汽車的輕量化主要通過合理的結構設計和使用輕質材料的方式來實現

(1)從汽車結構設計階段就開始“輕量化”

目前在國內外汽車輕量化技術發展中,首要措施是輕量化的結構設計,它已經融合到了汽車設計的前期,使輕質材料在汽車上的應用,包括鋁、鎂、高強度鋼、複合材料、塑料等,與結構設計以及相應的裝配、製造、防腐、連接等工藝的研究應用融為一體。輕量化的手段之一就是對汽車總體結構進行分析和優化,實現對汽車零件的精簡、整體化和輕質化;利用CAD/CAE/CAM一體化技術,可以準確地實現車身實體結構設計和佈局設計,對於採用輕質材料的零部件,還可以進行佈局分析和運動干涉分析等,使輕量化材料能夠滿足車身設計的各項要求。

(2)車身輕量化設計首當其衝

全鋁車身設計可以有效減輕車身重量。福特P2000採用衝壓焊接製造的鋁質車身骨架,整備質量僅906kg,比使用鋼板輕135.6kg,市區百千米油耗減少22.8%。P2000也成為了當今最輕的中型轎車,比傳統轎車減重約40%。該車所採用的黑色金屬僅為222kg,而更多地採用鋁、鎂、鈦等輕金屬,車身用鋁合金,底盤還採用了鋁、鈦管型鋼材、聚酯、碳纖維及金屬等複合材料,如鈦質螺母、鑄鋁前車架、鋁製動總泵、鋁轉向節、鋁前制動盤。有幾處用了鎂,例如,發動機蓋鉸鏈、座椅底架、靠背框架、進氣歧管等。

奧迪A8是大型豪華轎車,但它的整車質量僅相當於一輛中型轎車。奧迪A8鋁合金框架支撐著全鋁合金車身的創新技術被稱為“ASF”——即奧迪空間框架技術,ASF車身結構由擠壓的鋁部件及壓鑄件組成。目前在市場上銷售的奧迪A8與R8、TT Coupe與TT Roadster等車型都可以說是ASF鋁合金輕量化車身結構的代言者。A8車身結構重量僅有218kg,而進一步採用鎂鋁合金結構的R8,其車身結構僅有210kg。其他新材料的應用還有如馬自達RX-8傳動軸採用高強度低重量的碳纖維材料,馬自達的後備箱採用一體式並由高強度樹脂做成,保證了強度並極大地降低了重量。

汽車的輕量化主要通過合理的結構設計和使用輕質材料的方式來實現

奧迪A8


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