隨著排放及油耗法規(guī)的日益嚴苛，汽車輕量化正成為車企節(jié)能減排的“不二選擇”。近年來，不僅整車企業(yè)明顯加大在此方面的投入，零部件廠商也紛紛試水輕量化產(chǎn)品，通過材料、工藝等方面的創(chuàng)新進一步為車輛“減肥”。
對于振動控制系統(tǒng)來說，輕量化亦為大勢所趨。在近日對大陸集團旗下的康迪泰克振動控制系統(tǒng)的采訪中，蓋世汽車記者了解到，該業(yè)務(wù)單元在數(shù)年前便實現(xiàn)了抗扭支架、變速箱橫梁、差速器橫梁等輕量化產(chǎn)品的量產(chǎn)，如今這些產(chǎn)品已被通用汽車、凱迪拉克、奔馳等眾多品牌的車型所采用。而除此之外，該業(yè)務(wù)單元在模塊化懸置、主動減振等方面也取得了極大的進展。這些技術(shù)可以幫助抵消諸如更薄的車身沖壓件之類的輕量化措施所帶來的不良副作用。
輕量化：材料與工藝齊發(fā)力
輕量化材料的應(yīng)用是減輕車身重量的最直接手段?？档咸┛吮阍诮谕瞥隽硕嗫钶p量化的聚酰胺懸置和結(jié)構(gòu)件。為了滿足車身減重的需求，聚酰胺部件不僅能滿足全部的產(chǎn)品性能要求，而且相較于傳統(tǒng)的金屬部件如壓鑄鋁，最高可實現(xiàn)50%的減重。采用此類全新的聚酰胺產(chǎn)品，整車廠可更好地達到二氧化碳減排方面相關(guān)的法規(guī)要求，包括歐5排放標準。
康迪泰克振動控制系統(tǒng)亞洲區(qū)研發(fā)經(jīng)理Jim Vance（右）與康迪泰克振動控制系統(tǒng)汽車研發(fā)經(jīng)理朱亦敏（左）
而之所以在眾多熱門的聚合塑料中選擇聚酰胺這一材料，康迪泰克事業(yè)部振動控制系統(tǒng)亞洲區(qū)研發(fā)經(jīng)理Jim Vance近日在接受蓋世汽車記者采訪時表示：首先，該材料可被廣泛應(yīng)用（其產(chǎn)能相對較大）,而且機械性能穩(wěn)定；從成本角度考慮，也更具經(jīng)濟性。
除此之外，康迪泰克還推出了減壓蓋、變速箱橫梁、差速器橫梁、抗扭支架等輕量化產(chǎn)品。據(jù)介紹，2015年康迪泰克振動控制生產(chǎn)超過三百萬件聚酰胺零件，其中包括30種不同的零件，并且大多已在德國和中國的工廠實現(xiàn)量產(chǎn)。目前來看，這些產(chǎn)品采用的均是玻纖或玻纖增強的聚酰胺材質(zhì)。而Jim Vance也透露，康迪泰克接下來可能會采用碳纖增強的聚酰胺材料。目前，具體新應(yīng)用的研究正在進行，樣件預(yù)計于明年推出。同時，康迪泰克也致力于開發(fā)其他材料和工藝以作進一步提升。
“我們不僅可以修改零件的幾何形狀，改進模具及優(yōu)化工藝，我們也能調(diào)整纖維取向以增加在關(guān)鍵位置的強度，最終實現(xiàn)更強、更輕的設(shè)計來滿足強度和性能要求?！弊鳛橄鹚茴I(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)，康迪泰克十分熟悉橡膠與塑料兩種材料，并且兼具1K（僅僅聚酰胺）與2K（聚酰胺和橡膠）工藝。其中2K工藝可實現(xiàn)橡膠件與塑料件的一次成型（無需組裝），而傳統(tǒng)的1K工藝是先生產(chǎn)聚酰胺部件，繼而與橡膠隔振件進行壓裝工藝。差速器橫梁就是1K工藝的一個例子。聚酰胺橫梁取代了現(xiàn)有的鋁壓鑄件，客戶決定選擇繼續(xù)沿用量產(chǎn)襯套，然后按照傳統(tǒng)工藝進行組裝。如果客戶愿意作出小小的改變選擇更先進的2K工藝，可以進一步實現(xiàn)更多的減重。
全球第一個聚酰胺變速器橫梁
模塊化：最大限度共用零件
發(fā)動機懸置系統(tǒng)作為振動控制的重要組成部分，在支撐動力總成、減少動力總成振動對整車的影響、限制動力總成的抖動量上扮演著重要角色，對整車NVH性能起著關(guān)鍵作用。而除了以上的輕量化技術(shù)，康迪泰克還進一步實現(xiàn)了發(fā)動機懸置系統(tǒng)的模塊化設(shè)計。
“模塊化發(fā)動機懸置系統(tǒng)”性價比高,適用于多種車型。好比在世界上許多不同國家之間建造一個“全球性”平臺，使其適用于各個國家不同動力總成和車輛配置的懸置系統(tǒng)，而無需為每種應(yīng)用創(chuàng)建新的設(shè)計。這種概念旨在提供一項便于“模塊”互換的基本設(shè)計，在此基礎(chǔ)之上可最大限度地共用零件，只對性能進行簡單調(diào)整?；驹O(shè)計基于經(jīng)典液壓懸置，在特定工況下，懸置中的液體通過通道系統(tǒng)產(chǎn)生高阻尼。通過模塊的轉(zhuǎn)換，懸置系統(tǒng)可以成為半主動懸置，通常用來改善怠速性能，或者也可成為主動懸置以提供卓越的振動控制性能。
Jim Vance表示，對于車企來說，模塊化的設(shè)計概念所達到的最直接效果便是降低成本。“以我們的一個客戶——通用汽車為例，它曾在全球打造了一個小型車平臺，擁有30多種不同的發(fā)動機和動力組合，而模塊化設(shè)計可以匹配每個市場的懸置系統(tǒng)以提供優(yōu)良的NVH性能。同時可以最大限度地共用模具和零件，針對每一款動力總成和市場特點進行局部的微調(diào)。因此最終的結(jié)果是：我們能以最低的成本達到主機廠的需求?！?/span>
主動減振：未來應(yīng)用潛力大
設(shè)計和研發(fā)主動振動控制系統(tǒng)是康迪泰克振動控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)單元的核心領(lǐng)域之一。主動振動控制系統(tǒng)包含三個基本部件：機電驅(qū)動式執(zhí)行機構(gòu)、電子控制裝置及傳感器，通常是加速度傳感器?！爸鲃印币辉~意為著振動控制系統(tǒng)會根據(jù)不同工況而變化。所有的主動減振系統(tǒng)都是通過傳感器來測量振動，測量到的振動信號會傳至電子控制裝置。隨后，電子控制裝置會據(jù)此生成控制信號以消減振幅。這里有兩種不同的主動減振系統(tǒng)，都旨在提升舒適感，卻有兩種不同執(zhí)行控制信號的方法：
第一類是“主動減振器系統(tǒng)”。在該系統(tǒng)中，機電驅(qū)動式執(zhí)行機構(gòu)直接和重要位置相連，有時是發(fā)動機懸置外部、車身甚至是吊架或車架。該機電驅(qū)動式執(zhí)行機構(gòu)直接通過懸置件形成“反振動”作用，生成了與原始振動相反的信號，因此振動被抵消或降至最小。傳感器會持續(xù)地測量減振效果，機電驅(qū)動式執(zhí)行機構(gòu)會改變控制信號以維持最佳效果。這樣的系統(tǒng)在40至60赫茲范圍內(nèi)效果最佳，但也可以應(yīng)用于其他頻率。
值得一提的是，除了減振，主動減振器系統(tǒng)還有助于為每位客戶創(chuàng)造獨一無二的駕駛體驗，顯著降低車輛內(nèi)部的噪聲水平。不同于簡簡單單通過內(nèi)部音響播放優(yōu)美聲響的動態(tài)音效系統(tǒng)，康迪泰克振動控制系統(tǒng)所謂的“音效設(shè)計”通過對車身結(jié)構(gòu)的振動應(yīng)用來創(chuàng)造一種特殊的“音效和體驗”——例如，高功率發(fā)動機的效果。
第二類系統(tǒng)是“主動液壓懸置件”。在此系統(tǒng)中，執(zhí)行機構(gòu)集成至懸置件內(nèi)部。相較于僅使用執(zhí)行機構(gòu)，流體的使用達到了更好的效果。主動發(fā)動機懸置和減振器的工作原理類似，但其控制信號是直接通過執(zhí)行機構(gòu)傳入發(fā)動機懸置的。該系統(tǒng)可有效補償20至40赫茲的低頻振動，當然也可以用于其他頻率范圍。
Jim Vance進一步解釋道，每輛車在不同工況下，對動力總成的振動的要求不盡相同。當使用傳統(tǒng)的被動懸置系統(tǒng)時，一定的設(shè)計決定了懸置系統(tǒng)的性能，在不同情況下的性能表現(xiàn)參差不齊。而采用半主動懸置系統(tǒng)的優(yōu)勢在于它可以在有限的工況條件下使性能更上一層樓，主動懸置系統(tǒng)則可以在所有工況下主動調(diào)整性能。
Jim Vance認為，雖然主動/半主動懸置的應(yīng)用目前尚不多，但未來的應(yīng)用潛力非常大。“國內(nèi)主機廠目前對半主動懸置已經(jīng)有需求，他們也希望能夠做出這樣的模塊化。在大部分車型上，考慮到最低的成本和優(yōu)良的性能，其依然選擇用傳統(tǒng)的液壓懸置。而對于一些特別的動力總成或被動懸置系統(tǒng)無法滿足車型的較高要求時，他們需要用到半主動懸置助其一臂之力。至于主動懸置，國內(nèi)目前的需求還不明顯?！?/span>
小結(jié)：未來汽車的發(fā)展更具有燃油經(jīng)濟性、環(huán)保和高效的特點，而無論是輕量化、模塊化或是主動振動方面的創(chuàng)新產(chǎn)品，均為此注入了新鮮力量。具體到中國汽車市場，隨著燃油限值的逐漸緊縮，汽車輕量化將成為重中之重。與此同時，其對于模塊化或主動減振產(chǎn)品的需求也正在萌芽，未來幾年有望高速增長。而對此，Jim Vance認為，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該要“主動出擊”，而不是“守株待兔”。
