汽車輕量化技術(shù)應(yīng)用分析

董麗麗

摘 要：在我國的汽車產(chǎn)業(yè)存在一系列的發(fā)展問題，在能源短缺以及環(huán)境污染的背景下，為了進一步實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要對汽車產(chǎn)業(yè)進行升級改造，通過研發(fā)低油耗、低排放的汽車產(chǎn)品，保障汽車的強度以及安全性能，促進汽車的動力性能，降低燃料的消耗，實現(xiàn)空氣污染減少的現(xiàn)象。基于此，文章對汽車輕量化技術(shù)應(yīng)用分析，做一個簡單的分析與討論。

關(guān)鍵詞：輕量化技術(shù) 環(huán)保 節(jié)能

Application Analysis of Automobile Lightweight Technology

Dong Lili

Abstract：There are a series of development problems in China's automobile industry. In the context of energy shortage and environmental pollution， to further realize sustainable development， it is necessary to upgrade and transform the automobile industry through the research and development of low fuel consumption and low emission automobile products， to ensure the strength and safety performance of the car， promote the power performance of the car， reduce fuel consumption， and realize the phenomenon of reducing air pollution. Based on this， the article makes a simple analysis and discussion on the application analysis of automobile lightweight technology.

Key words：lightweight technology， environmental protection， energy saving

在當今時代，輕量化技術(shù)已經(jīng)成為各個汽車企業(yè)提升市場競爭力的一大關(guān)鍵因素，為此各大廠家紛紛投身至輕量化技術(shù)的研究之中。輕量化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升汽車的性能，提高系統(tǒng)的智能化，進而對機械設(shè)備進行操控，推動汽車廠工業(yè)的發(fā)展，讓汽車廠工業(yè)實現(xiàn)性能的優(yōu)化升級，促進智能化的發(fā)展，順應(yīng)未來的發(fā)展趨勢。

1 汽車輕量化技術(shù)應(yīng)用的背景

汽車輕量化在世界汽車產(chǎn)業(yè)中有一個普遍的定義，它具體指的是在明確汽車使用要求、駕駛安全、成本控制的情況下，采用輕量化技術(shù)實現(xiàn)材料以及制造工藝的整合，進而促進整個車身實現(xiàn)輕量化。在進行汽車輕量化的過程中，需要對整體進行控制，及時制定汽車的成本控制目標，對汽車的整體安全性進行調(diào)節(jié)控制。汽車的輕量化技術(shù)不單單指的是降低汽車的質(zhì)量，它是一個綜合性的內(nèi)容，它關(guān)系到了汽車整體的安全性能，為此我們需要考慮汽車產(chǎn)品經(jīng)濟的合理性，保障消費者可以接受的價格范疇，依據(jù)消費者的心理特征，做好下一步的決定。輕量化的作用主要分為三種形式：第一，部分汽車的功能已經(jīng)滿足了大眾的需求，為此需要對輕量化技術(shù)進行改革，促進汽車自身的質(zhì)量;第二，有些汽車本身具有一定的功能，這些并不足以滿足客戶的需求，那么就需要進行輕量化設(shè)計，進一步改進輕量化的技術(shù);第三，就是通過改善汽車的性能，促使汽車實現(xiàn)減重，主要目的是為了提高性能，降低質(zhì)量，優(yōu)化結(jié)構(gòu)以及價格，促使這一部分的內(nèi)容盡量滿足需求[1]。

在目前，我國汽車制造行業(yè)能夠通過利用新能源，進而緩解因為汽車數(shù)量增加所導致的生態(tài)污染問題，從本質(zhì)上促進了地區(qū)的發(fā)展。在現(xiàn)階段我國汽車制造業(yè)中，明顯尚未具備豐富的制造經(jīng)驗，并且在汽車性能、續(xù)航能力等方面存在較大的提升空間。

現(xiàn)階段汽車工業(yè)發(fā)展在油耗、環(huán)保以及安全這三個方面存在這問題。面對這種現(xiàn)象，全球各國都采取了一定的解決措施，制定了相應(yīng)的法律政策。其中，汽車輕量化技術(shù)就是其中的一項改進措施，它通過縮減汽車的質(zhì)量，進而達到減少油耗和排放的目的，最大程度地實現(xiàn)環(huán)保。

輕量化技術(shù)的實施，能夠極大程度地降低油耗，能夠進一步實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、減排，對可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重大的作用。然而一般在這種情況下，往往車身能夠占據(jù)總重量的百分之三十，無人承載的情況下，油耗一般能夠占據(jù)整個汽車質(zhì)量的百分之七十。由此可以推斷車身的輕量化會減少油耗，進而提高整個車的燃料經(jīng)濟性。汽車輕量化對于傳統(tǒng)的動力汽車或是新能源汽車，都是一筆巨大的經(jīng)濟財富，能夠促進汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展。

2 汽車輕量化材料的應(yīng)用

2.1 鋁合金材料

在進行汽車輕量化材料的應(yīng)用過程中，有效利用鋁合金材料，對于汽車的結(jié)構(gòu)件、裝飾件以及散熱系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。鋁合金材料的密度較低，它的強度可以媲美優(yōu)質(zhì)的鋼材料，按照不同的加工性能，一般分類為鑄造鋁合金和變形鋁合金這兩類，第一類的熔點較低，流動性好，通過重力鑄造與壓力鑄造，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜形狀零件的成型，它往往能夠應(yīng)用于發(fā)動機部件。而第二類具有較強的塑性，對于汽車的散熱系統(tǒng)發(fā)揮著一定的作用[2]。

2.2 高強度鋼材料

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，高強度的鋼性能好，強度高，能夠在降低車身質(zhì)量的時候，進一步提高汽車的安全性能。在現(xiàn)階段的應(yīng)用實施過程中，涉及的范圍較廣。鋼材料能夠運用至車的前后保險杠、防撞梁等部件上，能夠有效防止斷裂的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 鎂及鎂合金材料

鎂合金在所有的材料中，屬于輕量化的材質(zhì)，它具有良好的抗震、降噪能力，并且容易回收，在現(xiàn)階段被譽為“綠色金屬結(jié)構(gòu)材料”。鎂合金具有優(yōu)良的性能，能夠在汽車傳動系統(tǒng)、車體系統(tǒng)、引擎系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)等方面進行應(yīng)用，進而達到輕量化的目標，實現(xiàn)降噪、吸振的目的，促使車身剛度以及安全性達到要求。在全球，對于很多車企來講鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)日漸增多。

2.4 鈦合金

鈦合金的耐高溫、強度較高，它主要應(yīng)用于航空航天技術(shù)之中，然而伴隨著汽車輕量化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，部分高端汽車生產(chǎn)企業(yè)，開始將鈦合金技術(shù)應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)過程中。國際企業(yè)曾生產(chǎn)鈦合金發(fā)動機連桿，進而提高其抗拉強度，美國也專門生產(chǎn)出賽車所專用的鈦合金進氣門等一部分零部件，然而這些材料的成本較高，極大程度地限制了汽車的制造。

伴隨著汽車輕量化技術(shù)的應(yīng)用，全球化時代的到來，輕量化材料的運用存在更多的問題，需要將這些問題加以解決。首先是汽車輕量化的高成本，它極大程度地限制了材料的發(fā)展進程，在當今時代車企的發(fā)展過程中，普遍采用混合材料進行汽車的制造，進而實現(xiàn)汽車輕量化的深化，可以進一步解決成本問題，更好地控制汽車制造的成本。在進行輕量化制造的過程中，還需要企業(yè)進行前期投入，承受相關(guān)的風險。伴隨著汽車的發(fā)展，相信未來的輕量化材料的使用程度也會大幅度提高，需要企業(yè)盡快研發(fā)，促使原材料本土化，這樣能夠解決一系列的問題，為后續(xù)的研究提供良好的解決措施。

3 汽車輕量化技術(shù)的制造工藝

3.1 液壓成型

與傳統(tǒng)的沖壓成型的裝置不同，液壓的形式是液態(tài)水和液態(tài)油，這種形態(tài)替代了鋼的凹模以及凸模，通過傳力介質(zhì)，促使板料形成凹或凸的形式，從而得到所需零件的形狀。液壓成型能夠進一步實現(xiàn)車身的輕量化，液壓成型的零件在質(zhì)量控制的方面對比于傳統(tǒng)的形式來講相對較高，這也極大的提升了零件的成型極限，這種成型的方式也減少了模具費用的開發(fā)。液壓成型的制造工藝可以運用于汽車車身，處理復雜、具有精度的零件。除去一般的液壓成型方法，國內(nèi)外人員還進行了拓展研究，采取各種液壓技術(shù)，進一步建成新工藝，促進微溫充液拉伸等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用效果[3]。

3.2 激光焊接

激光焊接技術(shù)具有密度高、焊接速度較快的特點，它能夠在焊接技術(shù)快的情況下實現(xiàn)高度精確，焊接技術(shù)通常能夠在汽車零部件、變速箱齒輪、濾清器等方面進行生產(chǎn)運用，能夠成為重要的焊接方法。

3.3 熱沖壓成型

熱沖壓成型的技術(shù)一般是利用金屬塑性成型的原理，將板料進行加熱，等到一定的溫度后，實現(xiàn)沖壓處理。在沖壓成型后，可以依托于板料淬火技術(shù)，進一步發(fā)展超高強度的零件。熱沖壓成型技術(shù)具有零件尺寸精度高、零件成型的性能好、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計感較強的特點，這些特點能夠促進零件表面在硬度以及耐磨度上進行發(fā)展。

3.4 LCA的應(yīng)用

在進行汽車輕量化技術(shù)的使用過程中，解決汽車數(shù)量持續(xù)增長，能夠進一步緩解現(xiàn)階段的能源損耗問題。其中，LCA是一種客觀地形式，它是對生產(chǎn)的全過程以及活動環(huán)境的全過程進行的評價，它主要能夠預(yù)測能源消耗對于環(huán)境的影響，進而實現(xiàn)產(chǎn)品工藝的改進。

4 汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展前景

在現(xiàn)階段，高速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，輕量化技術(shù)的應(yīng)用始終處于一個并不成熟的時期。在能源消耗、環(huán)境污染問題日益嚴峻的情況之下，汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展也迫在眉睫。然而可預(yù)見的是，輕量化技術(shù)在未來能夠?qū)ζ嚠a(chǎn)業(yè)做出極大的貢獻，它具有長遠的發(fā)展前景。然而在研究這項技術(shù)之前，需要對它所涉及到的其他學科之間進行聯(lián)系，以綜合性、系統(tǒng)性的視角進行分析，然后需要建立宏觀而遠大的戰(zhàn)略性目標，需要注重創(chuàng)新，努力鉆研，力求研發(fā)出汽車輕量化的核心技術(shù)。

需要從多方面優(yōu)化汽車輕量化技術(shù)，并對其發(fā)展前景作出具體的分析。首先需要對優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容進行分析，在結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀優(yōu)化以及連續(xù)體拓展優(yōu)化等方面進行完善，在科學技術(shù)發(fā)展完備的情況下，需要對汽車結(jié)構(gòu)的多學科、多目標等方面進行完善，這些問題仍然值得努力。關(guān)于輕量化材料的應(yīng)用，技術(shù)人員可以通過新型塑料和纖維材料的形式進行拓展應(yīng)用，某一種材料本身并不能完全滿足其中的需求，為此需要將各種材料的優(yōu)勢發(fā)揮出來，選出選材以及功能最佳的組合，進而實現(xiàn)汽車輕量化技的創(chuàng)新。在生產(chǎn)工藝等方面，可以設(shè)計液壓成型、激光焊等生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)，重視零部件的輕量化運用，汽車輕量化技術(shù)主要是通過探究汽車本身結(jié)構(gòu)進行實現(xiàn)的，細致分析零部件占據(jù)整輛車的質(zhì)量，在零部件上進行思考。

5 結(jié)語

綜上所述，輕量化技術(shù)的應(yīng)用，對新能源汽車性能提升提供了發(fā)展前提，通過推動汽車廠工業(yè)的發(fā)展，依托于輕量化技術(shù)，實現(xiàn)汽車廠工業(yè)整體的運作效率的提升，這樣能夠進一步減少人力物力的投入，節(jié)約成本，進而促進汽車工業(yè)的長足發(fā)展。輕量化技術(shù)的應(yīng)用，能夠促進新能源汽車性能的提升，在汽車廠工業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用仍然需要加大研發(fā)力度，不斷改善其中存在的問題，改進工業(yè)制造的模式一級結(jié)構(gòu)，促使實現(xiàn)勞動密集型轉(zhuǎn)向智力密集型，進一步加強科技水平。

參考文獻：

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[2]熊自柳，齊建軍，劉宏強，孫力，梁愛國.新能源汽車及其輕量化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].河北冶金，2020（07）：1-9.

[3]屈光洪，尚珍.汽車輕量化技術(shù)的應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù)，2020（10）：64-66.