沃尔沃XC90,不仅是VolvoXC系列车中的顶级产品,而且是Volvo汽车在全球首次推出的全轮全时驱动新一代SUV车型。XC90是Volvo最为自豪的产品之一,其宗旨是成为市场上最安全也最令人心动的完美产品。自推出市场以来,沃尔沃XC90即赢得市场好评如潮,先后获得世界几十项奖项,在美国被评为“年度最佳SUV”。目前,沃尔沃XC90为其所属系列下的最新车系。
整个轻量化优化过程遵循的原则及采用的主要方案包括:
1)重量利用效率(Weight efficient)最大化,也即利用最少的重量达到满意的性能目标;
2)大量应用含硼热成形钢(High amount of boron steel)的应用,即通过热冲压成形技术实现高强化,继而减薄的零件的厚度,实现轻量化。
3)采用铝合金零部件(Aluminum components)
4)减薄地板的材料厚度(Thin body panels)
关于车身的性能设计,坊间有个说法:车身性能设计,80%在于满足刚度(与安全、舒适、NVH和可靠耐久均有关),而20%的设计是满足强度的要求(安全和可靠耐久),一个优秀的车身设计是用最小的重量来实现这样的设计要求。XC90在提升车身刚度方面的方案主要有:
1)高刚性环状设计(Stiff ring structures)理念,其包括结构形状环和与材料强度相关的强度环,也就是在结构上实现环状的连接,同时也要保证连接环的每个部位都需要有一定的强度保证,不会因为局部的强度或刚度不足而导致“木桶效应”,削弱环状结构对车身提升的效果。图5为车身后部某刚性环示意图。
2)高刚性的减震器支座(Stiff shock tower)。虽然材质选用的是弹性模量较低的铝合金(约为钢的1/3),采用高压铸造工艺,见图6。。减震器支座采用模块化设计成一个整体,通过加强筋的优化,使得刚度远高于传统钢板冲压焊接式的shock tower,传统一般3-5个零件,采用冲压后再进行点焊或弧焊的工艺连接成一个总成。
3)增加刚性连接前副车架(Bolted front subframe)
4)增加贯穿式横向地板横梁(Lateral floor cross members),使得地板结构刚度连续,进而保证车身刚度的要求
5)侧边零件采用高刚性的截面(Side members with high sections)