汽车减重的途径

减轻汽车车身重量,可以减少燃油消耗,装配更多的装备,提高汽车的性能。为了减少汽车重量,工程师主要从材料、工艺和结构上想办法。

高强度钢巳成为近年来车身制造的首选材料。材料与加工工艺是密切相关的,新材料的应用伴随新工艺的产生,现代汽车制造技术得到新的发展。汽车车身各结构的形状、受力不一样,对强度、刚度、拉延和塑性变形的要求各有不同,一般要根据构件的形式、要求和的使用材料来选择冲压工艺。

过去的冲压工艺首先把钢板剪裁成冲压板料,然后冲压成为冲压件,再将各个冲压件焊接成所需要的部件。一种新的工艺方式则将这种顺序颠倒过来,它称为“拼焊”,就是将不同厚度和不同性能的钢板剪裁后拼焊起来的一种钢板,这种拼焊钢板可以冲压加工。采用拼焊钢板可以按照汽车的不同部位对应采用不同的板材,更好地发挥其作用。例如在负荷大的地方采用较厚的高强度钢板,而在其他部位则使用较薄的高强度钢板。

拼焊采用激光焊接,经过激光焊接的拼焊钢板允许进行冲压加工,经冲压成型而成为车身上的冲压件。拼焊钢板的应用简化了生产工艺、改善了构件性能、减轻了重量。汽车上采用 “拼焊”的部件常有侧面框架、车门内板、车身底板、立柱等。

采用轻质材料代替钢材是近年汽车制造常用的方法,铝材料巳经广泛应用在发动机、轮圈、仪表板装饰及其它零部件上,但是大量用于车身制造上还是少见,主要是受到加工技术和成本的约束。奥迪A2车身采用铝合金制造,铝材在整个构架中取代钢材起承载重量和冲击力的作用。采用崭新的工艺,通过焊接、粘接以及串铆技术把车身构件连在一起,其中串铆技术是奥迪公司从航天工业引入的技术。

现在,还有一种镁合金已经出现在车坛上。镁除了重量比铝轻以外,还具有比强度和比刚度高、导热导电性能好、阻尼减震和电磁屏蔽性好、易于加工成形、可以回收等优点,是理想的金属结构材料。汽车上有60多种零部件适合采用镁合金,例如发动机零件、变速器零件、仪表板、轮圈等。据介绍,对于使用镁金的汽车而言,一般欧洲车用镁合金9公斤至20公斤,北美车用镁合金6公斤至26公斤。镁合金也在日本生产的汽车上采用,例如镁合金变速杆、变速箱体、车门内框、扶手等等。由于镁是地球储量最丰富的金属元素,加上它的合金材料优点明显,越来越受到汽车业的重视。

车汇通
2004年7月24日

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