汽车轻量化方法

採用後 (361) 351
軽量化量 (10) 20
Fig. by 日経MECHANICAL･D＆M
在CAR-O上采用590MPa 级别的超高强度钢板后，根据测算减少了10 kg。 作为更高的技术，与上图部分的Tailored blank和780～1470 MPa的Ultra high strength steel一同使用的话， 有可能再减轻10 kg重量（Front rail因为要吸收冲击Energy，所以不采用）。
Weight of Parts studied
CAR-O CAR-M
Prop. No.
044
Sub System：31-327
Difference
System：P
2.93 kg
1.44 kg
1.49 kg
Weight Analysis 重量分析: CAR-O vs CAR-M Engine Throttle Cont. Unit 0.20 0.00* (*CAR-MはECCSのUnitにIntegrated) A Pedal& Accel. Position Sensor 1.30** 0.34 (**CAR-OはWire CableでControl) Throttle Body 1.43 1.10 Throttle Motor*** (0.54) (0.40) ***MotorはCAR-O：DC- Brushless、CAR-M:DC- 2 Brush
合計 Proposal Description 変更概要
2.93
1.44
1.Integrate Engine Throttle Cont. into Power Train Cont Module.（0.20kg reduction） 2.Make Pedal and APS in one piece as CAR-M.（0.96kg reduction） 3.Change the Motor of Throttle body from Brushless Permanent Type to Brush type.(0.34kg reduction)
4. I/P pad assy材質変更とDesign簡略化 I/P pad assy材质变更和Design简略化
CAR-O I/P pad assy 17.0
CAR-M 11.9
軽量化量 5.0
Urethane （氨酯）发泡层只用在I/P（仪表板） 上部，其它部分换成Hard plastic（硬塑料） （PP + talc）。同时变更设计减少零件的数量。
适用于此方案方法的定义
对轻量化方案的技巧分类的定义做了如下的尝试。
轻量化对象
方法
不恰当的设计
削减加工余量
削减机能（或者废除） 虽然对降低机能和容量使 之轻量化的方法存有非议， 但是能够满足市场对质量 最低限度要求的技术是必 要的。
对于市场需求过剩的配置 体积的减小 铝化
镁化
可以换用轻量材料 高强钢板的采用 金属树脂化 换用其他的材料 能够轻量化 变更方式
Deletion of reinforcement B and reducing thickness of sill inner.
Reinf. B
O车的立柱和边框结合部分零件的构成数过多，断面 过于复杂。相反M车比较简单。如果全面进行构造简 化将可能减少20公斤的重量。组装性、焊接的可靠 性也会相对提高。在此虽然只举出中心柱和侧门框 断面的例子，但实际上其余的部位也很多。这些虽 然是为了设计阶段的设计变更，但是、广义范围的 强度分析应该能够达到合理化。
CAR-O.
CAR-M.
关于底盘
各提案方法的比例
容量削減, 5.7 機能削減, 13.3 駄肉削減, 15.7 削减加工余 量 Mg化, 16.0
単位は kg
Ａｌ化, 23.6
方式変更, 16.4
最多的是「Al化」、其次是「方式变更」接着是「Mg化」。下面列举几个具体 例子。
Actual examples – 底盘
轻量化的提案方法
轻量化提案方法的概要：
方法：购入与现代车型同样级别但轻239公斤的竞争车型M车一辆、 首先，在实际道路上进行测试。 然后，再进行具体的分析、测定重量。 调查尺寸、材质、样式。推断强度、性能， 将数据进行比较制定轻量化的提案。 另外，虽然不是这两辆车的实例，但是最后追加提出在几年之内 可能实现的方案。 实施日期：2004年Aug.2-Sept.17(从行驶试验到总结为止）
Elec, 28 Power train, 84 Trim, 71
単位は kg
Body系, 181
提案合計 383 kg (114件)
Chassis, 91 BIW, 110
全部提案的384公斤中最多的为车身（BIW+Trim）110+71=181公斤，底盘91公斤、动力系统84公斤。 两辆车的重量差的顺序与上述一致。
単位は kg
樹脂化, 14.5 機能削減, 1.0
超高張力鋼, 20.0
駄肉削減, 52.2
Ａｌ化, 22.5
BIW轻量化的方案包含消减钢板的厚度，使结构更加合理化，其中[减少加工余量]占 的比例最多。其次是使用[铝制材料]、[高强度钢板]。主要的实例如下。
Actual examples - BIW
Rank : B
Reduction Weight estimated
1.49 kg/veh
Recommended timing:M
Reason why categorized into M : need Type Approval, Die Change, Durability test
分系统提案的比例
空車重量 kg
CAR-O
2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 投影面積 m2
約200 kg差
CAR-M
O车比平均值重，M车比平均值轻。计算出O车和M车的投影面积进行补正得到200公 斤的重量差。
试验车的系统重量
最近汽车轻量化方法
2007 8. 8
前言
根据有关报告表述，如果车辆减重10%，耗油量将会降低3.8%。 同时排出废气的CO、HC、NOX的百分比也将会减少。可以明确的认 为车辆轻量化是提高性能不可缺少的技术。 以下是现代公司对车辆实施了轻量化的工作方法，提出了减少384 公斤重量的方案。 根据此结果对实施轻量化，使用什么样的方法，能够达到多大程 度的改进进行了分析。在此并通过对实例的介绍，为实施切实有 效的轻量化重要方法提出一些建议。
. 1cThe whole area
Actual examples - BIW
2. E/Hood, Fender and T/Lid are replaced from steel to aluminum. Engine Hood Fender Trunk Lid CAR-O 20.0 7.6 14.6 CAR-M 8.7 5.5 5.9 軽量 化量 11.8 4.3 6.4
试验车的规格
主要参数 （长）x （‘宽） x （高）mm （轴距）
发动机样式 、排气量L
CAR-O 4978 x 1849 x 1486 2799 DOHC 24V V6, 3.5 5 speed A/T FWD 225/60R16 5 4 面向美国市场 1846 2004
CAR-M 4915 x1821 x 1481 2825 DOHC 24V V6, 3.5 5 speed A/T FWD P225/55HR17 5 4 ← 1607 2005
为了维持钢板的强度加厚铝制板的厚度（外板0.7 ⇒ 0.8 或 0.9 t ）去掉防震材料也是有可能的。
像这样如果把离车辆中心较远地方的质量削减， 将会提高其运动性能。
Actual examples - BIW
3. Application of ultra high strength steel
採用前 590MPa材 780-1470MPa classを採用 371 (361)
Actual examples – Trim
3. Shape change of Rr seat cushion CAR-O Rr seat cushion 10.0 CAR-M 5.1 軽量化量 4.0
将Seat cushion（座椅靠垫）的 Frame（框架）的形状 简化，减小Pad（缓冲垫）的体积（Core部（芯部））。 要考虑到美国市场的后席乘车率。
Transmission 驱动方式 Tire 乘坐人数 门的数量 销售地区 空車重量（実測値） 空车重量（测试值） 年式（生产年月）
CAR-O的尺寸比CAR-M大，重量重239公斤。轴距比CAR-M小，其他方面都基本相同。
试验车的重量
此数据是2006年日本制轿车规格的数值。
2300 2200 2100
Deletion of reinforcement A from Center pillar assy.
Reinf. A
単位は kg
採用前 Reinf. A Reinf. B & thickness chg. Body whole area (6.0) (3.4) 371
採用後 0 0 351
軽量化量 (6.0) (3.4) 20.0
148 kg差
39kg差
600 500
32kg差
488 413 381 412 360 321 349 277
装置重量 kg
400 300 200 100 0
CAR-O:1846 kg CAR-M : 1607 kg
104 92 71 76
62 49
tra in
el Fu
ha ss is
Tr im
B
Actual examples – Trim
1. Seat cushionのPan-type化(+frameの合理化) Driver seat CAR-O 28.2 CAR-M 25.2 軽量化量 3.0
Seat cushion由Spring-type变更为 Pan-type。在路 况极为不好的路段行驶时将会降低cushion（弹性） 性，但在美国市场不会成为问题。Seat adjuster部 位的零件与Frame一体化。
E
ow er
装置分類
表示分解的零部件的合计重量。车身（BIW+Trim）的重量的差是148公斤，底盘的 差是39公斤，动力系统的差是32公斤。
C
il,
C
Body 系
O th
er s
IW
le c
Weight Reduction Proposal Sheet 提案书的样本
Parts Name：Throttle Control
CAR-O.
CAR-M.
2. Passenger seat; Pan-type化(+frameの合理化) Power adjusterの廃止
CAR-O Passenger seat Power adjuster 22.1 2.4
CAR-M 18.2 0
軽量化量 3.0 2.4
Seat cushion形式与 Driver seat同样变更。Passenger seat中配置的Power adjuster（力量调节装置）考虑 到US市场的实际情况，废除。
对前一张幻灯片所定义的方法进行了分类[削减了27%的加工余量]，[削减配置]（[减少机能]+[减少容量]）占 22%，[换用材料]、[变换方法]占51%。这说明轻量化的大约一半左右是通过技术方面较难实现的[换用材料]和 [变换方法]以外的手法获得的。
about BIW
Proposals by techniques BIW
关于内饰的提案 各提案方法 的比例
方式変更, 6.6
単位は kg
機能削減, 26.9 駄肉削減, 17.9
19.4 用其他材料置换（异 种树脂化）
在Trim关联的提案中「削减机能」最多。（看得出由于O车是瞄准高档车型，因此有些配置在US市场是多 余的）。其次「其它材料置换（变更为异种塑料）」、「削减加工余量」。下面列举主要的实例。
分方法提案的比例
方式変更, 30
単位は kg
その他の材料置換, 24 駄肉削減, 104 樹脂化, 23 超高張力鋼, 20
[削减加工余量] （27%）
「材料置換」、 「方式変更」 (51%)
提案合計 384 kg
Mg化, 22 機能削減, 48
Al化, 76
容量削減, 38
[削减规格]（22%）