淺析輕型商用車底盤輕量化的研究與應(yīng)用

王小軍

摘要：汽車輕量化是當(dāng)前汽車制造行業(yè)競相追求的目標(biāo)，其一方面可以有效降低油耗、減少車主的開支，另一方面也可以使汽車的靈活性舒適性有較大的提升。從實際應(yīng)用來看，底盤的輕量化是實現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑。我國當(dāng)前對于汽車底盤輕量化的研究可以分為三點：結(jié)構(gòu)設(shè)計、輕量化材料、新工藝使用。本文便以輕型商用車底盤輕量化的研究與應(yīng)用為主題，提出了實現(xiàn)汽車底盤輕量化的方法，以期為今后輕型商用車底盤輕量化的研究提供一些參考。

關(guān)鍵詞：輕型商用車；底盤；輕量化

1.前言

在汽車制造行業(yè)，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保一方面要提升汽車發(fā)動機(jī)的工作效率，達(dá)到汽油的充分燃燒；另一方面要減少汽車的整體重量，以實現(xiàn)輕量化的目標(biāo)。就當(dāng)前來說，汽車輕量化實現(xiàn)的有效途徑是汽車底盤的輕量化。我國對于汽車底盤輕量化的研究可以分為三點：結(jié)構(gòu)設(shè)計、輕量化材料、新工藝使用，下面便對這三點進(jìn)行介紹。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響著輕量化的效果。當(dāng)前，結(jié)構(gòu)輕量化是通過降重手段實現(xiàn)的，所以在電子計算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)輕量化模擬之時，要做好結(jié)構(gòu)CAE分析及拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計上追求汽車輕量化常出現(xiàn)的問題是，無法事先確認(rèn)汽車零件的具體使用壽命，這表現(xiàn)為某些零件在汽車整體壽命達(dá)到前就出現(xiàn)損壞?？蒲腥藛T通過實際考察及大量研究發(fā)現(xiàn)，造成這種狀況的原因在于汽車設(shè)計結(jié)構(gòu)的不合理。某些設(shè)計為了追求汽車的牢固性及耐用性而刻意加強(qiáng)設(shè)計中的厚度，或者在強(qiáng)度不足的情況下增加零部件的重量，這兩種情況都會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不平衡，無法達(dá)到零件的最佳使用效果。

3.輕質(zhì)材料的應(yīng)用

實現(xiàn)汽車底盤輕量化的直接制約因素在于材料的選取，而輕質(zhì)材料的應(yīng)用可以使汽車底盤有效實現(xiàn)輕量化的目標(biāo)。當(dāng)前最為常用的輕質(zhì)材料是輕質(zhì)合金材料、高強(qiáng)度鋼材料、高性能球墨鑄鐵及塑料材料等等，下面對這四種材料分別進(jìn)行簡述。

3.1輕質(zhì)合金材料

輕質(zhì)合金材料分為鋁合金和鎂合金，兩種材料都具有密度小、重量低、可塑性強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)勢，兩種材料常被用于汽車副車架的制造之中。鋁合金副車架較傳統(tǒng)材質(zhì)制造的副車架可以減少高達(dá)40%的重量，因而可以有效實現(xiàn)汽車輕量化。

3.2高強(qiáng)度鋼材料

在汽車制造中，高強(qiáng)度鋼是一種應(yīng)用較早的輕量化材質(zhì)，多用于前下擺臂的生產(chǎn)。當(dāng)應(yīng)用在輕量化制造時，一般采用單片鋼板沖壓成形，并且使用如FB780等強(qiáng)度更高的材料。這可以保證在預(yù)期厚度不變的前提下減少重量，實現(xiàn)輕量化。

3.3高性能球墨鑄鐵

高性能球墨鑄鐵多被使用在齒輪生產(chǎn)制造之中，較傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)出的鋼齒輪，高性能球墨鑄鐵齒輪使用起來更為安靜，重量上也較傳統(tǒng)鋼齒輪輕2%左右。同時，高性能球墨鑄鐵齒輪的生產(chǎn)成本較以往降低約30%，大大降低了企業(yè)的成本。我們相信，隨著等溫淬火工藝的不斷成熟，高性能球墨鑄鐵會更為廣泛地使用到汽車制造之中。

3.4塑料材料

塑料材料較金屬材料來說，在重量上有著絕對的優(yōu)勢，同時在成型性、耐腐蝕性、減震、隔音等方面也具有良好的特性。但由于塑料的強(qiáng)度不足，在傳統(tǒng)的汽車制造中，塑料材料常用于汽車內(nèi)外飾上。

但隨著有機(jī)化學(xué)的不斷發(fā)展，塑料材料的硬度缺陷已經(jīng)被逐步彌補(bǔ)。近年來，塑料材料逐步被應(yīng)用到汽車的結(jié)構(gòu)件和功能件生產(chǎn)上，在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)等方面得到了應(yīng)用，使得汽車輕量化得以實現(xiàn)。

4.新工藝的應(yīng)用

汽車輕量化實現(xiàn)的又一途徑是采用新工藝，如采用激光焊接、超聲波焊接等技術(shù)，減少焊接添加物以達(dá)到重量降低。另外，采用汽車領(lǐng)域的新技術(shù)，如空氣懸架、橡膠懸架等也可以有效降低汽車的重量，實現(xiàn)汽車輕量化。

5.結(jié)語

汽車輕量化是伴隨著可持續(xù)發(fā)展理念誕生的，對于資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。同時，其還可以降低汽車企業(yè)的生產(chǎn)成本、提升利潤，減少廣大車主的油耗支出，是一項一舉多得的技術(shù)。我們相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車輕量化會更為廣泛地應(yīng)用到汽車領(lǐng)域中。