当前,节能、环保、安全、舒适、智能和网络是汽车技术发展的总趋势,尤其是节能和环保更是关系人类可持续发展的重大问题。因此,降低燃耗、减少向大气排出CO2和有害气体及颗粒已成为汽车工程界主攻的方向。人们现已熟知的美国PNGV计划,预计到2004年或2005年,美国轿车将达到每升汽油可行驶约34km3倍燃料效率)。

    减小汽车自重是汽车降低燃耗及减少排放的最有效措施之一。美国的PNGV计划要求轿车自身质量减小40%。

    1 材料技术在轻量化汽车中的作用

    福特汽车公司负责人在一次国际材料学会议上强调指出,21世纪的汽车将发生巨大的变化,而材料技术是推动汽车技术进步的关键,轻量化是今后汽车发展的关键。

    RNGV:计划中明确提出选用新材料(包括高强度钢、铝、镁、钛合金、塑料及复合材料等)
玛莎拉蒂撞人来实现减小汽车自身质量的目的,并把先进的轻质材料作为急需开发的技术领域。

    铝、镁合金的优越性与竞争力迫使钢铁企业迅速发展高强度材料,于是引发了一场sinna金属材料之战。钢铁业、铝业、镁业都纷纷制定出为汽车减小质量的计划。国 际钢铁协会(International Iron and steel Institute)首先开展了超轻钢汽车车身(Ultra Light Steel Auto Body)项目,简称UISAB。参加该项目的有来自5大洲购车平台18个国家的35家国际著名钢铁企业。该项目于1994年启动,1998年结束。该项目的主要 目标是减小车身质量、提高结构强度、提高安全性、简化制造工艺及降低生产成本。

    UISAB本田皓影报价及图片相关的项目还有欧朗最新报价UISACUltra Light Steel Auto Closures)和UISASUltra Light Steel Auto Suspension)两项目,前者是将高强度钢应用在汽车车身覆盖件上,后一项目是采用高强度和超高强度钢板、钢管、棒材以及一些先进的制造技术来生产 轻量、廉价和性能良好的悬架系统。其目标是通过采用新的钢材及设计,将悬架质量减小20%,不增加成本,达到铝材的减小质量标准,而成本与铝相比下降 20%。

    UISAB奔驰商务车计划后,钢铁企业又于19983月开始在全球实施UISABAVC计划,即先进的汽车概念项目(Advanced Vehicle Concept)。该项目是从整体上研究开发新一代钢铁材料汽车结构(车身、覆盖件、悬架系统、发动机支架及所有与结构、安全相关的部件),于2004 可研制出概念车并满足2004年汽车碰撞安全标准要求,明显改善燃油效率,材料可回收,排放减少并能降低成本,可大批量生产。

    与此同时,世界各大铝业公司也结成了汽车铝材联盟(Auto Aluminum Alliance),其中包括铝协的汽车及轻卡集团、美国汽车材料合作伙伴(US Automotive Materials Partnership,简称USAMP)。

    2 轻量化汽车材料技术的发展趋势

    由于钢铁材料在强度、塑性、抗冲击能力、回收使用及低成本方面具有综合的优越,其在汽车材料中的主导地位仍是不可动摇的。但高强度钢和超高强度钢的应用,如汽车车身、底盘、悬架、转向等零部件上,将有较大增长。


    铝镁合金在汽车上的用量将明显增加。

    工程塑料、复合材料所占比例将有明显增长。

    德国Paderbom大学O. Habn等人提到多材料轻量化结构Lightweight Construction by multi material)及合适的材料用在合适的部位The right material in the right place)两概念。认为多材料结构设计代表了今后汽车车身结构的发展趋势。通过对多材料结构进行优化,既能改进汽车性能,又能显著减小质量。当前材料的 组合仍以高强度钢、铝、镁和塑料为主。要实现多材料轻量化结构设计,必须强调合适的材料用在合适的部位