淺談汽車輕量化之對標法

王文俊

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淺談汽車輕量化之對標法

王文俊

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

文章通過與競品車對比分析，找到各個模塊重量和競品之間的差距及競品可以利用的優點，提煉轉化應用到自己產品上，然后提出自己車型有效的減重方案，來達到減重的目的。從而實現整車性能、重量、成本等性能更加合理，更有競爭力。

輕量化；對標；方案

前言

根據有關報告表述，如果車輛減重10%，耗油將會降低3.8%。同時排出的CO、HC、NOX的百分比也將會減少。因此可以看出車輛輕量化是提高整車性能不可或缺的技術。

1 對標法綜述

1.1 購入與現有車型同樣級而且要輕10%以上的競品車輛作為對標車型

車型購買后需要進行全面測試，確保整車性能各方面優化空間，然后進行拆解、測重、量尺寸、分析材質、結構、強度性能分析等，最后制定具體輕量化方案。圖1 A車和競品車主要參數對比：

圖1 A車和競品車主要參數對比表

2 目標設定

2.1 對比競品車重量差異如圖2

通過上圖可以看出：車身（車體+內外飾）的重量的差是148公斤，底盤的重量差是39公斤，動力系統的重量差是32公斤。

圖2 A車和競品車重量對比

2.2 目標重量分解，最終重量不能超過競品：圖3

圖3 重量目標分解

3 具體分組實施方案

3.1 車體輕量化主要方法如圖4

車身輕量化的方案包含板材厚度減薄，使結構更加合理化，其中結構優化占的比例最多，其次是使用鋁制材料、高強度鋼板。合計優化后提案合計110kg，遠遠超過設定的目標。

圖4 車身輕量化主要方法

具體方法案例如下：圖5：

結構優化減少A處加強結構

A車的立柱和側圍門檻結合部分零件的構成數過多，斷面過于復雜；相反競品車比較簡單，全面參照競品車結構可以減重20公斤。組裝性、焊接的方便性也會有很大提高。整個車身類似案例很多，后期經過CAE分析確認及更改，完全達到設計強度和剛度的要求。

部分位置采用鋁合金材質，重量整體降低較多，主要體現在引擎蓋、翼子板和行李箱蓋，如圖6：

圖6 鋁材質采用

3.2 底盤輕量化主要方法

輕量化最多的是鋁材質使用、其次是方式變更，接著是鎂材質使用。具體如圖7：

圖7 底盤輕量化方法

具體方法案例前后轉向節，A車鐵質鍛造件，競品車為鋁制鍛造件，同時結構優化，總共減重10kg，如圖8。

3.3 電氣輕量化主要方法如圖9

圖9 電氣輕量化方法

CAN網絡的擴大使用：

材質的變更：釹磁石的能量密度比純鐵磁石大約大10倍左右。整車采用五個揚聲器可以減輕2.7公斤。圖10：

圖10 揚聲器輕量化示意圖

4 總結

各系統最終減重提按114個，減重384kg，遠遠超過了預期。通過這次減重方法的推進，主要總結以下兩點：

圖11

4.1 從設計源頭控制部件的重量

4.1.1 這次減重提按的27%都是消減加工余量

因此建議在設計初期一定結合CAE分析及后期試驗相結合盡可能減少這種不必要的冗余設計；

4.1.2 鋁材質的使用是該減重方案中使用材質變更最多的

隨著現在技術進步，鋁制部件使用比例越來越高，同時結合先進的CAE分析方法及新技術的進步，該類減重方案已經成為主導方向。

4.2 車輛企劃定位精準

明確市場的要求，準確定位目標、減少多余的規格，過剩的功能。確保開發的是用戶最需要的功能，而不是可要可不要的功能。

[1] 余志生.汽車理論 5版[M]北京:機械工業出版社.2010.3.

[2] 王望予.汽車設計[M]北京:機械工業出版社.2012.4.

[3] 濮良貴.機械設計[M]北京:高等教育出版社.2006.5.

[4] 張金換.汽車工程手冊（BOSCH）.

[5] 日本自動車技術會.汽車工程手冊.

On the Standard Method of Automobile Lightweight

Wang Wenjun

( Anhui jiang huai automobile group co., LTD technology center, Anhui Hefei 230601 )

By comparing and analyzing with competitive cars, this paper finds out the differences between the weight of each module and the competing products and the advantages that can be used by the competing products, refines and transforms them into our own products, and then puts forward an effective weight reduction scheme for our own cars to achieve the purpose of weight reduction. So that the performance, weight, cost and other performance of the vehicle are more reasonable and competitive.

light weight; benchmarking; proposal

A

1671-7988(2018)18-212-03

U462.1

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1671-7988(2018)18-212-03

CLC NO.: U462.1

王文俊，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.071