汽车轻量化发展及前景探究

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1、汽车轻量化发展及前景探究摘要：针对当今发展趋势，结合能源问题、环境问题提出汽车轻量化发展之道，根据国内外研究表明，车身轻量化设计需要综合考虑安全、耐久等性能的平衡，通过结构设计、材料选择及制造工艺优化三方面来实施，考虑以上要求，提出了轻量化方法及发展方向。关键词：轻量化节能发展中图分类号：TK16文献标识码：A文章编号:1007-3973(2012)003-064-021引言研究发现，汽车的重量与汽车的CO2等排放量成正比，而且汽车的重量还与燃油消耗率成正比，因此，随着国家能源战略和节能减排技术在未来一段时间越来越重要，对新开发的新型汽车开展广泛深入的轻量化技术研究显

2、得非常迫切。2当今汽车存在的问题2.1燃油问题技术的飕速发展促使人类对燃油的需求，当今燃油问题已经成为世界关注的焦点之一，如何合理高效的利用现有的能源成为各界人士大力发展的目标，据了解我国油气资源的需求将与日俱增。预测到2010年，2020年石油需求量将分别达到3亿吨、3.8亿吨，天然气需求量也将分别达到1200亿立方米、2000亿立方米。如果同期我国油气资源得不到重大的发现，国内石油生产能力只能保持在1.8亿〜2亿吨之间，缺口分别为1亿-1.2亿吨、1.8亿-2亿吨：国内天然气生产能力大约为1000亿立方米、1500亿「600亿立方米，缺口分别为200亿立方米、40

3、0亿・500亿立方米。可以预测，2010年国内石油、天然气产量对需求的保障程度分别为57%、83%左右；2020年为50%.78%左右。2020年到本世纪中叶，供需缺口还将继续加大。这对需要燃油来运转的汽车来说，无疑不是更大的挑战，这就促使对汽车有更高的要求既要汽车能够良好的运转又要更节油。2.2环境问题环境污染对人类的生活环境产生了不良的影响，甚至危害人类的身体健康，由于汽车尾气是引起环境污染的主要污染源之一，近年来各国都在环保上做出了相应的政策，不过各国都提岀了汽车轻量化并进行相应的研究，各自都提出自己的一套理论体系，不过我认为车身轻量化设计需要综合考虑安全、耐久

4、等性能的平衡，通过结构设计、材料选择及制造工艺优化三方面来实施。2.3时代问题以前消费者对于豪华车的认识，除了大气的外观、精致的内饰和各种奢华的配置外，排量的大小也是很多人衡量一款车够不够豪华的特征。不过，随着这几年节能减排理念的推广、国际油价飞涨以及各种税费的限制，大排量车型已经不如以前那么受欢迎了，越来越多的人对汽车的认可观念也发生了变化，进而也促进了汽车轻量化的发展。3汽车轻量化的意义及对汽车轻量化的研究3.1汽车轻量化的意义轻量化是提高汽车燃油经济性、减少尾气排放、节约材耗的有效手段。研究显示，若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%〜8%;汽车每减少10

5、0kg,百公里油耗可降低0.3〜0.6Lo轻量化对环保也很有好处，车辆每减轻100kg,C02排放量可减少约5g/kmo轻量化对于制造企业和消费者都是有益的，可以明确的认为车辆轻量化是提高性能不可缺少的技术，除此之外，车身质量的减少，促进技术上的飞跃，也就是说汽车轻量化可以减小汽车行驶的阻力，节约牵引能，减少制动能耗并且对道路的维修也起到延缓的作用，所以汽车轻量化的发展对人类的影响具有不可估量的划时代的意义。3.2汽车轻量化的研究3.2.1汽车轻量化的研究手段首先采用ADAMS软件建立汽车整车的动力学模型、采用ANSYS软件建立汽车主要零部件的有限元模型、采用MATL

6、AB软件建立汽车排放特性的数学模型，统一各参数,分析和研究汽车轻量化的方法，为汽车的轻量化设计提供参考。其次通过软件所得数据进行分析，所得结论建立与实际的联系，做出一定比例的模型，在实验室里进行相关的实验研究，再对所得数据进行汇总计算。3.2.2汽车轻量化途径结构轻量化的主要途径有两个：一是合理优化结构设计，二是采用新材料(1)合理优化设计结构设计1)零件结构的简单轻量化汽车相当多部分的底盘支架件和车内结构是拼焊件，拼焊的板料基本是等厚的，零件的很多局部材料是多余的，通过CAE辅助精密铸造在源头上解决局部多余材料的问题,而精密铸造不能满足的部位可以采用激光加工技术，比

7、如激光涂覆、激光辅助切削加工、激光焊接等手段解决局部材料合理优化问题，从而达到轻量化的要求。对于满足设计要求的结构应尽可能的降低材料厚度，比如在关键部位增加强度，通过提高材料牌号，增加减重孔的数量和切除多余翻边等方法达到零件结构的彻底优化目的。2)零件结构的集成化由于现在的加工分工比较明细，对于零件的集成不够高,尤其是支架的加工，本着轻量化的宗旨，在零件加工时可以把多个相互联系的几个部件通过一个工序加工出来，这样一来不仅可以使零件更牢固更重要的是集成化的零件重量会大大降低，从而达到节省材料降低重量的目的。(2)车身零件材料更换1)轻质材料的替换传统材