汽車輕量化發(fā)展趨勢報告1

1、汽車輕量化發(fā)展趨勢報告汽車輕量化不是什么新鮮的名詞， 但卻是在近兩年被提及的越來越頻繁， 從試點過渡到 普遍的應用技術，汽車輕量化的優(yōu)勢不言而喻， 然而每個企業(yè)對于輕量化的方向不同， 所以 也引發(fā)了很多爭議。什么是汽車輕量化L3O.61持續(xù)優(yōu)化車型。實驗證明，若汽車整車重量降低 低1%油耗可降低0.7%;汽車整備質(zhì)量每減少10%燃油效率可提高 6% 8%汽車重量降100千克，百公里油耗可降低0.3 0.6升。目前輕量化被最廣泛應用的是鋁合金的技術。1990年9月開始銷售的日本本田NSX車j氣車輕量化就是為j氣年瘦身,在確保穩(wěn)定提升性能的基礎上, 節(jié)能化設計各總成零部件，持續(xù)優(yōu)化車型aInfor

2、matEon若汽車整牟簟量唏氐 10% r燃濁效率可提 高&%呂.Information汽車葩質(zhì)量毎減少 干克，百公里:由 耗呻矽3-0E升.汽車輕量化就是為汽車瘦身，在確保穩(wěn)定提升性能的基礎上， 節(jié)能化設計各總成零部件,采用了全鋁承載式車身，比用冷軋鋼板制造的同樣車身輕200kg，引起全世界的矚目。本田NSX車采用了全鋁承載式車身近年來奧迪、 想的輕量化材料，捷豹、新攬勝都使用了全鋁式的車身結(jié)構(gòu)，鋁合金已經(jīng)成為了一種比較理鋁合金還可以按照添加合金的不同和比例的不同以及制造工藝的區(qū)別，應用在車身、車架、制動盤、發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、活塞、進氣歧管、搖臂、發(fā)動機懸置支架、空壓機連桿、傳動

3、器殼體、離合器殼體、車輪、制動器零件、把手及罩蓋殼體類等地方。近年來，鋁合金用于車身材料的加工方式的成本有所降低。以前都要將厚的鋁合金板沖壓成薄板再進行加工，目前通用引入了和鋼板沖壓類似的熱沖壓成形技術。奧迪ASF全鋁車身結(jié)構(gòu)這對工藝的要求是十分嚴格的， 入成形區(qū)的難度，并且在成形區(qū)內(nèi)， 力集中地方產(chǎn)生急劇減薄而發(fā)生破裂。因為沖壓時摩擦因數(shù)的增大，不僅會增加壓邊區(qū)材料進由于摩擦力的作用， 截面各處材料流動不均， 容易在應 協(xié)調(diào)好壓邊力與沖壓力的關系，加上良好的潤滑， 是實現(xiàn)鋁合金熱沖壓再次降低材料成本的關鍵。當然鋁合金作為大范圍量產(chǎn)的輕量化材料固然理想，也有自身的缺點，比如工藝復雜且后續(xù)維修費

4、用高。對于本文，我們不對鋁合金的材料做重點闡述，我們將主要講解輕量化的其他發(fā)展方向。碳纖維的春天當然，還有更多的輕量化材料和科技應用在現(xiàn)在的汽車當中，在文章開篇中提到的第六代寶馬7系所使用的i3與i8輕量化科技，其中就包括了碳纖維車身。寶馬i3碳纖維座艙碳纖維的車身多見于超跑，昂貴的價格一直讓平民車對其敬而遠之，寶馬i3的到來刷新了這一領域的歷史價格，要知道寶馬i3在海外的售價26.6萬元起，突破了成本的制約，也許汽車碳纖維的春天已經(jīng)到來？寶馬i3的碳纖維座艙，是寶馬與德國SGL碳纖維公司合資建立全新工廠內(nèi)以高度自動化的方式生產(chǎn)的。該材料強度可媲美鋼材，但密度小了50%甚至比鋁材還低 30%其

5、實邁只是這次寶馬的步履明凱輪和蘭博基尼都成功地大幅度降低了碳纖維合成材料的生產(chǎn)成本, 顯加快了。碳纖維材料本身并不昂貴，然而要把碳纖維加工成適合車輛行駛、碰撞的成品才真正是其價值所在。一般來說，一款超級跑車承載結(jié)構(gòu)的車身從膠合、烘干到冷卻需要4天時間，例如帕格尼風之子。交錯織成的纖維布可形成勻稱的菱形圖案。纖維布已用松脂浸濕（一道化學過程，即先用化學制劑進行浸漬），不過在膠合之前必須冷卻，以便松脂在爐中進行反應?？傊@ 是一個頗長的、幾乎無法使其自動化的進程，因而也是一個昂貴的過程。剁斷碳纖維用于汽車制造的新工藝所以大大縮短時間是降低碳纖維成本的一個方法，邁凱輪和蘭博基尼使用的不是碳纖維布，而

6、是單個的、部分是很短且很薄的剁斷碳纖維（Chopped Carbon）。它們被一束束捆起來，在松脂中浸濕，然后使其成形。成形的碳纖維再放進由鋼制成的機器中，在那里加壓升溫（鍛造過程），引起結(jié)構(gòu)的化學反應。這個過程必須在6分鐘內(nèi)完成，這樣就恰好適于大批量生產(chǎn)線的進程。 雖然碳纖維增強 合成材料良好的形狀既沒有達到用化學制劑進行預處理的完美的菱形，也沒有達到完美的堅固性，但是這種方法得到的材料強度仍然可以和鋼媲美，關鍵在于重量只是鋼材的二分之一。碳纖維從跑車過渡到平民用車只是時間的問題，悄無聲息的戰(zhàn)爭已經(jīng)展開，2011年，寶馬和大眾就競相增持碳纖維供應商西格里（SGL）的股權。12月2日，德國寶馬

7、宣布與美國波音航空公司展開合作。共同開發(fā)碳纖維材料技術，用于新型汽車和飛行器。這次合作意味 著寶馬與競爭對手大眾再次爭奪碳纖維技術領域的伙伴，大眾也已通過旗下的蘭博基尼品牌與波音達成碳纖維方面的合作。順便說一句改裝市場充斥的各種所謂的碳纖維，山寨能力絕對堪稱一流，但是價格確實相差很多。所以您在購買的時候一定要多比較，二者的不同也是非常明顯的。鎂合金的制約雖然碳纖維能夠用于制造汽車的很多部位， 但是全部使用碳纖維是不可能的， 所以，你 也會發(fā)現(xiàn)，很多汽車所使用的輕量化技術是多元化的，各種輕量化的材料齊上陣，鎂合金也是其中的一種。鎂的密度約為鋁的2/3，在實際應用的金屬中是最輕的。鎂的密度約為鋁的

8、2/3，在實際應用的金屬中是最輕的。鎂的密度約為鋁的2/3，在實際應用的金屬中是最輕的。鎂合金的吸振能力強、切削性 能好、金屬模鑄造性能好，很適合制造汽車零件。鎂合金大部分以壓鑄件的形式在汽車上應 用，鎂壓鑄件的生產(chǎn)效率比鋁高30%50%新開發(fā)的無孔壓鑄法 (Pore Free Diecast) 可生產(chǎn)出沒有氣孔且可熱處理的鎂壓鑄件。鎂鑄件在汽車上使用最早的實例是車輪輪輞。在汽車上應用鎂合金的實例還有離合器殼體、離合器踏板、制動踏板固定支架、儀表板骨架、座椅、轉(zhuǎn)向柱部件、轉(zhuǎn)向盤輪芯、變速 箱殼體、發(fā)動機懸置、氣缸蓋和氣缸蓋罩蓋等。奔馳SL/SLK跑車折疊鎂合金車頂框架結(jié)構(gòu)奔馳SL/SLK跑車折

9、疊車頂框架結(jié)構(gòu)鎂合金壓鑄件獲得歐洲鎂協(xié)2011年度汽車鎂應用創(chuàng)新一等獎。在2012年歐洲鎂協(xié)20屆年會上，來自奔馳汽車公司的專家介紹了鎂合金在奔馳 汽車中的應用，特別是奔馳新一代 SLK跑車折疊車頂框架是由四個鎂合金壓鑄件組成，分別是車頂框架(3825g)、后窗框架(2075g)、左右C柱(980g)。這些鎂合金壓鑄件都在奔馳 Essli ngen-Metti ngen的鎂壓鑄廠生產(chǎn)。全球化基石 通用汽車中國前瞻技術中心美國通用汽車公司計劃擴大輕量化零部件在汽車中的應用。通用汽車公司開發(fā)出了采用熱成型加工鎂合金板材零部件并且可以防止腐蝕的方法，并且正在對開發(fā)出的零部件進行測試。通用使用的鎂合金

10、防腐蝕的方法是盡量減少兩塊材料之間的鉚合，能使用一整塊鎂合金就不將其分成兩塊。另外，還要在鎂合金的表面刷上防氧化腐蝕的化學制劑。采用此種方法，可以用高強鎂合金板材來替代鋼和鋁板材件。通用汽車公司已經(jīng)對該方法申請了專利。該方法將鎂材料加熱到450° C后進行熱成型。通用汽車公司已經(jīng)采用該方法開發(fā)出了用于汽車后備箱蓋的板材件，并成功通過了相關沖擊測試。由于鎂制車身板件的應用，可以得到更好的車身操控，更佳的性能表現(xiàn)以及更經(jīng)濟的燃 油成本，更輕的車身將在整體層面上提升車輛的性能。相比于鋁制板材件，鎂合金車身板件的成本要高出3至4倍鎂合金在汽車上的應用雖然很早就開始展開，但是目前鎂合金并沒有廣泛的推廣開來，估計通用會是最早將鎂合金在汽車行業(yè)量產(chǎn)推廣的公司，在制造加工方面，制造薄板的鎂合 金包含有 96%的鎂、3%的鋁以及 1%的鋅，并且需要在約 450 攝氏度的環(huán)境下以一個非常慢的 過程進行沖壓成型。這使得制造的工藝要求和制造成本非常高。 相比于鋁制板材件， 鎂合金車身板件的成本 要高出 3至 4倍。另外，由于鎂合金板材的特殊性， 在修復工藝方面或許與傳統(tǒng)的鋼鐵板件 存在一定差異。因此， 室溫下的制造是鎂合金的研究方向， 可以更好的控制鎂合金制件的成本