2008年5月,筆者參觀了澳大利亞布里斯卡車展,最大的感受是:航空制造業(yè)的制造原則以克為單位降低重量,在專用車行業(yè)得到了具體應(yīng)用.
展會(huì)上參觀車輛的輕量化設(shè)計(jì)制造技術(shù)及工藝給筆者留下了深刻印象,像Oz Autoquip公司、IVECO公司的側(cè)簾廂式車，Wwstern Star公司的側(cè)簾汽車列車，Red Australia公司的鋁質(zhì)車廂及輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)，Tatra公司的鋁合金上裝系統(tǒng)，VoLvo公司的輕量化底盤等，這些產(chǎn)品代表了全球最新的技術(shù)水平和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
汽車輕量化
汽車輕量化是當(dāng)今世界汽車創(chuàng)新工程的技術(shù)發(fā)展方向，是21世紀(jì)世界汽車技術(shù)創(chuàng)新的前沿和熱點(diǎn)。世界各國的汽車企業(yè)圍繞節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保、降低成本以及提高動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性和舒適性等等基本性能，開展了新技術(shù)、新材料、新工藝、新產(chǎn)品的研究開發(fā)工作，其核心就是汽車輕量化。
汽車輕量化驗(yàn)室作為汽車創(chuàng)新工程的核心部分，涵蓋了汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)、制造工藝技術(shù)、質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)和失效分析技術(shù)等五個(gè)方面，五大技術(shù)所組成的創(chuàng)新工程，是一個(gè)經(jīng)脈貫通、互為依存、互相促進(jìn)的有機(jī)整體，國家應(yīng)該高度重視。
汽車輕量化的意義主要有以下幾個(gè)方面：
1、 降低燃燒消耗，增加汽車有效載荷，節(jié)省牽引動(dòng)力，降低汽車運(yùn)行費(fèi)用。
2、 減少車輛對(duì)道路的損失，減少道路維護(hù)工作量。
3、 提高車輛的啟動(dòng)加速度及制動(dòng)減速度，提高汽車的運(yùn)行速度及曲線通過速度。
國外汽車輕量化的現(xiàn)狀
自上世紀(jì)70年代以來，隨著材料技術(shù)和制造技術(shù)的進(jìn)步，汽車自身重量在逐年減少，以美國為例，上世紀(jì)80年代初，中型轎車的平均質(zhì)量為1520KG；90年代初下降至1475KG；90年代下降至1230KG；1985~1995年期間，轎車質(zhì)量平均每年減少0.9%。20世紀(jì)末和本世紀(jì)初世界各國先后出現(xiàn)過百公里油耗3L的汽車，這類汽車的質(zhì)量基本處在750~850KG之間，比現(xiàn)今同類車輕50%。1998年德國大眾推出路波3L TDI，汽車自身質(zhì)量只有800KG。奧迪公司最近開發(fā)全鋁型轎車AuDi A2,汽車自身質(zhì)量只有895~990KG。商用車的自身質(zhì)量也在減少，以意大利依柯維商用車為例，2004年其駕駛室的質(zhì)量已降為960KG，減少40%。
與航空制造業(yè)一樣，目前載貨車上應(yīng)用較多的輕量化材料有鋁合金、鎂合金、高強(qiáng)度鋼、塑料及復(fù)合材料等。各大汽車公司都已經(jīng)將采用這些輕量化材料的多少作為衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)和新材料開發(fā)水平是否領(lǐng)先的重要標(biāo)志。
鋁合金：與鋼相比，鋁合金具有質(zhì)量輕、耐腐蝕性好、易于加工等特點(diǎn)，但成本較高，是近20年來在載貨汽車上使用最多的輕量化材料。
鎂合金：與鋼鐵相比，鎂合金密度小，易于加工，壓鑄經(jīng)濟(jì)，其最大的特點(diǎn)是阻尼減振性和抗凹性好。鎂合金在上世紀(jì)40年代就被一些公司采用。鎂合金在應(yīng)用上比鋁合金發(fā)展慢，主要原因是其鑄造性差、后處理工藝復(fù)雜、成本較高。當(dāng)前世界上每輛汽車的鎂合金平均用量?jī)H2.3KG。隨著研制材料技術(shù)水平的提高，目前每年正以15%~20%的速度遞增。
塑料及復(fù)合材料：汽車塑料制品一般分為內(nèi)飾件、外飾件和功能件等，目前世界主要汽車用塑料件的內(nèi)飾化已基本完成。玻璃纖維增強(qiáng)塑料等新產(chǎn)品已隨著新技術(shù)的成熟而逐步擴(kuò)大應(yīng)用，主要用于車身內(nèi)裝件和功能件。
高鋼度鋼：在輕量化材料中，與鋁合金、塑料相比，高強(qiáng)度鋼具有以下特點(diǎn)。價(jià)格低，基本上可以利用原有生產(chǎn)線；其彈性模量高、剛性好、耐沖擊性好及較高的疲勞強(qiáng)度，有些高強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度為普通鋼的2~3倍；耐腐性差。
中國輕量化的迫切性
最近幾年，汽車燃油消耗在我國石油消耗中所占比例日益增大，有資料顯示，目前我國進(jìn)口的原油的近30%被汽車消耗掉，而今后汽車消耗原油量的比例將升至50%。
汽車燃油消耗量增多主要有以下兩方面的原因：一是我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，帶動(dòng)了汽車消費(fèi)和保有量的大幅攀升；二是由于我國汽車技術(shù)水平相對(duì)落后，單車燃油消耗明顯高于國外，目前生產(chǎn)汽車的平均耗油量大約為國外汽車高20%~30%，而擺在我們面前的現(xiàn)實(shí)部題是，我國石油資源和產(chǎn)量有限，無法滿足國內(nèi)的能源消耗，近幾年我國石油進(jìn)口量逐年增多，對(duì)外依存度已超過40%，因此提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，從總體上控制汽車的燃油消耗，保護(hù)國家資源具有很重要的意義。
發(fā)動(dòng)機(jī)的功率主要消耗在克服汽車行駛阻力上，汽車行駛阻力由空氣阻力、滾動(dòng)阻力、加速阻力與爬坡阻力組成。除空氣阻力主要與車身狀況、迎風(fēng)面積有關(guān)系，與整車質(zhì)量無關(guān)外，滾動(dòng)阻力、加速阻力和爬坡阻力均與整車的總質(zhì)量有關(guān)系，所以減輕自重，是減少上述三種陰力的重要方法，也是降低油消耗的重要措施。
根據(jù)國外的有關(guān)資料，車輛減輕自重10%，可降低油耗5%~8%，對(duì)于載貨車來說，減輕自重還提高了有效載荷的質(zhì)量，即增加了裝載利用系數(shù)，可提高運(yùn)輸效率，在降低運(yùn)輸成本，這相對(duì)來說也是降低了燃油費(fèi)用。推廣汽車輕量化是我國汽車工業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，對(duì)解決我國能源短缺，道路超載、運(yùn)輸效率低下具有很重要的意義。
