汽車發動機罩上新型輕質材料的應用分析

梁振濤　高秀軍

摘 要：隨著我國國民環保意識的增強，當今汽車工業界將“節能、環保”設定為汽車研發的主旋律。在此種情況下，汽車發動機罩上材料的選用，必然以新型輕質材料為主，充分體現這些材料的環保性、節能性、有效性，以便汽車發動機罩能夠有效應用，為實現汽車安全、節能、環保的應用奠定基礎。基于此，本文將重點分析汽車發動機罩上新型輕質材料的應用。

關鍵詞：汽車；發動機罩；新型輕質材料；應用

在降低燃油消耗、減少二氧化碳及有害氣體排放量成為汽車工程界主攻方向的情況下，注重減輕汽車自重是非常必要的，其是降低燃油消耗和減少排放的有效措施。目前汽車輕量化研究中，汽車發動機罩作為重要的研究對象之一，選擇新型輕質材料來替換低碳鋼材料，可以使汽車發動機罩制作更加簡單，且重量較輕、環保、節能，符合汽車工業發展要求，利于提高汽車應用效果[1]。所以，在汽車發動機罩生產中科學運用新型輕質材料是非常必要的。筆者將結合相關文獻及工作經驗，在下文分析幾種比較適用的新型輕質材料。

1 高強鋼

開發于20世紀70年代的汽車高強度鋼板，在80年代得到了發展，推出了雙相鋼、烘烤硬化鋼、無間隙原子鋼。而到90年代又推出了微合金鋼及相變誘導塑性鋼，兩種新型高強鋼的抗拉強度較高，應用性能較佳。為了使高強鋼能夠科學的應用到汽車生產中，世界多個大型汽車公司紛紛加入相關工藝技術研究中，并取得了一定成果，推出了特殊的沖壓工藝、激光焊接技等用于制造超輕高強度鋼板。因此，當前超輕高強度鋼板在汽車制造中越來越廣泛，用于車門、發動機罩、行李箱蓋板等外覆蓋件制造，彌補了傳統低碳鋼材料的不足[2]。

在汽車發動機罩制造方面，應用高強度鋼的作用主要是減輕汽車自身重量，并降低汽車油耗、提高汽車構件強度及安全性能。就以含磷高強度鋼板來說，其比普通鋼板的強度大15%～30%，厚度降低10%，應用到汽車發動機罩制造中，可以大大減汽車發動機罩重量的20%～30%。雙相鋼具有高強度的同時，伸長率較高、成型加工性能佳，將其應用到汽車發動機罩制造中，可以規避普通低碳鋼應用形狀穩定性差的問題，保證汽車外覆蓋件應用良好。烘烤硬化鋼板同樣具有良好的應用性，目前一汽大眾汽車公司部分汽車的生產就采用烘烤硬化鋼板來制造汽車發動機罩。

2 鋁合金

目前，鋁合金這種輕質材料在汽車生產方面應用越來越廣泛。鋁具有較高的導電性和導熱性，且密度小、塑性好、易回收利用。因此，鋁合金適用于汽車制造中。出于汽車制造相關要求考慮，應用在汽車制造中的鋁合金主要為鑄造鋁合金、變形鋁合金。其中，變形鋁合金適用于汽車發動機罩的生產，其比普通低碳鋼材料性能好，可以大大減輕汽車發動機罩的重量，并且利于節約資源。北美和日本生產的許多載貨車和轎車發動機罩就采用了鋁合金這種輕質材料，如5000系列的鋁合金發動機罩或6000系列鋁合金，所生產的汽車發動機罩不僅減輕了汽車的重量，還解決了汽車前后質量不平衡的問題。一些歐美汽車公司認識到鋁合金的優越性，采用沖壓工藝等對鋁合金進行加工，制造汽車發動機罩，像沃爾沃汽車、雪鐵龍汽車等汽車發動機罩均采用鋁合金材料。

從目前鋁合金發動機罩應用情況來看，要想全面應用鋁合金這一輕質材料還是比較困難的，因為鋁合金加工難度大、鋁合金成型性不佳、鋁合金焊接性性能差、鋁價格較高等這些問題的存在，在很大程度上阻礙鋁合金材料的全面應用。為此，相關單位或研究人員應當基于科學技術全面發展的步伐，對鋁合金材料進行深入的研究與開發，逐步克服汽車制造中鋁合金材料應用困難。

3 鎂合金

基于汽車工業發展需要角度來說，鎂合金是最優發展前景的輕金屬結構材料。鎂是地球上存儲量最豐富的輕金屬之一，其占地球表面金屬資源的2.3%，具有較強的強度、彈性模量、剛性、抗電磁干擾屏蔽性、減震抗沖擊能力等，同是其切削加工性能、尺寸穩定性較佳。因此，鎂合金非常適合應用于汽車制造中。

汽車發動機罩制造工藝要求，選用高質量、高標準的板材，并且符合汽車應用相關需求。科學、合理的利用鎂合金材料進行汽車發動機罩制造，充分發揮鎂合金的優勢，可以使制成的汽車發動機罩質量輕、防撞擊性能佳，利于提高汽車燃油效率和汽車的安全性能[3]。目前，國內汽車發動機罩制造中，鎂合金之所以應用的不全面，主要是存在技術問題，加之大多數技術人員未充分理解鎂合金材料的特性，使得鎂合金發動機罩設計不佳等問題存在，致使目前鎂合金發動機罩沒能得到普及。

4 復合材料

所謂復合材料是指一種增強纖維和塑料復合而形成的材料。復合成分不同，就可以形成不同類型的復合材料。目前，在汽車發動機罩制造方面應用比較廣泛的復合材料為：乙烯基酯樹脂。乙烯基酯樹脂具的強度高、韌性佳、耐腐蝕、耐熱，對其進行科學、合理的加工，可以制造出較輕的發動機罩。如林肯轎車、部分福特轎車、190重型載貨車等均采用復合材料[4]。所以，科學、合理的應用復合材料來代替低碳鋼材料進行汽車發動機罩制造，同樣可以大大提高發動機罩的應用性能，使得汽車使用更加節能、環保、安全。

5 結束語

隨著汽車應用的日益廣泛及汽車污染的日益嚴重，使得汽車工業領域向節能、環保、安全方向發展。基于此，在對汽車發動機罩制造的過程中，應當注意選用適合的新型輕質材料，如鋁合金、鎂合金、復合材料、高強鋼等，代替低碳鋼材料，降低發動機罩的重量，提高其應用性能，如此可以使汽車使用更加節能、環保、安全。所以，科學、合理的應用新型輕質材料來進行汽車發動機罩生產是非常有意義的。

參考文獻：

[1]徐津津.新型輕質材料在汽車發動機罩上的應用[J].上海汽車，2010（3）：44-46.

[2]崔東.基于行人頭部保護的新型復合材料發動機罩設計[D].哈爾濱工業大學，2010.

[3]王宏雁，高衛民，潘玲玲，等.輕質結構發動機罩設計研究.同濟大學學報（自然科學版），2011（8）：1098-1103.

[4]馮美斌.汽車輕量化技術中新材料的發展及應用[J].汽車工程，2011，28（3）：213-220.