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比金属还坚固

2014-08-02祁子鑫

汽车与驾驶维修(汽车版) 2014年8期
关键词:钢制轻量化弹簧

■文:祁子鑫

比金属还坚固

■文:祁子鑫

通常情况下,我们会认为金属比塑料坚固,皮革比纤维结实。但在科学家眼中,这些默认的规律却并不适用,通过科学技术可以让我们开发出各种新型材料,他们不仅轻便,且坚固程度远远大于传统材料。

全新的材料有效降低簧下质量,提升车辆操控性能,并且也为整体轻量化做出贡献

奥迪最近研发出一种新型弹簧,一种由玻璃纤维增强聚合物(glass fiber-reinforced polymer,简称GFRP)制成的新型悬挂弹簧。与传统的钢制弹簧相比,GFRP弹簧减重40%, GFRP弹簧由奥迪公司与一家意大利专业供应商联合开发。在外观上,它与传统钢制弹簧有所不同,GFRP弹簧呈浅绿色,纤维束比钢制弹簧的钢丝更粗,弹簧的直径略大,卷数略有减少。中大型车上一根钢制弹簧的重量约为2.7千克,而具有相同性能的GFRP弹簧重量约为1.6千克,减重40%。一辆车上4根GFRP弹簧大约共减重4.4千克,这其中的一半属于簧下质量。

GFRP弹簧的芯轴直径只有几毫米,由长玻璃纤维组成,并灌注了环氧树脂(epoxy resin)材料,更多的玻璃纤维以正负45°的方向包裹在芯轴上。这样,玻璃纤维的压缩层相互支撑,能够充分吸收作用在弹簧上的压力。在最后的生产阶段,坯件将在温度高达100℃以上的烤炉中进行加工。相比普通钢制弹簧,GFRP弹簧可以根据不同的参数进行精准的调校。同时,它具有卓越的耐腐蚀性,即使在极端情况下被石块撞击划伤表面,依然能够抵御清洗液等化学药品的侵蚀。另外GFRP弹簧与钢制弹簧相比还拥有一个重要的优势,它在生产过程中的能耗更低,更加环保。

在更注重轻量化的今天,减重工程已经开始设计弹簧这种较小的零部件。奥迪全新的GFRP弹簧已经不仅是一种概念,而是将在今年年底开始正式使用了。

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