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新材料应用助力整车轻量化设计制造创新和减重降耗减排

作者: 汽配人网 发表于: 2011-06-15

  减少汽车燃料消耗和污染物排放的一项重要措施,就是在保证安全的前提下减轻汽车自重。新型材料应用可帮助实现汽车轻量化目标,但国内汽车企业对运用新材料的认识程度有限,新型材料的应用有待普及。 

  材料应用助力轻量化 
  
  节能减排关乎国家可持续发展,气候变化、温室效应问题越来越受到国家相关部门的关注,绿色复合材料污染小、生产成本低,符合可持续发展战略的要求。目前我国绿色复合材料在航空制造领域的应用已初见成效,在汽车制造领域的应用有待进一步扩大。 
  
  汽车轻量化新材料应用有助于汽车减重,通过采用轻量化金属和非金属材料,如高强度钢材、铝镁合金、工程塑料和碳纤维等多种复合材料进行汽车轻量化设计,达到减重目的。 
  
  业内人士介绍,重卡轻量化主要通过合理的结构设计和使用轻质材料实现。具体而言,一是优化整车结构设计,如去除零部件的多余部分,使零部件薄壁化、中空化,减少零部件数量。二是优化材料设计,用低密度材料替代钢铁材料。能满足优化结构设计要求且轻质的材料有许多,如高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金和塑料等。 

  如果用传统的钢铁焊接方法生产副车架,需要用30个单独的零部件,而且需要焊接,加工成本较高。使用轻金属可使零部件减少60%,重量减少30%。单部件铸造技术,不仅使用轻金属,而且只有一个部件,重量可减少40%。 

  汽车轻量化的竞争,其实是汽车新材料应用的竞争。 
  
  汽车轻量化材料推广应用,是实现节能环保目标的有效途径之一。在保证安全性能的基础上,采用轻量化材料减轻车身重量,可明显降低油耗及减少碳排放,提高产品竞争力。 
  
  作为世界上温室气体排放量最大的国家,中国在哥本哈根会议前向国际社会承诺:到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下40%~45%。目前,中国正在履行承诺,但是要达到目标,依然任重道远。尽管在上一个五年计划中,我国推进应用轻量化材料取得了阶段性成果,但与汽车工业强国相比,我国整车企业还处于起跑点。 

  近年来,世界各大汽车制造商已与碳纤维复合材料厂商联手行动,加快推进碳纤维复合材料在汽车领域的应用,实现汽车的减重与节能。目前,德国、日本已酝酿在未来两三年内实现碳纤维汽车量产。 
  
  目前,在开发生产车用复合材料方面,发达国家已领先我们,在新材料的运用方面也超出我们一大步,而且,他们已认识到推动车辆低碳化,促进绿色车用材料生产,必将引发汽车产业的巨大变革。 
  
  无论从数量、质量还是从汽车零部件的技术要求看,金属材料在汽车中的使用具有极其重要的地位。近年来,非金属材料的应用量在逐年增加,复合材料也表现出强大的生命力。轻量化和高性能兼备的碳纤维、钛合金等新材料,已开始从研究室走向应用。新材料种类众多,可替代性强,技术升级快,如何保持产品的竞争力,是自主品牌企业需要思考和研究的重要课题。

在不久前举办的上海车展上,自主品牌企业展示的轻量化零部件