汽车轻量化材料的应用论

《汽车轻量化材料的应用论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、汽车轻量化材料的应用摘要现代对汽车性能要求越来越高，轻量化、节能降耗和降低排放污染是现在汽车发展的趋势，而轻量化必须从改进汽车的材料出发，研制性能更好更轻的汽车材料从而带来能源消耗的减少，进而排放污染随之降低，汽车材料的发展是汽车技术发展的重要方面，新材料对于汽车工业的发展是至关重要的，关键词：汽车轻量化轻量化材料1.铝合金、镁合金、塑料、高强度钢是当前汽车轻量化的四种主要材料。 安全、节能、环保是汽车技术发展的永恒主题。安全和舒适的功能装备增加汽车的重量，节能和环保要求减少CO2排放及良好的回收再利用。国外研究表明：一般情

2、况下，车重每减轻10%，可节省燃油3%-7%。汽车排放与燃油消耗正相关，实现轻量化将会减少CO2排放。2.轿车材料构成变化情况从表1可见，钢铁应用比例虽有所下降，但仍是最主要的材料；塑料已与铸铁相当，甚至略微领先；铝合金排第4位，且增长势头明显；镁合金用量虽然还很小，但增长率很高。 表11995年和2000年欧洲每辆轿车材料构成变化情况第15页共15页材料名称1995年2000年增减质量(kg)构成比(%)质量(kg)构成比(%)钢742.4654630.0451-15铸铁190.5014136.0911-29铝72.575

3、95.25831塑料115.668149.681229铜20.411.518.141.3-13锌6.80.46.80.40镁2.270.24.530.3100玻璃38.55334.023-13陶瓷0.9070.11.810.1100粉末11.340.813.61120橡胶56.70452.164-8其它117.939102.068-13合计1378.461001244.19100-10   奇瑞某一款车型材料大致构成如图1。第15页共15页 图1奇瑞某款车型材料大致构成情况   轻量化材料在汽车上应用现状 汽车上铝合金产品大

4、致可分为两大类：铝铸件和变形铝合金（主要包括：板材、挤压型材、锻造铝合金等）。汽车上所用铝材3/4以上为铸件。 表2铝铸件在汽车上应用情况部件系统零件名称发动机系发动机缸体、缸盖、活塞、进气岐管、水泵壳、电机壳、摇臂、摇臂盖、滤清器底座、发动机支架、正时链条盖、发电机支架、分电器麻、气门室罩盖、机油盘等传动系变速器壳、离合器壳、换档拨叉、传动箱换档端盖等第15页共15页底盘行驶系横梁、上/下臂、转向机壳、制动总泵壳、制动分泵壳、制动钳、车轮、操纵叉等。其它系统部件离合器踏板、制动踏板、转向盘、转向节、发动机框架、ABS系统部

5、件3.铝合金在汽车上的应用 第15页共15页铝的密度比铁低，最适于产生高应力的毂状结构件的轻量化代用材料，如罩类、箱类、歧管等。铝经合金化可使抗拉强度提高到45#钢水平，当用于高应力零件时，必须加大零件厚度来弥补强度的不足，以铝代钢可望减轻重量50%。铝的特点主要有：（1）铝的密度低，是钢的1/3。活塞使用铝是轻量化效果最好的例子。（2）高的耐蚀性。铝的表面自然形成氧化膜，故耐蚀性优良，不易生锈；易保持漂亮的表面；铝车轮普遍采用的原因就在于此。（3）柔性的强度设计。铝的合金化会使常温下的强度不低于铸铁，可用铝铸造或压铸成型的

6、活塞、气缸盖、气缸体等零件。（4）高的导热性能。与铸铁比，导热性能约高三倍，因而最适于必须要散热的热交换器零件上。这也是铝活塞所要求的特征。（5）高的导电性能。电导率约为铜的60%，密度是铜的1/3，用铜重量一半的铝就可传送与铜等量的电荷。（6）表面美观。经阳极氧化处理可在表面生成无色透明的氧化膜，另外利用染色、电解等可获得各种各样的色调。（7）铸造性。由于铝的溶化温度低，流动性好，故易制造复杂形状的零件。（8）切削性。切削性是铸铁的4-5倍，工具磨损程度仅为铸铁的1/2。（9）耐磨性。根据表面处理及使用条件，可直接作为轴承

7、面使用。也可用于气缸体。 与钢铁相比，铝合金具有质量轻、耐腐蚀性好、易于加工等特点，是近20年来在国内外汽车上使用最多的轻量化材料。铝合金零部件除了有助于提高汽车的动力性和燃油经济性，它同时也是一个整车质量平衡体。宝马公司表示“铝合金帮助我们成功解决了前、后轴质量的平衡问题”。宝马新7系采用了铝合金发动机盖、铝合金保险杠，发动机中的某些部件也由铝合金加工而成。铝合金代替传统的钢铁制造汽车，可使整车质量减轻30%-40%，制造发动机可减重30%，制造缸体和缸盖可减重30%-40%，轿车全铝车身比原钢材制品轻40%以上，汽车铝合

8、金车轮减重可达50%左右。 铝合金也有自己的“软肋”，抗承载能力较弱是其中之一。由于铝的抗承载力与钢相比还是有差距，因此未来几年面市的所谓全铝合金轿车，可能仍将装备钢材底盘。 最关键的一条还是成本较高。因为生产技术的局限，目前工艺流程复杂，且不易控制。对每一个工序，都必须按流程操作，严格监