威志v5
汽车轻量化工程
可
行
性
争
论
报
告
主要指导思想：在确保稳定提升性能的根底上，节能化设计各总
成零部件，持续优化车型谱。
汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，削减燃料消耗，降
低排气污染。试验证明，假设汽车整车重量降低10%，燃油效率可提
高 6%—8%；汽车整备质量每削减 100 公斤，百公里油耗可降低
0.3—0.6 升；汽车重量降低 1%，油耗可降低 0.7%。当前，由于环保
和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车进展的潮流。
汽车轻量化的主要途径是：
①汽车主流规格车型持续优化，规格主参数尺寸保存的前提下，提升整车构造强度，降低耗材用量；
②承受轻质材料。如铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料等；
③承受计算机进展构造设计。如承受有限元分析、局部加强设计等；
④承受承载式车身，减薄车身板料厚度等。
其中，当前的主要汽车轻量化措施主要是承受轻质材料。
车用材料主要通过汽车的轻量化来对燃料经济性改善作出奉献。理论分析和试验结果都说明，轻量化
是改善汽车燃料经济性的有效途径。为了适应汽车轻量化的要求，一些材料应运而生并扩大了应用范围。
以乘用车来说，1973 年每辆车所使用的有合金占全部用材的重量比为 5.0%，1980 年增至 5.6%，而 1997 年则到达了 9.6%。有合金在汽车上应用量的快速增长是汽车材料进展的大趋势。
铝合金
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铝的密度约为钢的 1/3，是应用最广泛的轻量化材料。以美国生产的汽车产品为例，1976 年每车用铝合金仅39kg，1982 年到达62kg，而1998 年则到达了 100kg。
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很多种元素都可以作为铸造铝合金的合金元素，但只有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li 在大量生产中具有重要意义。固然，在汽车上广泛应用的并不是上述简洁的二元合金，而是多种元素同时添加以获得好的综合性能。
汽车工业是铝铸件的主要市场，例如日本，铝铸件的76%、铝压铸件的 77%为汽车铸件。铝合金铸件
主要应用于发动机气缸体、气缸盖、活塞、进气歧管、摇臂、发动机悬置支架、空压机连杆、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、把手及罩盖壳体类零件等。
铝铸件中不行避开地存在缺陷，压铸件还不能热处理，因此在用铝合金来生产要求较高强度铸件时受到限制。为此在铸件生产工艺上作了改进，铸造锻造法和半固态成型法将是将来较多用的工艺。
（2）变形铝合金
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变形铝合金指铝合金板带材、挤压型材和锻造材，在汽车上主要用于车身面板、车身骨架、发动机散热器、空调冷凝器、蒸发器、车
轮、装饰件和悬架系统零件等。
由于轻量化效果明显，铝合金在车身上的应用正在扩大。如 1990 年 9 月开头销售的日本本田NSX 车承受了全铝承载式车身，比用冷轧钢板制造的同样车身轻 200kg，引起全世界的瞩目。NSX 全车用铝材到达 31.3%，如在全铝车身上，外板使用 6000 系列合金，内板使用5052－0 合金，骨架大部使用 5182－0 合金；由于侧门框对强度和刚度要求很高，使用以 6N01 合金为根底、适当调整了 Mg 和 Si 含量的合金。在欧美也有用 2036 和2023 合金作车身内外板的。
铝散热器发源于欧洲而后普及全世界。在欧洲，到 20 世纪80 年月后期铝散热器已占据市场的 90%。
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随?车用空调、油冷却器等的大量使用，铝热交换器的市场快速扩大。从材料的角度看，铝在热交换器上的广泛应用在很大程度上归功于包覆料覆层铝板和铝带的成功
开发。
（3）铝基复合材料
铝基复合材料密度低、比强度和比模量高、抗热疲乏性能好，但在汽车上的应用受到价格及生产质量掌握等方面的制约，还没有形成很大的规模。目前，铝基复合材料在连杆、活塞、气缸体内孔、制动盘、制动钳和传动轴管等零件上的试验或使用显示出了卓越的性能，如本田公司开发成功的由不?钢丝增加的铝基复合材料连杆比钢制连杆降重 30%，对 1.2L 的汽油发动机可提高燃料经济性 5%；承受激冷铝合金粉末与 SiC 粉末〔重量百分数 2%〕混合并挤压成棒材，用此棒材经锻造成型的活塞因强度高可降重20%，发动机功率大幅度提高；
用铝基复合材料强化活塞头部而取消第一道环槽的奥氏体铸铁镶块可降重 20%；铝基复合材料制动盘比铸铁制动盘降重 50%。驾校报名收费多少
镁合金
镁的密度约为铝的 2/3，在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振力量强、切削性能好、金属模铸
造性能好，很适合制造汽车零件。
镁合金大局部以压铸件的形式在汽车上应用，镁压铸件的生产效率比铝高 30%~50%。开发的无孔压铸法〔Pore Free Diecast〕可生产出没有气孔且可热处理的镁压铸件。
镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋。在汽车上试用或应用镁合金的实例还有离合器壳体、离合器踏板、制动踏板固定支架、仪表板骨架、座椅、转向柱部件、转向盘轮芯、变速箱壳体、发动机悬置、气缸盖和气缸盖罩盖等。与传统的锌制转向柱上支架相比，镁制件降重 65%；与传统的钢制转向轮芯相比，镁制件降重 45%；与全铝气缸盖相比，镁制件降重 30%；与传统的钢制冲压焊接构造制动踏板支架相比，整体的镁铸件降重 40%，同时其刚性也得以改善。
镁基复合材料的争论也有进展，以 SiC 颗粒为增加体，承受液态搅拌技术得到的镁基复合材料具有很好的性能且生产本钱较低。在AZ91 合金中参加25%的SiC 颗粒增加的复合材料比基体合金拉伸强度提高 23%，屈服强度提高 47%，弹性模量提高 72%。
钛合金
钛的密度为 4.5g/cm3，具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优