Autohersteller geben das Pfund ab, um die Kraftstoffeffizienzstandards zu erfüllen

Autohersteller stellen einige ihrer meistverkauften Fahrzeuge auf Diät, um strenge neue Vorschriften zur Kraftstoffeffizienz zu erfüllen, die Mitte des nächsten Jahrzehnts in Kraft treten werden.

Aluminiumauto: Die hier gezeigte Aluminiumkarosserie des Range Rover trägt dazu bei, das Fahrzeuggewicht um über 400 Kilogramm zu senken.

Der Trend führt dazu, dass Autohersteller leichtere Fahrzeuge einführen und Demonstrationsprojekte starten, die Hunderte von Kilogramm aus ihren beliebtesten Fahrzeugen herausnehmen sollen. Im vergangenen Monat erhielt GM beispielsweise wichtige Auszeichnungen für seine neue Cadillac ATS-Limousine, die 3.315 Pfund (1503,7 Kilogramm) wiegt und sie zu einem der leichtesten Fahrzeuge ihrer Klasse macht, hauptsächlich dank einer Vollaluminium-Motorhaube und Magnesium-Motorlagern , und andere leichte Materialien.

Jeder Autohersteller, mit dem wir sprechen, spricht darüber, wie er mehr „leichter machen“ kann“, sagt Patrick Davis, Programmmanager für Fahrzeugtechnologien beim U.S. Department of Energy. Büro Fahrzeugtechnik . Der Einsatz von Leichtbaumaterialien ist eine wichtige Maßnahme der Automobilhersteller, um bis 2025 die Kraftstoffeinsparungsstandards zu erfüllen.

Angesichts der neuen Kraftstoffnormen, die eine durchschnittliche Meilen-pro-Gallone-Bewertung von 54,5 für Autos erfordern, können sich die Autohersteller nicht darauf verlassen, dass die Verbraucher mehr Hybrid- oder Elektroautos oder kleinere, effizientere Modelle kaufen.

Die Reduzierung des Gewichts herkömmlicher Autos bietet eine Möglichkeit, eine bessere Kraftstoffeffizienz zu gewährleisten: Jede Gewichtsreduzierung von 10 Prozent führt zu einer 6 bis 7 Prozent geringeren Kraftstoffeffizienz. Gewichtseinsparungen können zu weiteren Verbesserungen des Kraftstoffverbrauchs führen, indem es den Automobilherstellern ermöglicht wird, kleinere, leichtere Motoren und andere Komponenten zu verwenden. Davis sagt, die Hoffnung des DOE sei, dass alle Autos bis 2025 um 35 Prozent leichter sein werden.

Neben Aluminium und Magnesium verwenden die Automobilhersteller mehr Kohlefaser. Das Material ist leichter als Stahl, absorbiert aber dennoch mehr Energie, was leichte Fahrzeuge sicherer machen kann. Aber die Herstellung kann das Dreifache kosten. Das Oak Ridge National Lab (ORNL) entwickelt in Zusammenarbeit mit Dow und Ford neue Vorläufermaterialien, die zusammen mit Verbesserungen bei der Herstellung die Kosten für Kohlefasern halbieren könnten, sagt Raymond Boeman, Programmdirektor bei ORNL.

Nach Jahrzehnten des Anhäufens der Pfunde werden alle Arten von Autos leichter. Mazdas 2014er Mazda6 ist 8 Prozent leichter als das Vorgängermodell; das Chassis ist 16 Prozent leichter und die Stoßfänger, die aus einem neuartigen Harz bestehen, das Mazda mitentwickelt hat, sind 20 Prozent leichter. Jaguar und Volvo planen beide die Einführung von Leichtbaufahrzeugplattformen – Strukturen, die in einer Vielzahl zukünftiger Modelle verwendet werden können –, die in großem Umfang Leichtbaumaterialien wie Borstahl und Aluminium verwenden.

Die Autohersteller verschlanken auch ihre schweren Fahrzeuge, die eines der größten Potenziale zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs haben. Ford hat einen Teil des Stahls in einem seiner beliebtesten Fahrzeuge, dem F-150 Pickup, durch Aluminium ersetzt; und es hat sich mit Dow und ORNL zusammengetan, um das Gewicht dieses Fahrzeugs bis zum Ende des Jahrzehnts um 750 Pfund (340 Kilogramm) zu reduzieren. Der neue Range Rover, der letzten Monat auf den Markt kam, ersetzte genug Stahl durch Aluminium, um sein Gewicht um mehr als 400 Kilogramm zu reduzieren. Der Trend hat zu einem Boom in der Aluminiumindustrie geführt, die für die nächsten Jahre erwartet, dass die Nachfrage nach Aluminium in Automobilen um 25 Prozent pro Jahr wächst.

Auch kleinere Autos bleiben von der Axt nicht verschont. Die Heckscheiben des neuen Fiat 500L werden aus Kunststoff gefertigt und sind damit halb so schwer wie Glasscheiben. Peugeot baut in Zusammenarbeit mit dem Ölgiganten Total eine Demonstrationsversion seines kleinen 208, die dank Verbundwerkstoffen und Kunststoffen 200 Kilogramm leichter ist. Das leichtere Design könnte zu einem Auto mit der Hälfte der CO2-Emissionen seines Vorgängers führen.

Der Fahrzeugleichtbau wird auch für fortschrittlichere, kraftstoffeffizientere Autos wie Elektrofahrzeuge von entscheidender Bedeutung sein. In diesem Jahr wird BMW den elektrischen i3 vorstellen, der über Kohlefaserkomponenten verfügt, um Gewicht zu sparen, das Gewicht des Akkus zu kompensieren und die Reichweite zu erhöhen. BMW hat sich auch mit Toyota zusammengetan, um das Gewicht von Fahrzeugen durch ein Forschungsprogramm zu reduzieren, das Pläne zur Entwicklung von Brennstoffzellen und fortschrittlichen Batterien umfasst; der deutsche Autobauer ist Teil von ein Konsortium das ist ein Elektroauto, das ohne Batterie nur 400 Kilogramm wiegt.

Davis sagt, dass Autohersteller seit Jahrzehnten verstärkt Leichtbaumaterialien verwenden (siehe unsere Geschichte von 1997, A Practical Road to Lightweight Cars ), dass die Gewichtseinsparungen jedoch größtenteils dazu beigetragen haben, neue Funktionen wie Airbags und Infotainmentsysteme hinzuzufügen . Jetzt wollen sie das Gesamtgewicht reduzieren und den Kraftstoffverbrauch senken. Er sagt jedoch, dass es einige Zeit dauern wird, bis sich die Änderungen auf das durchschnittliche Fahrzeuggewicht auswirken, da die Autohersteller neue Modelle im Abstand von einigen Jahren einführen und darauf warten, dass Volumenproduktion und Materialfortschritte die Kosten senken.

Da Autohersteller ihre Fahrzeuge leichter machen, kümmern sie sich auch um Sicherheitsbedenken. In einer kürzlich erschienenen Präsentation, in der die potenziellen Auswirkungen einer größeren Anzahl von Fahrzeugen mit geringerem Gewicht analysiert wurden, Versicherungsanstalt für Straßenverkehrssicherheit stellte fest, dass historisch gesehen in den leichtesten Autos etwa doppelt so viele Menschen sterben wie in den schwersten. Um die Sicherheit der Fahrer zu gewährleisten, werden bessere Fahrzeugdesigns benötigt, einschließlich Sicherheitsfunktionen, die Unfälle verhindern, indem sie den Fahrer unterstützen (siehe Audi schrumpft das autonome Auto und werden automatisierte Autos Kraftstoff sparen?).

verbergen