軽量自動車は安全性が低下するのでしょうか?安全性と軽量化を同時に向上できる

今日の自動車産業の発展方向の一つは軽量化です。軽量化とは、自動車の製造工程において、異なる材料や異なる加工方法を選択することで車体の重量を減らし、車体を可能な限り軽くすることです。

自動車の軽量素材は、金属と非金属の 2 つのカテゴリに分けられます。金属材料には主に高強度鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金などがあり、非金属材料にはエンジニアリングプラスチックや複合材料などがあります。その中でもアルミニウム合金素材には多くの利点があります。密度は鋼鉄の1/3です。延性、耐腐食性に優れ、リサイクルも容易です。さらに、鋳造性も良く、様々な形状に加工できます。現在最も人気のある軽量素材の一つです。

軽量化には、燃料の節約、排出量の削減、運転体験の向上という 3 つの大きな利点があります。テストによれば、自動車の重量を 10% 減らすと、燃費は 6%～8% 向上することが分かっています。車両の車両重量が100kg減少するごとに、100キロメートルあたりの燃料消費量は0.3～0.6リットル削減されます。車の重量を1%減らすと、燃料消費量を0.7%削減できます。車両重量が100kg軽減されるごとに、CO2排出量を約5g/km削減できます。運転面では、車が軽量化されると加速性能が向上し、慣性が小さいため衝突時の制動距離が短くなります。

アルミニウム合金などの軽量素材のコストは比較的高いですが、今後の規模拡大と技術の成熟に伴い、コストは徐々に低下していきます。アルミニウム合金の主な問題は衝突後の修理です。スチールボディは小さな衝突で変形しますが、叩いたり叩いたりすることで直接元の形状に戻すことができます。しかし、アルミニウム合金は室温での成形性が非常に悪いです。叩くと部品が損傷するだけであり、加熱すると冷却後の強度が保証されません。そのため、衝突や変形が発生すると、部品全体を交換する必要があることが多く、手間がかかり、コストもかかります。

理論的には、車が軽いほど慣性は小さくなります。車が同じ初速でブレーキをかけると、ブレーキの消費エネルギーが少なくなり、ブレーキによる減速が速くなり、制動距離が短くなり、車のアクティブセーフティが向上します。車が衝突すると、衝撃エネルギーはその質量に比例します。したがって、同じ条件下では、車が軽いほど、衝突時の衝撃エネルギーが小さくなり、車体構造の変形、乗員への侵入量および衝撃加速度が小さくなり、乗員に対する車の保護がより良く、より安全になります。

自動車の軽量化により、自動車本来の走行安全性、耐衝突性、耐衝撃性、快適性などの機能を維持しながら、自動車自体のコストを増やすことなく、自動車自体の重量を減らすことができます。軽量化は車の安全性や性能を低下させることを意味するものではありません。設計の最適化と製造技術の向上は実際に安全性の向上に役立ち、使用される軽量素材は剛性と強度が向上します。したがって、衝突時に車の変形が小さいほど、乗員の保護効果は高くなります。

材料科学と機械工学の継続的な発展により、自動車に使用される材料は、安全性能を向上させるために単に鋼板の厚さと量を増やす必要がなくなりました。新素材の適用、構造設計の継続的な最適化、異なる素材の相互接続により、安全性能を犠牲にすることなく軽量化を維持することができます。

最近では、車両にアクティブ安全技術とパッシブ安全技術がますます多く採用されています。その結果、自動車開発の傾向はより安全なものになっていくはずです。材料は依然として安全性の主な要素ですが、もはや安全性を保証する唯一のものではありません。

現在、自動車のアクティブセーフティは、衝突回避ブレーキ、レーダー超音波アシスト運転、ACCアダプティブクルーズコントロールなど、さまざまな技術構成によってサポートされています。

パッシブセーフティの観点からは、衝突が避けられない場合に、衝突のエネルギーがドライバーに伝わるのを最小限に抑える方法が自動車の安全性であると理解されるべきです。

エネルギーの変化は、変換と転送に他なりません。正しい設計コンセプトは、乗員室の完全性を保護し、その変形を最小限に抑えながら、エネルギー吸収構造を通じて衝突エネルギーを車体のさまざまなエネルギー吸収領域に分散し、さまざまな部分がエネルギーを吸収できるようにし、変形と断片化の形で分解して吸収し、衝突エネルギーによる乗員の物理的損傷を軽減することです。複数の材料を使用する場合と比較して、製造業者による構造力学と材料科学の習得と応用がより重要になります。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。