汽车轻量化技术讲解(学员版)一.ppt

*-294 3.1 新材料在汽车上的应用 3.1.1 轻金属在汽车上的应用 3.1.2 高强度钢在汽车上的应用 3.1.3 其他材料的应用 3.2 CAD/CAE在汽车结构设计上的应用 3.3 结构小型化 3.4 承载式车身在汽车上的应用 3.5 先进特种成形工艺的应用 汽车轻量化之第三章 汽车轻量化的主要途径 *-294 3.1.1 轻金属在汽车上的应用 铝、镁、钛合金材料是所有现用金属材料中密度较低的轻金属材料(镁合金约1.74g/cm3, 铝合金约2.7g/cm3，钛合金约4.51g/cm3。而钢的密度约7.8g/cm3），因而成为汽车减轻自重，提高节能性和环保性的首选材料。 时间 1970 1980 1990 1995 21世纪 自身质量／kg l585 1375 l312 l270 l200 美国轿车平均自身质量变化情况表 *-294 选用轻金属材料的重要意义 （1）苛刻的安全法规要求用提高汽车主动安全性和被动安全性的 眼光来完善汽车的安全设计 ； （2）选用轻金属材料是节油和降低排放的重要方法； （3）选用轻金属材料是提高汽车动力性、舒适性和提高竞争力的 方向 因此，轻金属替代钢铁材料是汽车发展的重要方向。世界各大汽车公司都争相开发轻金属材料。 车名 钢铁 轻金属 塑料 其它 大众路波牌轿车 50.5 16.4 14.0 19.1 奔驰E系列轿车 63.0 6.0 8.0 23.0 奥迪A2型轿车 34.0 28.8 24.6 12.6 奥迪A6型轿车 58.3 12.8 17.1 11.8 福特新型P2000轿车 24.0 37.0 — 39.0 福特Taurus牌轿车 66.0 9.0 — 25.0 BMW公司3系轿车 56.7 11.5 14.5 — 世界几种典型轿车用材比例 % *-294 （1）轻金属材料 ? 铝合金 自70年代开始，汽车用铝量不断增加。作为一种轻质材 料，铝合金正日益受到汽车制造企业的青睐。目前，全世界耗铝 量的12％～15％以上用于汽车工业。有些发达国家已超过25％。 2006年欧美日的小汽车平均用铝量已经达到127kg/辆。欧洲铝协 (EAA)预测：在2015年前,欧洲小汽车用铝量将增至300kg/辆。 *-294 比强度高 弹性好 导热性好 易加工 回收率高 耐蚀性好 耐磨 密度小 ρ=2.7g/cm3 铝及铝合金 铝及铝合金的特点 *-294 西南铝业集团调查显示，铝合金的回收率在80%以上。约60%的汽车用铝来自废料 汽车轻量化，节能降耗，有利环保 汽车铝合金零部件回收再利用率高 提高燃油效率，加大载重能力 减少工序，提高装配效率 安全舒适 铝合金在汽车上的应用优势 *-294 汽车用铝 铸铝 （77%） 变形铝合金 （23%） 板材 10% 重力铸造件 压力铸造件 挤压材 锻件 美国研究表明，目前汽车上用铝大致为： 汽车用铝合金种类 *-294 部件系统 零件名称 发动机系统 发动机缸体、缸盖、活塞、进气管、水泵壳、发动机壳、启动机壳、摇壁、摇壁盖、滤清器底座、发动机拖架、正时链轮盖、发动机支架、分电器座、汽化器等 传动系统 变速箱壳、离合器壳、连接过滤板、换挡拔叉、传动箱换挡端盖 底盘行走 系统 横梁、上下壁、转向机壳、制动分泵壳、制动钳、车轮、操纵等 其它系统 部件 离合器踏板、刹车踏板、方向盘、转向节、发动机框架、ABS系统部件 汽车用铸造铝合金的主要部件系统 铝合金在汽车中的应用 *-294 变形铝合金的主要部件系统 车身系统部件 发动机罩、车顶篷、车门、冀子板、行李箱盖、地板、车身骨架及覆盖件等 热交换器系统部件 发动机热交换器、机油散热器、中冷器、空调冷凝器和蒸发器等 其他系统部件 冲压车轮、座椅、保险杆、车厢低板及装饰件等 *-294 零件名称 铸铁件 质量 铸铝件 质量 质量比 （铁：铝） 零件名称 钢件 质量 铝件 质量 质量比 （钢：铝） 进气歧管 3.5~18.0 1.8~9.0 （1.9~2）：1 前后上 操纵杠 1.55 0.55 2.8：1 汽缸体 80~120 13.5~32.0 （3.8~5.9）：1 悬挂支架 1.85 0.70 2.6：1 发动机罩 18~27 6.8~11.4 （2.4~2.6）：1 转向 操纵杆 2.10 1.10 1.9：1 转向机壳 3.6~4.5 1.4~1.8 （2.5~2.6）：1 万向接头 6.95 3.90 1.8：1 变速器壳 13.5~23.0 5.0~8.2 （2.7~2.8）：1 托架 0.19