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汽车车身材料的轻量化应用
贺金瑞
内容
轻量化的必要性
轻量化途径
轻量化材料应用的现状
未来塑料新材料的发展
面临的问题
汽车轻量化技术应用的必要性
世界铝业协会的报告指出: -
1400
1300
汽车自重每减少10%,燃 1200
1100
1000
油消耗可降低%~ %。 900
6 8 800
700
整车质量(kg) 600
增加承载 500
10 9 8 7 6 5 4
百公里耗油(L)
图1 整车质量减少与百公里
耗油的关系图
轻量化的途径
高强度钢
材料
铝、镁合金
玻璃钢
塑料
其他(PP、ABS、PA…
结构设计减少装配关系、优化力学结构……
往往同时使用
新技术应用功能不变,体积变小
更复杂零部件的制造……
轻量化途径
汽车轻量化技术是设计、材料与制造技术的
集成应用,实现车身结构轻量化的主要有两个
途径:
新材料应用:主要是采用轻量化材料和轻量
化材料成型技术,以达到减轻零部件重量的目
的。
结构优化设计:使零部件薄壁化、中空化、
小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和
工艺改进等。
材料轻量化应用的现状
金黑普通钢车身、轮辋无玻璃风挡、后视镜、灯
属色机
特殊钢齿轮、轴承
材金非
金陶瓷火花塞、绝缘体
料属铸铁气缸体、壳体
属
桥堡等
材
有铜散热器、电器料
色
水
金铝镁合金发动机
属锡铅等轴瓦附件等天木材货箱、卧铺板、内饰板木屑
然
稀有金属排气净化等
材
料皮革座椅、蒙皮、地板垫
汽
高塑料遮阳罩、内饰件、挡泥板车
分
子橡胶轮胎、密封条、胶管、海面其化学防冻液、制冷剂、清洗液、
材橡胶制品电解液
料
化纤面料、安全带、捆扎他油料汽油、柴油、润滑、制动
涂料防锈、装饰
电类灯、仪表、音响、电子控制、
粘剂密封胶等附件通信、电源等
轻量化材料应用的现状
材料轻量化的发展现状
现代汽车中占自重90%的6类材料大体为:钢,铝及
铝合金,铸铁,塑料,复合材料,陶瓷及玻璃。用新型
板材及轻型材料(如镁、铝、塑料和复合材料等) 替换车
身骨架及内、外壁板原有的钢材来实现轻量化是车身轻
量化技术重要途径之一,主要体现在以下几个方面。
高强度钢(部分厂家应用的新进展)
据 2007 年 10 月在德国法兰克福召开的 The 9th International Car Body
Benchmarking Platform 会议上的信息。表1为此次会议公布的部分汽车厂家车身高强
度钢应用的新进展。
车型高强度钢占车身的比重备注
The OPEL Antara 74%
Opel Corsa 68%
Fiat New 500 65% 经济型车
Fiat Grande Punto 67%
Skoda Roomster 59% 经济型车
Audi A5 68%
New V70 70%
Nissan Qashqa 63%
New Mondeo %
New HONDA ACCORD 49%
Laguna III 71%
表1 部分汽车厂家车身高强度钢应用的最新进展
高强度钢(国际主流车型应用情况)
轿车等级也是高强度钢应用占车身质量的
比例应该考虑的一个因素,图2为比例>60%
Fiat公司不同级别轿车中车身高
强度钢应用现状的状况。目前,
Fiat车身高强度钢应用现状
国际主流车型的高强度钢占车身
60%
的比例已普遍达到以上。另 68%
60% 40%
67%
65%
外,强度级别为780,980MPa在车 20%
0%
身结构件上应用已相当普遍 A class B class C class
/ /Grande Punto /Bravo
图 2 Fiat公司车身高强度钢应用状况
高强度钢(国内自主品牌车的应用情况)
图3为国内某自主品国内某自主品牌轿
牌轿车产品上高强度钢的车高强度钢的应用
应用规划,由图可知,国
内高强度应用虽然与国际
主流厂家的产品存在一定
的差距,但是这个差距也
在不断的缩小。
图 3 高强度钢的应用规划