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与大自然合作造车 宝马汽车中的“仿生学”
发表时间: 2011-09-29     发布者:清新设计

 

从蜘蛛壳、大象头、马的骨骼及至企鹅、海豚的身材上汲取灵感,将仿生学应用于汽车研发,由此,宝马开始了一个新的进程---

仿生学是研究生物系统的结构和性质,为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学,它对于汽车产品的提升和发展同样潜力巨大。宝马汽车专家基于这一认识,便在汽车设计和材料选择中开始了“与大自然合作”的进程。

螃蟹、蜘蛛壳带来的启示???轻质原料,“少即是多”

从汽车诞生之日起,钢就成为首选金属,但是高密度的钢也意味着相对高的重量。宝马专家发现,自然界很多高度复杂的中空结构,重量保持最轻,却有出色的韧性和强度,如鸟类的羽毛骨质,螃蟹、蜘蛛的壳等。这些就成为他们研究自然界的原型。

一种内部高压造型技术由此诞生。将金属管置于模具中,高压状态下将液压液体或气体注入金属管两端,使金属在2400巴的高压下形成模具的形状。这一技术保证了零件精准的尺寸和形状,在充分利用空间、赢得更多轴力度和硬度的同时减轻了重量。

同时,铝成为进一步减轻重量的最佳候选,应用在许多底盘部件、车身和动力传动系统上。因为它密度小,所以相对轻,并具有易塑型、抗腐蚀等特点。

仿制轻骨架组织???发泡金属进一步研究发现,泡孔组织结构的零部件强度/密度比极佳。如果向铝模具内充气或把将要发生化学反应的小颗粒注入铝模具,形成发泡铝的多孔组织,就能使其充分吸收能量,缓冲震动和噪音。为此,宝马技术专家开始关注哺乳动物和鸟类的骨骼结构。在自然界,发泡材料出色的能量吸收性能发挥最突出的例子是猫头鹰和大象的头部,虽然象头只有几公斤,却能轻松移动几百公斤的重量。

镁作为轻质材料比铝轻33%,比钢轻77%。宝马最近为公司一款6缸车型生产镁/铝曲轴箱,仅这一材料组合就减轻约10公斤重量。而镁铝组合模式的原理正是来源于海葵和水母。

总重量/高负重组织结构???以马为鉴的轻质技术

宝马金属专家目前正在研究动物世界中经过数亿年繁衍优化形成的自然轻质组织。车身结构就象哺乳动物的骨骼,支撑着体内的其他部分。以马为例,马的骨骼与其总体重之比达到完美的7?10%,平衡的秘密就在于马骨骼的结构和密度。

聚合物???轻质结构,舒适的手感,卓越的安全性

在塑料领域,宝马工程师从动物骨骼泡沫似的内部组织中受到启发,开发了一种崭新的工艺技术???整体注塑发泡,由此可降低零件内部仍是流体状态的压力,使气体在熔化的塑料里形成泡孔。经过这一工序,零件的重量减少近20%。

鱼、海豚、企鹅???流线品质的最佳化

宝马H2R氢燃料汽车外型和设计的灵感来自海豚、企鹅的低阻身材。圆鼓的前脸、收起的尾部,极小的正锋面,成就了其0.21的阻力系数。同样,尺寸庞大的宝马7系得益于其流线造型,阻力系数也仅为0.29。而球的阻力系数则是0.50。

宝马专家们乐此不疲,因为循着大自然激发的灵感,通过应用仿生学扩展并推动汽车产品、工艺的传统设计理念,使宝马汽车更轻、更安全、更省油,同时更舒适、动感,持续宝马的纯粹驾驶乐趣。

 

最后更新时间: 2011-09-29    【 关闭窗口 】
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