朱文平,中国机械工业协会铸造专家,是国内最早研究铝合金副车架和转向节等底盘类零件技术的专业技术人员,被汽车压铸行业广泛认可为技术专家。2012年任职于上海期间,朱文平率先将铝合金副车架以及转向节铸造技术引入中国,并领导团队研制生产铝合金转向节,并实现批量生产专车,实现了铝合金副车2015年,在本特勒集团,和湖北航特一起实现铝合金副车架实际大批产量生产,顺利实现国产化,达到合资车企对底盘零件的高要求标准装车。
在近日举办的第一届中国汽车副车架创新技术峰会上,朱文平接受了中华压铸网的独家专访,详细解释了铝合金副车架的起源以及当前中国汽车铝合金副车架应用的现状。
朱文平指出,铝合金副车架的应用主要是由汽车轻量化的需求推动的。在传统燃油汽车时代,汽车排放标准的要求越来越严格,在发动机效能比的提升速度较慢,因此研发人员只可以通过减轻汽车本身的重量来满足排放标准。
此外,由于铝合金副车架在NVH方面表现优秀,对轻量化的贡献,尽管其价格较钢铁材料零部件高,中高端车型中的应用比较广泛,然而,在新能源汽车时代,为何汽车研发人员更加积极地推动铝合金副车架在市场上的应用呢?根本原因在于电动汽车的电池重量比高,设计人员为达到整车的设计重量指标,研发人员一定通过减轻其他零部件的重量来达到整车的重量平衡比。因此,主机厂研发人员一定使用更轻的材料来整车轻量化。
虽然碳纤维材料更轻,但其价格过高,目前的主流百姓用车汽车市场没有办法接受,因此铝合金成为了汽车轻量化最具性价比的材料。
副车架作为底盘零部件,对安全性和产品一致性的要求比较高。在制造工艺方面,低压铸造的成本高于高压铸造(低压铸造成本高于高压铸造,仅仅是理论上的,基于同等的合格率计算),但其机械性和安全性更好。高压铸造的最大优势是其工艺成本较低,但其缺点是产品内部的孔洞和缩孔较多。因此,使用高压铸造工艺的专业技术人员需要在满足设计的基本要求的前提下,以最经济的方式解决这一个缺陷导致的产品疲劳强度降低的问题。高压铸造的缺陷控制达到疲劳强度的要求,并且成本降低到比低压铸造低,也有很大的应用空间。即使高压铸造铝合金副车架开发普遍性成功,出于主机厂对安全的理解和喜好,低压铸件有设计自由度高,可以非常容易实现中空结构和低缺陷的优势,低压副车架依然有他的市场。
朱文平认为,目前铝合金副车架的铸造工艺存在高低压并行的趋势。预计轻型乘用车的简单结构的副车架使用高压铸造工艺概率高,而车重较大的乘用车,如7座SUV等车型的复杂结构的副车架将使用低压铸造工艺。根本原因是低压铸造能够正常的使用管横梁结构,而高压铸造由于不可以使用砂芯,设计中空结构较为困难,只可以使用U型结构和加强筋结构,或在某部分增加管套以形成一个空腔结构。因此,高压铝合金副车架和低压铝合金副车架技术已成为主流趋势。
朱文平预测,未来铝合金底盘技术将继续发展,因为当前电动汽车的市场销量一直在迅速增加,随着电动车的价格竞争压力越来越激烈,和电池性能提高,市场上的电动汽车并不会全部使用铝合金底盘,低端车型使用钢制副车架的意愿很强烈,但铝合金副车架依然会有很大的空间,尤其中高端车型。
他指出,如果电动汽车采用双电机设计,该车型后副车架经常会有两个电机的半轴的大孔。在这种情况下,采用钢板焊接的成本并不一定比采用铝合金材质要低。因此,副车架的结构的复杂性决定了铝合金的使用概率。据相关机构估计,未来铝合金副车架在电动汽车上的使用率将达到30-40%。
目前,全球主要的铝合金副车架供应商最重要的包含美国的柴斯克斯(Chassix)集团、加拿大的麦格纳、德国的汉特曼和乔治费歇尔、奥地利的本特勒、德国凯斯曼KSM(戴卡收购);墨西哥的诺玛克Nemak,法国百炼LEBELIER(文灿收购),玛汀瑞亚宏泽Martingrea Honsel等领先企业,国内专注于研发和制造铝合金副车架的主流企业也已有10多家,相比10年前已经有非常大的进步,而且质量和过程管控也能满足汽车的使用上的要求,但从产品的一致性、完美度以及机械性能的稳定性来看,国内公司制作的产品与世界领先企业仍存在一定的差距。
朱文平强调,创新和研发是企业最重要的竞争力之一,也是公司实现长期战略的重要的条件。因此,他希望未来中国汽车产业的技术人员在铝合金副车架的研发方面能更严谨,中国汽车产业的企业家们能够在研发和创新方面投入更多的资金,以实现汽车产业的持续健康发展。
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