張曉珍

摘 要：轎車輕量化制造技術(shù)是節(jié)能減排的重要技術(shù)之一，如何在保證安全性的基礎(chǔ)上，制造節(jié)能環(huán)保的轎車一直汽車行業(yè)的研究重點(diǎn)。從開發(fā)和應(yīng)用新材料和成型技術(shù)等入手，減輕轎車自身的重量，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能減排。

關(guān)鍵詞：轎車；輕量化；成型技術(shù)；鋁合金

中圖分類號(hào)：U462 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）23-0028-01

隨著全球可利用資源的不斷減少，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。節(jié)能型汽車正逐漸成為汽車行業(yè)的主題，節(jié)能型汽車主要包括兩大方面：①新能源汽車的開發(fā)；②汽車的輕量化。如何制造出安全性高、低油耗、節(jié)能環(huán)保、充分利用有限資源的轎車一直汽車行業(yè)熱門研究的問題。一般轎車車身質(zhì)量約占整車的40%，約60%的油耗是用在車身上，轎車部件質(zhì)量每減輕1%可節(jié)油1%，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量每減輕1%可節(jié)油2%。另外，轎車的輕量化可提高轎車的加速性、穩(wěn)定性、安全性，降低噪音和震動(dòng)等。轎車輕量化制造技術(shù)是有效降低油耗、減少汽車排放和提升安全性的重要技術(shù)之一，日漸成為世界各國汽車制造最新核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。

目前國內(nèi)外的轎車輕量化技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下方面：新材料技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，逐步替代傳統(tǒng)的鋼鐵制件；液壓成型、激光焊接、發(fā)泡鋁成形技術(shù)等新的成形工藝使工件結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，降低了原材料消耗；現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)注重汽車輕量化的開發(fā)，不斷促進(jìn)汽車向輕量化發(fā)展。

1 轎車輕量化的發(fā)展前景

汽車輕量化技術(shù)一般采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有效的對(duì)汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，及通過使用新材料、新工藝在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的空車重量，從而提高汽車的動(dòng)力性，可減少燃料消耗，降低排氣污染。根據(jù)研究，通過汽車結(jié)構(gòu)的改造和制造材料的優(yōu)化，汽車重量還有15%的下降空間，在確保安全性能的基礎(chǔ)上，不斷研究及開發(fā)，汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的趨勢(shì)。

目前，可用來減輕汽車自重的材料有兩大類：一是高強(qiáng)度材料，如高強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度不銹鋼；二是輕質(zhì)材料，如鋁合金、鎂合金、鈦合金、塑料和復(fù)合材料等。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，高強(qiáng)度輕型材料逐漸取代鋼鐵材料，其所占的比重越來越重，越來越多的汽車零部件材料選用鋁、鎂合金來制造。另外，隨著科技的不斷進(jìn)步，納米技術(shù)的日漸精細(xì)化，汽車制造商不斷采用納米技術(shù)進(jìn)行嘗試，納米技術(shù)不僅能夠給汽車帶來壽命的延長(zhǎng)，還能提高汽車的安全性，降低汽車在碰撞時(shí)受損的程度。

2 鋁合金材料在汽車輕量化制造技術(shù)中的應(yīng)用

減輕車重、材料的再利用和綠色制造是汽車材料的發(fā)展重點(diǎn)之一。近20年，國內(nèi)外汽車質(zhì)量減輕了20%～26%，不論選用何種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，輕量化、節(jié)能減排、降低污染是發(fā)展汽車主要課題，輕量化是關(guān)鍵。我國鋁資源豐富，主要用于汽車的鋁合金主要分為鑄造鋁合金、變形鋁合金及鋁基復(fù)合材料，其中鑄造鋁合金用量占80%左右，其余占20%左右。

我國鋁資源豐富，產(chǎn)量占全球的1/3，不但綠色環(huán)保還可循環(huán)利用。鋁合金是一種高強(qiáng)度并具有多種優(yōu)良性能的輕型材料，其密度約為鋼的1/3，相同性能比鋼減重60%，撞車時(shí)，鋁比鋼多吸收50%的能量。鋁具有高導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐蝕及密度小的特點(diǎn)，屬非鐵磁性金屬，對(duì)輻射能有較強(qiáng)的反射能力。鋁具有優(yōu)良的可塑性，適用于鑄、鍛、沖等工藝，其中最適合汽車零部件生產(chǎn)。鋁容易和一些金屬熔合形成性能各異的合金材料，以滿足不同的加工制造要求。從生產(chǎn)成本、零部件制造、原材料利用等方面比較，鋁合金是不可缺少的汽車生產(chǎn)材料。

鋁合金在汽車制造中的應(yīng)用主要包括幾個(gè)方面：①發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，全球60%的汽車生產(chǎn)商制造的發(fā)動(dòng)機(jī)都采用鋁合金，它具有良好的導(dǎo)熱性和抗腐蝕性，但是耐磨性較差。②輪轂的應(yīng)用，鋁合金輪轂外表美觀，具有較高的強(qiáng)度和散熱性，且尺寸精度高，能有效減輕震動(dòng)等性能。③車身的應(yīng)用，進(jìn)過熱處理的鋁合金板材是汽車外殼及車身框架的主題材料，通過涂裝烘干后強(qiáng)度提高，可用于內(nèi)板等形狀復(fù)雜的部位；采用鋁合金的的車身與鋼制車相比質(zhì)量減輕了30%～50%。④零部件的應(yīng)用，鋁合金制造的零部件，有效減輕相應(yīng)零部件的重量，大大提高了汽車行駛的平順性及穩(wěn)定性，如鋁制熱交換器的質(zhì)量比銅質(zhì)的質(zhì)量下降了37%～45%，汽車空調(diào)器已完全采用鋁制。⑤鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用，利用陶瓷等不同的增強(qiáng)材料，使強(qiáng)度、彈性、耐熱性、耐磨性等大幅度提高，目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的頂端已采用復(fù)合材料。

3 轎車運(yùn)行材料的應(yīng)用

為提高環(huán)保及降低汽車重量，采用高熱值的動(dòng)力燃料也是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑。目前汽車使用的燃料主要是汽油，全球石油的可開采資源不斷減少，石油資源短缺；另一方面，人類的生活過多的使用石油，使全球環(huán)境污染不斷嚴(yán)重，探索和尋求可替代石油的新資源是一個(gè)十分迫切的問題，也是提升汽車運(yùn)行材料品質(zhì)和降低車身自重的有效途徑之一。

開發(fā)及采用高效清潔的新能源（如天然氣、氫氣等），可實(shí)現(xiàn)汽車自身輕量化，經(jīng)過全球汽車行業(yè)的不斷探索，油電雙混合動(dòng)力轎車及電動(dòng)力轎車（包括純電力汽車，混合動(dòng)力汽車，燃料電池汽車），有效的降低轎車自重及燃油消耗，有效提升了轎車在節(jié)能減排方面的優(yōu)勢(shì)，但是其對(duì)制造技術(shù)要求較高，成本較高，進(jìn)入市場(chǎng)后的價(jià)格較高，不能滿足大眾消費(fèi)水平，同時(shí)電動(dòng)力汽車缺乏專業(yè)的充電設(shè)備，不適用于長(zhǎng)途旅行，但是電動(dòng)力汽車技術(shù)相對(duì)成熟，如有政府鋪設(shè)輔助設(shè)施，必將成為未來轎車的主題。轎車輕量化是汽車未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，如何從轎車各個(gè)方面即滿足安全性又能降低汽車的自重，還需要不斷的研究。

4 結(jié) 語

面對(duì)能源危機(jī)和全球環(huán)境污染問題，轎車的輕量化是當(dāng)前汽車行業(yè)研究的熱點(diǎn)。在開發(fā)和利用新材料和成型技術(shù)方面，充分利用我國礦產(chǎn)資源優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)新型高強(qiáng)度輕型材料的競(jìng)爭(zhēng)力，提高成型技術(shù)及替他制造工藝，降低成本。同時(shí)新的動(dòng)力能源的探索及開發(fā)也是十分重要的。通過政府的扶持，生產(chǎn)商的不斷探索與研究，制造輕量化和節(jié)能環(huán)保性轎車只是時(shí)間問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李美華，李增榮.轎車輕量化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的研究[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2012，（10）.

[2] 王志文.汽車輕量化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀初探[J].汽車工藝與材料，2009，（2）.

[3] 黃佩賢.輕型材料鋁合金在汽車上的應(yīng)用[J].上海汽車，2002，（1）.

[4] 袁序弟.輕金屬材料在汽車上的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2002，（8）.

[5] 丁向群，何國求.轎車用鋁合金的研究應(yīng)用進(jìn)展[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，（11）.

[6] 王孟君，黃電源，姜海濤.汽車用鋁合金的研究進(jìn)展[J].金屬熱處理，2006，（9）.

[7] 張志民.鋁合金材料在現(xiàn)代汽車輕量化制造技術(shù)中的應(yīng)用[J].專用汽車，2007，（7）.