轻量化·雪佛兰Corvette C7 碳纤维复合材料轻量化之路
本文摘要：（由ai生成）
雪佛兰克尔维特自1953年推出以来，一直采用创新材料和技术。从玻纤复合材料到碳纤维，克尔维特不断推动车身轻量化与性能提升。C7 Stingray采用全铝车身、碳纤维引擎盖及可移动顶盖，提升燃油经济性。作为美国国宝级跑车，克尔维特以亲民价格和卓越性能赢得市场认可，成为“国民跑车”。
雪佛兰克尔维特首代车型诞生于1953年，底盘代号为C1。1953年版的克尔维特C1采用的是硬轴式非独立悬挂。1963年的克尔维特C2 Stingray版本是首款采用独立悬挂的雪佛兰克尔维特。自1953被推出以来，Corvette一直是一款多材料的汽车。追溯到66年前，通用汽车公司的设计师Harley Earl创造了一种跑车设计，旨在与英国和意大利的设计竞争。为节省模具成本，通用选择采用手工铺放玻纤复合材料的方式制作所有的车身面板，包括地板。位于美国俄亥俄州Ashtabula的 Molded Fiber Glass Co.被选中制造车身。
Corvette一直以来都是通用汽车公司实现新材料、新工艺获奖的平台，以及使用复合材料车身板技术的行业先驱。1968年，手工铺层被湿法模压成型所取代，使制成的车身面板更轻、更薄。1973年，片状模塑料（SMC）首次在汽车上亮相，为SMC在整个行业的应用铺平了道路，直到今天。对SMC的持续改进也出现在Corvette上。早在20世纪80年代中期，通用汽车公司就通过添加空心玻璃微珠，使第一批低密度的SMC（比重1.3，传统SMC的比重为1.9）获得了在Corvette的地板和其他非外观部件上应用的资格。自此以后，低密度SMC经历了多次迭代，现已进入量产应用阶段，包括用于A级表面的外饰面板。
通用首次对碳纤维车身面板的应用是2004 C5勒芒版上的引擎盖，它采用了热压罐固化的外板和混合了玻璃纤维和碳纤维的SMC内板。2006年推出的C6 Z06车型有碳纤维的挡泥板、车轮衬套和地板。同款车的ZR-1版本增加了碳纤维发动机罩和分离器。
在2013北美车展上，雪佛兰发布了一款超级跑车——克尔维特Stingray（Corvette Stingray）.克尔维特C7 Stingray（“Stingray”名字源自克尔维特C2 Stingray版本）采用了全铝车身、钢板弹簧式双叉臂前后悬挂以及6.2L的通用LT1-V8发动机。
2014款的克尔维特C7不管是外观还是内饰上都有了很大的改进，尤其是内饰设计上费尽心思，苛求完美，车内采用碳纤维制造，真皮座椅全部为手工缝制，甚至还装有一台大的液晶显示屏，能够随时切换的仪表盘，抬头显示功能、多功能方向盘以及巡航模式抬头显示系统，可显示G值。一键启动、内后视镜等等处处彰显着充满战斗气息的设计，时时刻刻都在告诉我们这真的是一款高性能的跑车。最大马力455p选装运动排气后460p马力最大扭矩621NM。引擎转速主动自适应巡航系统牵引力控制系统，防止车辆过度打滑外后视镜带加热电动调节，驾驶侧带自动防炫目功能。
而在科技感配置方面，抬头显示等新功能也一应俱全。相对于老款克尔维特C6，C7完全是一款全新打造的车型。全新的轻量化框架式纯铝合金底盘、碳纤维引擎盖以及可移动式的顶盖让整车减重45kg。而车门、翼子板等部分采用了复合材料也成功减重17kg，因此燃油经济性也自然更加出色。C7的车身尺寸为4496毫米，比现款C6的4435毫米稍长，而轴距则比上一代车型的2685mm，增加25mm，达到2710mm，相比老款能有更出色的表现。
克尔维特作为通用集团旗下亲民而又强悍的黄金跑车，动力方面，克尔维特C7采用了6.2升LT1的V8发动机，最大功率335kW(456PS)，最大扭矩足足有610Nm，百公里加速不到4秒，这对于一台超级跑车来说绝对是令人赞叹的成绩。
作为美国国宝级跑车，克尔维特狂野大气，不拘小节，一直活跃在赛道上，在勒芒拉力赛和Indy 500赛场上都表现出不凡的实力，双模排气系、弹射起步、电磁感应悬挂可谓是克尔维特值得的骄傲。6.2升排量V8 发动机使得这款黄金跑车最大马力高达455P，选装运动排气后，460P马力量都最大枢纽621M，可谓是一款天然超想象的跑车。这款车价格上远远低于那些欧洲的天价跑车，但是所提供的性能却一点也不输给他们，60年里超过150万的销量，俨然成为美国的“国民跑车”。
随着C7-Stingray的推出，通用为所有的Corvette C7配备了碳纤维的发动机罩，并推出了碳纤维的可移动车顶，这一直延用到C8，尽管C8恢复到采用低密度SMC制成的发动机罩。
碳纤维发动机罩
新一代克尔维特Stingray的车身框架采用铝合金设计，比上一代采用传统钢制材料的的车身质量降低了45kg，而车身强度却提高了57%。
2014 corvette C7 AL 车身
上代车型车身的主要框架是采用连续高压成型的方式制造，厚度都是一样的。而新的克尔维特采用了独特的高能量激光焊接，通过电脑控制，其精度可精确到0.03mm，铝合金车身框架主要分为5部分，每一部分可根据形状及强度的性能要求，厚度可从2mm至11mm进行优化，以最大化地减轻车身重量。
Corvette是第一款采用玻纤增强复合材料板弹簧的乘用车，其横向后单体板弹簧于1981年采用纤维缠绕工艺被生产出来。针对1984年推出的C4，通用增加了一个前横向弹簧，这样可以降低引擎盖线。这种悬架设计是通过C7车型实施的，经历了35年的试验。
早期Corvette的成功，令通用于1985年将复合材料板弹簧用在小型货车上，于1986年用在豪华汽车上，并从1988年到20世纪90年代中期，将复合材料板弹簧用在数百万辆的中型轿车上。
前后双叉臂+横向单层钢板弹簧悬挂系统
到了2014 Corvette C7,车门、翼子板、后护板均采用了比上一代密度更轻的材料。这些材料的创新应用，进一步减重17kg。据官方介绍，基于这些轻量化的设计，新一代克尔维特Stingray的前后配重比达到了50:50。新一代克尔维特Stingray的悬挂系统在结构上没有多大变化，还是延续了上一代车型的悬挂结构，即采用前后双叉臂+横向单层钢板弹簧悬挂系统。虽然结构大体一样，不过新一代的克尔维特在每一个组件上都进行了全新轻量化的设计。
如采用了碳纤维的下控制臂，减少了4kg的重量，采用铝制前束臂减少了1.1kg的重量。这些轻量化的设计，将减少簧下质量，有效提高悬挂的响应，进一步提升操控性能。
Corvette还开创了保险杠系统的先河，于1984年使用了采用玻璃纤维毡热塑性塑料（GMT）制成的第一个商业化的保险杠防撞梁。到20世纪90年代，全球超过16%的乘用车使用了GMT制成的保险杠防撞梁，现在全球很多车型仍在使用这项技术。1989年，通用采用陶氏的聚异氰脲酸酯（PIR），将Corvette的保险杠梁改为结构增强注射成型（SRIM），这使得每年用在通用微型货车上的SRIM 梁达到115000根，并最终于2001～2003年研制出用于通用皮卡的SRIM Pro-Tec 车厢。
美国复合材料零部件供应商plasan carbon composite为2014 Corvette C7 提供了碳纤维增强复合材料零件。
相比于铝合金零件其轻量化效果对比如下：
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