探討汽車輕量化技術的應用

趙豐年 趙景毅 鄭瑞濤

摘 要：當前我國汽車產業正面臨著兩大發展難題，一個是我國能源的短缺問題，另一個是環境的污染問題，所以要想讓汽車市場能夠可持續發展，開發節約型技術生產環保汽車尤為重要。為此，相關人員一直在研究一款耗油低，排放量少的汽車產品。其中，汽車輕量化就是在保證汽車安全性能以及汽車的強度下，為汽車尋找到能夠使其整備質量降低的方式，對它的應用可以有效實現節能減排的目的。因此，文章立足于市場上對汽車行業的研究以及環保視角，分析了汽車輕量化技術，從其概念入手，重點分析了其應用背景、應用現狀、應用發展，以凸顯、推動汽車輕量化技術在汽車領域的發展。

關鍵詞：汽車行業;輕量化技術;應用

1 汽車輕量化技術的概念

汽車輕量化技術是指在汽車使用的各項要求均得到保證、汽車的行駛安全以及成本可把控的情況下，使用一種或多種輕量化材料及相關技術結合，從而使汽車的車身重量減輕。但是該項技術的應用前提是不影響汽車的安全性能及NVH，所以采用輕量化技術時，需要對汽車車身的制作成本以及輕量目標、安全性能標準、NVH的控制水平做預計。

汽車的輕量化技術不單單是將汽車的車身重量減輕，也與汽車的整車質量、汽車的穩定性、安全性以及汽車的舒適程度等都有著直接的關系，所以需要充分考慮其經濟合理性，并保證購買者能夠在可接受的價格范圍內，確保制造后的輕量化汽車在市場消費中可實現持續性增長。

通常我們將“輕量化”的主要作用歸納成以下三點：第一點，部分品牌型號的汽車功能都可以滿足消費者的需求，因此，應用輕量化技術的主要目的就是要將汽車的車身重量降低，所以，輕量化技術的直接作用及其體現就是“減重”;第二點，部分汽車的功能尚不能滿足消費者們的普遍需求，仍然需要做功能上的改進提升，所以輕量化技術的目的及其作用就是要將汽車的功能及其形狀做改進，并保持汽車車身的質量;第三點，汽車不僅要進行車身的減重，還需要對性能做進一步的改進。因此，該技術的設計作用及其目的就是要降低汽車重量，提升汽車性能，使汽車的結構更加完善并制定合理的售賣價格。

2 汽車輕量化技術的應用背景

當前，我國汽車產業要想實現可持續發展，首先就要解決阻礙其發展的三大難題，分別是安全問題、環保問題以及油耗問題。由于汽車輕量化技術能夠保護環境，并有效的節約資源，這促使汽車輕量化技術被大眾所熟知。基于此，國內外汽車產業公司都從保護環境、節約能源的角度出發，提出針對性的改進方案，同時還制定了相關的法律法規。而改進方案中就包含汽車輕量化技術，該技術是通過將汽車整備質量降低，從而實現耗油降低、減少排放污染物的目的，進而推動了“環保生產理念”。

輕量化技術的應用對于汽車來說，最大的好處就是降低了汽車的油耗，同時該技術在減排、節能以及可持續發展上也起到來了重要的作用。通常情況下，汽車車身的凈重就占據了整個車體的百分之三十。在空承載的時候，大約有百分之七十的油耗是由于汽車車體的重量。由此可見，利用汽車輕量化技術降低汽車車身重量可以幫助汽車減少油耗，從而提高汽車整車燃料利用率。另外，汽車輕量化還有助于汽車在運行時的平穩性，且操作起來更加便利，還能在一定情況下提升汽車安全性能。通常汽車在行駛時，一旦出現顛簸，顛簸的幅度會隨著車體底盤重量的減小而減小，所以輕量化能夠提高汽車穩定性，并且輕量化的材料還能夠將沖撞能量吸收，更加降低了碰撞時的車身晃動頻率，從而使車內人員成員的生命財產安全得到保障。因此，現如今汽車輕量化技術的研究與制造已成為汽車工業的重點內容，不管是對傳統的汽車還是新能源，該項技術都可以帶來強大的經濟效益，這也是汽車輕量化技術飛速發展的原因所在。

3 汽車輕量化技術的應用現狀

汽車輕量化技術具體包含兩個部分，一個是要對汽車的結構做創新，另一個則是要適當用上特殊的材料。如果汽車的車身結構都符合設計標準，就應當減少使用消耗材料，以實現汽車輕量化生產，所以實現汽車輕量化生產的關鍵要素就是應用的材料。

新材料：要想使汽車輕量化得以實現，就一定要使用足夠多的新材料及與之相關的技術。目前，汽車在輕量化的制作中通常使用的是高強度鋼材料，接著才是復合材料、鋁鎂合金、塑料。而高強度材料能夠使鋼板的厚度降低，并且還可以使汽車運行時的穩定性不受到影響，提升汽車的安全性能;低密度的材料會讓汽車車身質量有明顯的降低，并將非結構件進行替換。

優化汽車結構設計：目前，汽車制造工業在設計水平及能力上逐漸提高，而且很多汽車在制造的時候都使用了超輕的懸架結構，當然也有使用高剛性結構的汽車，這些都是可以使汽車的重量有明顯降低的結構，從而實現汽車的輕量化制造。

制造工藝：在汽車制造產業中，聯接技術以及成形的方法上都有很大程度上的創新，如柔性化板材等，這些都使汽車的重量有了很大程度的降低。

LCA作用：應用輕量化技術與汽車的生產制造中，其主要目的就是為了防止汽車數量的逐漸增多導致能源被大量的消耗、污染環境等問題。LCA本身就是客觀評價，而且是專門對產品生產的環境及工藝方面的評價，使能源的消耗情況以及汽車尾氣的排放情況得以量化，這樣就可以對能源的消耗以及環境問題做預測，從而有針對性的探尋到可改善相關工藝的方案。

4 汽車輕量化技術的應用發展

目前，汽車產業已經是我國經濟發展的重要產業，應用輕量化技術仍處于探索階段。而環境的污染及能源消耗問題卻日漸加劇。因此，汽車輕量化技術的發展及應用是最為緊要的。能夠預見的是未來汽車輕量化技術將會為我國的汽車產業發展帶來重要的現實意義。

為此，在未來該項技術的研究與應用中。首先，一定要為輕量化技術以及相關學科構建一個綜合性的體系。其次，就是要由國家制定與之相關的戰略性策略、法律法規、標準規范等，使之更加規范。最后，一定要注重創新、深入探索從而形成核心技術，如有關汽車的結構設計以及輕量化材料，包括生產的工藝等方面，都需要進一步的完善和創新，從而使汽車輕量化技術在我國能夠得到充分的發揮與發展。

5 結語

綜上所述，汽車輕量化技術是目前汽車制造產業中，最具有前景的一項技術。可以預測，未來汽車輕量化技術的應用將會越來越普及，相關技術及材料也會逐漸完善，從而生產出低消耗、安全又環保的輕量化汽車。

參考文獻：

[1]新書速遞：汽車輕量化導論[J].機械工程材料，2020，44（05）：11.

[2]汽車輕量化趨勢之下，PP材料展活力[J].橡塑技術與裝備，2020，46（04）：60.