпека
Розробка процесу
Міркування щодо вартості

Драйвери для легкої ваги
• Державне регулювання
• Економія палива та викиди CO2
Європейський Союз
Сполучені Штати
Японія
Китай
Інші країни
Режими тестування
• Безпека транспортного засобу
• Наслідки витрат
• Поведінка споживача
Легка вага як частина рішення
• Аналіз життєвого циклу - цілісний підхід

Історична перспектива

Зниження ваги за секторами
• Тіло в білому, застібки та зависання
• Силова установка
• Шасі
• Інтер’єри

Технологія матеріалів
• Розробка технології матеріалів
• Передові розробки сталі
Конкурс з інших матеріалів
Програма майбутнього сталевого автомобіля
Технологія формування сталі

Алюміній
• Удосконалені алюмінієві сплави
• Алюміній та безпека
• Можливості зростання алюмінію
Застосування силових агрегатів
Застосування шасі
Застосування для тіла
Зміна властивостей алюмінію за допомогою вуглецевих нанотрубок
• Переробка

Магній
Нестабільність цін
Попит на магній
Переваги магнію
Екстракція магнію
Розробка сплаву та процесу
Виробництво та штампування магнієвого листа
Кування

Титан
• Застосування титанових двигунів
• Застосування шасі з титану
Гальмівні системи
Вихлопні системи
Пружини, болти та кріплення
• Зниження вартості титану
Видобуток
Виготовлення

Композиційні та пластикові матеріали
• Вуглецеве волокно
Стратегічний інтерес з боку виробників
Обмеження з боку пропозиції
• Зниження вартості вуглецевого волокна
Розробка процесу
• Термокомпозитні матеріали
Термореактивний проти термопластичного
• Пластмаси
• Лить для лиття (SMC)
• Наномасштабні матеріали
• Стільникові конструкції
Розробка процесу

Технологія гібридних матеріалів

Біоматеріали
• Проблеми у застосуванні біоматеріалів

• Матеріали на біологічній основі
• Поточні та майбутні програми
• Подальша заявка

Текстиль
• Ткані та трикотажні тканини

Переробка
Нові способи переробки

Технологія приєднання
• Зварювання
Лазерне зварювання
Магнітно-імпульсне зварювання
Плазмове дугове зварювання
Деформаційне стійке зварювання
Ультразвукове зварювання алюмінію
Зварювання перемішуванням тертям
Зварювання за допомогою фрикційного перемішування за допомогою лазера
• Адгезивне склеювання
Гібридне склеювання
• Клепання
Самопроколювальні заклепки

Рисунок 1: Потенційний подальший виграш у ефективності автомобіля
Малюнок 2: Середня вага споряджених сегментів 1990 - 2012 (Європа)
Рисунок 3: Тенденції легкових автомобілів США щодо ваги, прискорення, економії палива та економії пального з урахуванням ваги для модельних років 1975-2009 (США EPA, дані 2009)
Рисунок 4: Зниження ваги в поточній цільовій системі CO2 на основі ваги (ліворуч) та в системі на основі розмірів (праворуч)
Рисунок 5: Середні рівні викидів CO2 для нових легкових автомобілів в ЄС
Рисунок 6: Викиди CO2 для гібридів 2008 року зразка та їх негібридні аналоги
Рисунок 7: Витрати на економію палива завдяки зменшенню ваги порівняно з іншими технологіями
Рисунок 8: Платформа C-Evo від Fiat
Рисунок 9: Прогноз спорядженої маси Північної Америки
Рисунок 10: Етап використання домінує у викидах транспортних засобів у життєвому циклі
Рисунок 11: Аналіз впливу парникових газів протягом усього життя
Рисунок 12: Відносні вигоди від зменшення CO2 проти відносних витрат

Рисунок 13: Водії та зони фокусування для зменшення ваги автомобіля
Малюнок 14: Глобальні обов’язкові автомобільні стандарти ефективності та ПГ
Рисунок 15: Методи зменшення викидів CO2
Рисунок 16: Вплив ваги автомобіля на витрату палива
Рисунок 17: Ефективність СО2 (г/км) та стандарти в нових автомобілях ЄС 1994 - 2011 рр
Малюнок 18: Вплив альтернативних німецьких пропозицій щодо регулювання скорочення викидів CO2 для Європи
Малюнок 19: Цільові показники США щодо майбутніх скорочень ПГ (% зниження від рівня 2005 року)
Рисунок 20: Середні показники ефективності використання палива на 2010 та 2015 роки для бензинових автомобілів
Рисунок 21: Глобальне законодавство про викиди легкових автомобілів та легких транспортних засобів у 2005 - 2025 роках
Рисунок 22: Порівняння різних режимів випробувань для ЄС, США та Японії
Рисунок 23: Порівняння різних норм ефективності використання палива та режимів випробувань
Малюнок 24: Маса легкових автомобілів США 1975 - 2010 рр. З вагою, пов'язаною з характеристиками безпеки, викидів, комфорту та зручності
Малюнок 25: Відносна безпека аварій масово зменшених комбінацій позашляховиків та автомобілів
Малюнок 26: Порівняння ваги та вартості автомобільних компонентів
Рисунок 27: Проблеми із застосуванням матеріалів
Рисунок 28: Зміна наслідків для витрат у покращенні показників ваги
Рисунок 29: Середній прибуток на транспортний засіб порівняно із витратами на дотримання CO2

Рисунок 49: Частка ваги модулів та збільшення їх ваги
Малюнок 50: Зміни у використанні сталі у застосуванні BIW
Малюнок 51: Дизайн переднього бампера для нової Fiat Panda забезпечує економію ваги у 0,88 кг
Малюнок 52: Матеріали BIW, дані за 2006 рік та прогноз на 2015 рік
Малюнок 53: Дизайн переднього бампера для нового Alpha Romeo Giulietta забезпечує економію ваги у 3,1 кг
Малюнок 54: Полегшений алюмінієвий/магнієвий 6-циліндровий двигун
Малюнок 55: Вага та характеристики двигуна для алюмінієвих та чавунних блоків
Малюнок 56: Головка блоку циліндрів 1,0 л Ecoboost із вбудованим випускним колектором
Малюнок 57: Легка стійка зі склопластиковим носієм колеса
Малюнок 58: Задній спойлер з вуглецевого волокна Aston Martin
Малюнок 59: Порівняння витрат легких конструкцій транспортних засобів
Малюнок 60: Області зменшення ваги шасі
Малюнок 61: Зниження маси конструкції сидіння
Малюнок 62: Внесок у зменшення ваги
Малюнок 63: Лазерно спечений колектор
Малюнок 64: Впровадження вдосконалених сталевих сплавів з часом для моделей Ford
Малюнок 65: Загальний попит на автомобільну сталь та інші метали та матеріали
Малюнок 66: Розширені розробки високоміцної сталі
Малюнок 67: Матеріали BIW за міцністю на розрив BMW 6 серії
Малюнок 68: Розроблена високоякісна сталь третього покоління

Рисунок 96: Світове виробництво магнію у 1998 та 2011 роках за регіонами
Малюнок 97: Потенціал для економії ваги, заміна алюмінію на магній у силовій передачі
Рисунок 98: Типові виливки з магнезію
Рисунок 99: Відлитий трициліндровий блок двигуна зі сплаву AM-SC1
Малюнок 100: Штампована магнієва задня дверцята
Рисунок 101: Термоформована кришка багажника з магнієвого сплаву всередині
Малюнок 102: Потенційні застосування магнію
Малюнок 103: Потенційне використання екструзії магнію
Малюнок 104: Пропорції різних матеріалів - Audi R8
Малюнок 105: Застосування титано-металевих матричних композитних матеріалів (MMC) для компонентів двигуна
Малюнок 106: Шатун, виготовлений з розщепленого Ti-SB62 за допомогою лазерного розтріскування
Малюнок 107: Турбінне колесо турбокомпресора, виготовлене з? TiAl
Малюнок 108: Колінчастий вал MMC з титану з використанням Ti-4A-4V + 12% TiCl
Малюнок 109: Порівняння титану та сталевої пружини показує 50% економії ваги
Малюнок 110: Вихлопні гази VW Golf 4-Motion з титану
Малюнок 111: Використання титану в Bugatti Veyron
Малюнок 112: Спечені титанові компоненти лазером
Малюнок 113: Еластичність ціни на попит на різні технічні матеріали
Рисунок 114: Структура витрат на CFRP за даними SGL Group
Малюнок 115: Ланцюг технологічного формування смоли (RTM)