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汽車輕量化

汽車的輕量化,就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的整備質量,從而提高汽車的動力性,減少燃料消耗,降低排氣污染。實驗證明,汽車質量降低一半,燃料消耗也會降低將近一半。由于環保和節能的需要,汽車的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流。

主要指導思想:在確保穩定提升性能的基礎上,節能化設計各總成零部件,持續優化車型譜。實驗證明,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%;汽車整備質量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升;汽車重量降低1%,油耗可降低0.7%。當前,由于環保和節能的需要,汽車的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流。

主要途徑:


①汽車主流規格車型持續優化,規格主參數尺寸保留的前提下,提升整車結構強度,降低耗材用量;

②采用輕質材料。如鋁、鎂、陶瓷、塑料玻璃纖維碳纖維復合材料等;

③采用計算機進行結構設計。如采用有限元分析、局部加強設計等;

④采用承載式車身,減薄車身板料厚度等。

其中,當前的主要汽車輕量化措施主要是采用輕質材料

車用材料主要通過汽車的輕量化來對燃料經濟性改善作出貢獻。理論分析和試驗結果都表明,輕量化是改善汽車燃料經濟性的有效途徑。為了適應汽車輕量化的要求,一些新材料應運而生并擴大了應用范圍。

鎂的密度約為鋁的2/3,在實際應用的金屬中是最輕的。鎂合金的吸振能力強、切削性能好、金屬模鑄造性能好,很適合制造汽車零件。

鎂合金大部分以壓鑄件的形式在汽車上應用,鎂壓鑄件的生產效率比鋁高30%~50%。新開發的無孔壓鑄法(Pore Free Diecast)可生產出沒有氣孔且可熱處理的鎂壓鑄件。

鎂鑄件在汽車上使用最早的實例是車輪輪輞。在汽車上試用或應用鎂合金的實例還有離合器殼體、離合器踏板、制動踏板固定支架、儀表板骨架、座椅、轉向柱部件、轉向盤輪芯、變速箱殼體、發動機懸置、氣缸蓋和氣缸蓋罩蓋等。與傳統的鋅制轉向柱上支架相比,鎂制件降重65%;與傳統的鋼制轉向輪芯相比,鎂制件降重45%;與全鋁氣缸蓋相比,鎂制件降重30%;與傳統的鋼制沖壓焊接結構制動踏板支架相比,整體的鎂鑄件降重40%,同時其剛性也得以改善。

鎂基復合材料的研究也有進展,以SiC顆粒為增強體,采用液態攪拌技術得到的鎂基復合材料具有很好的性能且生產成本較低。在AZ91合金中加入25%的SiC顆粒增強的復合材料比基體合金拉伸強度提高23%,屈服強度提高47%,彈性模量提高72%。


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本文作者2019-4-10 13:43
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