不管是出于風起潮涌的新能源車趨勢,還是各個國家頂層設計中的環(huán)保理念,汽車的節(jié)能減排已經(jīng)是車企面臨的首要議題。
中低端品牌雖然沒有額外的支出用于發(fā)動機改良或者優(yōu)化風阻系數(shù),但是發(fā)動機排量一般都不高,而高端品牌在標榜動力和性能的時候,就要兼顧各國的排放法規(guī)和燃油經(jīng)濟性,因此對于像寶馬、凱迪拉克或者奔馳這樣的一線豪華品牌來說,訴諸汽車的輕量化設計已經(jīng)是一門重要功課。
而且,一個能夠全面駕馭輕量化材料的標志,必然是從產(chǎn)線建設到車身設計再到售后維修,都擁有針對性的工藝。12月4日,在北京寶馬的培訓中心,這家車企就向外界展示了其針對碳纖維和鋁合金等新型材料的全套維修技術。
模塊化更換,新7系碳纖維部件可終身追蹤
汽車輕量化設計中,寶馬i系列無疑最為人樂道,寶馬為了推行環(huán)保能源技術,為i系列專門開辟了一條產(chǎn)線,以嘗試各種新型材料和設計。尤其是寶馬i3,其使用了Life模塊設計,除了底盤等部位少量使用了塑料之外,整個車身幾乎全部運用了碳纖維復合材料。
關于碳纖維,鈦媒體已經(jīng)有多個篇幅來講述這個材料的特性,其被譽為“黑色黃金”,密度比鋼鐵材料和鋁合金材料都要輕很多。
一般來說,同一個汽車部件,如果是碳纖維復合材料制成,會比鋼鐵材料減輕50%,比鋁合金減30%,而且不僅質(zhì)量更輕,碳纖維復合材料的抗拉強度、屈服強度都要高于鋼鐵和鋁合金等金屬材料,因此會比鋼鐵材料擁有更好的耐撞擊性、耐腐蝕等特性。
據(jù)了解,大面積使用了碳纖維復合材料的2016款純電動寶馬i3,其整車裝備質(zhì)量只有1390千克,每度電可行駛里程也接近8公里,高于同行業(yè)的5-6公里平均水平。
那么問題來了,大量使用碳纖維復合材料以后,車輛撞壞了該怎么維修?
寶馬i3的碳纖維車架
“寶馬i3采用了‘裁切式’維修方法?!睂汃R工程師陸正運告訴鈦媒體,“車身在生產(chǎn)之初就采取了模塊化的設計,以一個個碳纖維模塊組建而成,如果發(fā)生損壞,也是按照生產(chǎn)時的粘合線路,進行分解更換?!?/p>
i3車身上的一些裁切線
據(jù)介紹,i3的整個車身架構(gòu)由大約150個碳纖維強化塑料組件組成,損傷之后,按照模塊更換即可,這也為售后維修提供了便利性。
當然,還有一個問題是更換之后的碳纖維部件哪里去了?據(jù)了解,寶馬會有外部的碳纖維材料回收合作企業(yè),會將這部分材料進行再次加工,制作成強度不那么高,不一定達到汽車行業(yè)所需,但可以用于體育等其他行業(yè)的材料。
“實際上,寶馬i3的整體設計理念理念就是環(huán)保,這輛車上使用的超過80%的材料都能夠回收。”身為一輛i3車主,陸正運難掩對這款車喜愛。
公開信息顯示,寶馬目前全行業(yè)獨家可做到大批量生產(chǎn)碳纖維車體的企業(yè),它已經(jīng)投入了5億美元在全球搭建了4個碳纖維工程,而這些碳纖維復合材料除了用于i系列車型,在還有寶馬7系上同樣已經(jīng)嘗試運用。
“每家車企對碳纖維復合材料的認知和理解不同,寶馬更希望將碳纖維復合材料用于車身結(jié)構(gòu)中,以增強車身的結(jié)構(gòu)強度?!瓣懻\向鈦媒體表示,“但有些企業(yè)希望將碳纖維復合材料用于四門兩蓋,減輕部分重量,雖然效果不一定明顯。”
據(jù)了解,寶馬新7系的車身設計當中,不光應用了高強度鋼,還有鋁合金和碳纖維復合材料?!?/p>
寶馬7系的車架頂部、A柱等部位都使用了碳纖維復合材料
當然,碳纖維的應用方式與車企產(chǎn)線上的投入也有關系,寶馬之所以能夠?qū)⑻祭w維復合材料用于車體結(jié)構(gòu)件上,正是因為其為i3開辟了一條獨立產(chǎn)線之外,又打造了一條鋼鋁、、復合材料混合的產(chǎn)線,而其他車企則囿于產(chǎn)線未能升級,暫時不能將碳纖維進行深入應用。
在碳纖維部件的維修上,i系列和7系的并無太大差別,唯一的不同是,在寶馬7系上的應用的碳纖維部件需要追溯?!霸诔鰪S時會將應用在7系上的部件進行編號,這樣就可以對這個部件進行終身追溯?!标懻\表示。
據(jù)介紹,這種“區(qū)別對待”是因為i系列上的碳纖維應用已經(jīng)經(jīng)過了驗證,而7系因為由多種材料混合應用,需要對其中的特殊部件進行追溯,一旦需要,將可以知道這塊部件在出廠時的生產(chǎn)信息,如當時的制作的環(huán)境溫度、濕度、以及生產(chǎn)人員等。
實際上,這種部件編碼制在國內(nèi)諸多碳纖維部件生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線上已經(jīng)開始推行。大概,這就是強度高、耐擠壓撞擊、又耐腐蝕材料的“特權(quán)”吧
碳纖維復合材料的維修奧義實際上就是“換”,那么鋁合金這種同樣是金屬的材料呢?顯然不能是不計成本的一味更換,但也不再是火星四濺的氣焊。
據(jù)了解,寶馬針對中國市場的用戶,專門推出了一款云端互聯(lián)的APP,可以在這款app上預約車輛的售后事宜,而通過這款app預約的售后服務,首先能夠保障的就是原廠件和最新的維修工藝。
鈦媒體現(xiàn)場了解到,針對結(jié)構(gòu)件,寶馬已經(jīng)在自身的售后體系中全部推行膠粘鉚接的維修工藝。傳統(tǒng)的氣焊技術雖然成本更低,但是會產(chǎn)生高溫環(huán)境,只能適用于傳統(tǒng)的鋼鐵材料,而對于鋁合金等不耐高溫的材料,則難以適用。
“與傳統(tǒng)技術焊接相比,膠粘與鉚接不僅讓車身外觀更加平整、操作能耗更低,抗拉強度更是提高了30%?!爆F(xiàn)場技術人員告訴鈦媒體。
在實際演示中,用同樣的力度同時擠壓左右兩邊分別通過焊接和膠粘鉚接維修的部位,結(jié)果焊接工藝的一側(cè)破裂,而膠粘鉚接一側(cè)安全無恙。
同樣力度擠壓左右兩側(cè),左側(cè)為氣焊,右側(cè)為膠粘鉚接
氣體焊接處已經(jīng)裂開
“這是因為膠粘將抵擋橫向拉扯的力,而鉚接則可以抵擋縱向拉扯的力?!爆F(xiàn)場工程師告訴鈦媒體,“更重要的是,這兩種工藝都不會產(chǎn)生高溫,可以適用于新型車身材料?!贝送?,據(jù)介紹,根據(jù)車身材料的不同,技師還需要掌握10余種膠粘工藝。
實際上,膠粘鉚接已經(jīng)不是一項新工藝,大部分高端車品牌都在推行,寶馬的優(yōu)勢在于會提供多種型號的車膠,分別用于車頂、車門以及結(jié)構(gòu)件等。
寶馬新7系
當然,除了針對車身材料的維修,寶馬的噴漆工藝也因為率先使用水性漆,并且“等待時間長”而為業(yè)內(nèi)熟知。
據(jù)鈦媒體了解,之所以寶馬的噴漆時間長,是因為其標準噴漆工藝包括10道大工序,超過30個小工序,歷經(jīng)刮涂、打磨、噴涂等各種流程。
寶馬6系的彩色水漆涂裝
“BMW的噴漆技師要將漆膜厚度的誤差控制在5微米之內(nèi),相當于一根發(fā)絲的1/16,這樣才能還原漆面對車輛的保護和機械性能?!毕嚓P維修技師告訴鈦媒體。
而且,寶馬官方信息顯示,寶馬自2005年就率先在國內(nèi)推行水性漆,其原廠水性漆超過70%的構(gòu)成為水,與傳統(tǒng)油漆高達84%的有機揮發(fā)物相比,每年可減少超過3500噸有機揮發(fā)物的排放,而噴涂作業(yè)采用無塵干磨替代傳統(tǒng)水磨,每年也可減少約2萬噸污水排放。
對于高端汽車品牌來說,其在推行一項新興技術的過程中,不僅要面臨研發(fā)端和生產(chǎn)端的挑戰(zhàn),在整個售后體系、客戶體驗以及產(chǎn)品可靠性的驗證方面,都需要建立起完備的體系,由此可見,寶馬在汽車輕量化技術上的投入決心。
來源:鈦媒體
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