汽车车身材料的轻量化应用ppt课件.ppt

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1、汽车材料的轻量化应用材料轻量化：材料轻量化，指的是在满足机械性能要求的前提下，将材料重量减轻。一般通过采用轻量化的金属和非金属材料实现，主要包括高强度钢材、铝镁合金、工程塑料以及各种复合材料。轻量化材料中，目前钢铁材料仍保持主导地位，但钢铁材料的比例逐年下降，铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料等材料比例逐渐增加。主要内容轻量化的必要性轻量化途径轻量化材料应用的现状未来塑料新材料的发展面临的问题汽车轻量化技术应用的必要性世界铝业协会的报告指出：汽车自重每减少10％，燃油消耗可降低6％～8％。增加承载轻量化材料应用的现状材料轻量化的发展现状现代汽

2、车中占自重90％的6类材料大体为：钢，铝及铝合金，铸铁，塑料，复合材料，陶瓷及玻璃。用新型板材及轻型材料(如镁、铝、塑料和复合材料等)替换车身骨架及内、外壁板原有的钢材来实现轻量化是车身轻量化技术重要途径之一。随着汽车材料技术的飞速发展，现代汽车制造材料的构成也在不断发生变化。以现代轿车用材为例，按照重量换算，钢材占汽车自重的55％～60％，铸铁占5％～12％，有色金属占6％～10％，塑料占8％～12％，橡胶占4％，玻璃占3％，其他材料(油漆、各种液体等)占6％～12％。汽车材料在汽车上的应用比例镁合金镁是比铝更轻的金属材料，它可在铝减重基础上

3、再减轻15％～20％。尽管镁在当前汽车用材中所占的比例不到1％，但是在轻量化的驱动下，镁材料技术开发的力度不断加大，它已步入快速发展阶段。到目前为止，汽车上采用镁合金的零部件至少超过60多种。今后将重点发展的镁合金零部件主要有：仪表板骨架、发动机缸体、缸盖、托架、油底壳、格栅加强体、结构支架（座）、后车箱盖、内门框、车顶板、加强板，以及某些抗碰撞零件。以铝为首的轻质材料在汽车上的措施(1)轻质材料发动机。机体是发动机中单件质量最大的零件，一般都超过发动机质量的1/4，甚至接近1/3。降低发动机缸体质量:采用铝合金或者镁合金，变密度设计。应用实例

4、2008年2月22日上午8：30分，我国第一款自主研发的V12发动机——CA12GV，在中国第一汽车集团公司技术中心成功点火。这标志着我国掌握了顶级轿车发动机的开发技术。全铝制轻量化设计：全铝缸体、缸盖、壳体件及支架，通过FE分析拓扑结构达到轻量化与NVH性能的最佳平衡。(2)轻质材料变速器壳体变速器壳体、离合器壳体、操纵盖以及换档拨叉等零件目前已经广泛应用铝、镁合金，镁合金的密度为1.8g/cm3，是铝合金的2/3，不足钢的1/4，大众汽车公司和奥迪汽车公司启动了使用镁合金的战略，福特汽车公司也在其轻型载货车的离合器壳体中使用了镁合金。镁铝变

5、速器壳体(3)全铝车身设计。Ford·P2000采用冲压焊接制造的铝质车身骨架，可用现有钢板的加工方法加工，白车身质量135.6kg，整车轻32.8%，市区百公里油耗减少22.8%。(5)轿车全铝车身设计实例。奥迪A8是大型豪华轿车，但它的整车质量，仅相当于一辆中型轿车。奥迪A8铝合金框架支撑着全铝合金车身的创新技术被称为“ASF”———即奥迪空间框架技术，ASF车身结构由挤压的铝部件及压铸件组成，该架构支撑铝板元件。塑料在汽车上的应用汽车用塑料零部件分为三类：内饰件、外饰件和功能件。自20世纪90年代以来，随着汽车材料国产化的开展，我国汽车用

6、塑料步入了世界发展的轨道。在我国，塑料件约占汽车自重的7%～10%，举例来说，在轿车和轻型车中，CA7220小红旗轿车中的塑料用量为88.33kg，上海桑塔纳为67.2kg，奥迪为89.98kg，富康为81.5kg，依维柯0041则为144.5kg；在重型车中，斯太尔1491为82.25kg，斯太尔王为120.5kg。据有关部门统计，我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为PP，PVC，PU，不饱和树脂，ABS，PF，PE，PA，PC，复合材料。汽车配件塑料化后的轻量化情况配件名称原总量/Kg塑料重量/Kg减轻重量/Kg轻量化率/%空调器支架3.1

7、80.912.2771盘式制动器活塞0.820.410.4150发动机盖16.3412.264.125后门20.8812.718.1739座椅架(2座)22.711.3511.3550燃料箱22.718.164.5420轮胎(4只)54.4840.8613.6225驱动轴10.224.315.958叶片弹簧12.712.0410.6784门粱7.723.184.5459车身209.2994.43114.8655身架128.4893.9834.527车门（4扇）70.8227.6943.1361前后保险杠55.8419.9835.8764车头43

8、.5813.1730.4270车轮（4只）41.7722.2519.5247合计721.53377.6934447.7其他应用了解：碳纤维复合材料在汽