汽车轻量化培训课件ppt
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汽车轻量化ppt课件
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
1、发动机
大众最先进的6.0L W12发动机
北极星V8发动机
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
2、轮毂
马自达跑车轮毂
福特Focus铝合金轮毂
汽车轻量化
汽车铝合金典型件 3、车身覆盖件
日本本田公司生产的 Insight hybrid轿车车身用铝合 金达162kg，比钢车身减重约 40%。
Insight hybrid轿车车架
捷豹XJ的基础车身就是铝合金材 料，在保证了强度的同时，提高了空 间体积，还使整车的灵活性得到了最 大限度的保留。
捷豹XJ铝合金车身
汽车轻量化
（2）轻金属材料汽车应用中的优势
易加工
镁及其合金
比强度、 比刚度高
资源丰富 开采技术成熟
BMW E60车门防撞杆
汽车轻量化
各种高强钢在车身上典型应用
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
3 其他材料的应用
汽车中主要的非金属部件
汽车轻量化
非 金属 材料
蜂窝夹层 材料
工程 塑料
橡胶 材料
其它
纤维增强 材料
陶瓷 材料
ULSAB-AVC白车身（BIW）的用材比例
1.优良的成形性能 2. 回收利用性好 3.可利用传统生产装备
优点
4.修理和保险 5.延迟的时效性和非时效性 7.良好的连接性能和保形性能 8.保证塑性延展性的同时，强度高，冲压件质量轻
汽车轻量化
高强度钢板的应用和作用
注：Ps 为压溃强度，AE为压溃吸能，Pt为压痕抗力，P为微量变形抗力，σw为疲劳强度， σb为抗拉强度，t为板厚，σp为成形构件应变下的流变应力，ED为动负荷设计弹性模量，n为常数。
汽车轻量化ppt课件
其它合金
钛的密度为4.5g/cm3，具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优 点。但价格昂贵，在赛车和个别豪华车上少量应用。
马自达钛合金护板
10
2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
SMC 是Sheet molding compound的缩写，称为片状模塑料，是把低粘度 的树脂化合物浸到玻璃纤维中而形成的连续片状预成型模塑复合材料，采用模 压成型，能够制造带有筋、凸起的大型覆盖件。
SMC生产效率相对较高，产品性能稳定，强度高，质地均匀，强度较高， 能得到良好表面，适合车身外装饰件，如保险杠、翼子板等。
固 性
玻璃钢
玻 纤 增
玻璃钢就是由环氧树脂与固化剂、促进剂按一定 比例混合后将如玻璃布粘结起来的一种复合材料。一 般采用手糊、喷射或缠绕成型工艺，可以用模具制作 成各种形状，但树脂不流动。
强
工装设备简单，投资低，生产效率低，生产技术
材 容易掌握，产品不受尺寸形状的限制，用于小批量大
料 型不规则零件生产。如特种专业车的高顶、小型机动
奥迪A8采用ASF全铝合金车身，创纪录的使用了546kg的铝合金 材料，重量要比同等车型的钢制车身轻50%。 1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身， 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg。
奥迪ASF全铝车身框架
7
2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
钛的密度为4.5g/cm3，具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优 点。但价格昂贵，在赛车和个别豪华车上少量应用。
马自达钛合金护板
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2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
SMC 是Sheet molding compound的缩写，称为片状模塑料，是把低粘度 的树脂化合物浸到玻璃纤维中而形成的连续片状预成型模塑复合材料，采用模 压成型，能够制造带有筋、凸起的大型覆盖件。
SMC生产效率相对较高，产品性能稳定，强度高，质地均匀，强度较高， 能得到良好表面，适合车身外装饰件，如保险杠、翼子板等。
固 性
玻璃钢
玻 纤 增
玻璃钢就是由环氧树脂与固化剂、促进剂按一定 比例混合后将如玻璃布粘结起来的一种复合材料。一 般采用手糊、喷射或缠绕成型工艺，可以用模具制作 成各种形状，但树脂不流动。
强
工装设备简单，投资低，生产效率低，生产技术
材 容易掌握，产品不受尺寸形状的限制，用于小批量大
料 型不规则零件生产。如特种专业车的高顶、小型机动
奥迪A8采用ASF全铝合金车身，创纪录的使用了546kg的铝合金 材料，重量要比同等车型的钢制车身轻50%。 1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身， 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg。
奥迪ASF全铝车身框架
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2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
汽车轻量化技术(PPT课件
优点
显著提高材料的强度和硬度，同时保持良好的韧性，有利于实现 车身的轻量化。
应用范围
保险杠、A/B柱、车门防撞梁等安全件。
内高压成型技术
技术原理
利用液体介质在密闭模具内施加 高压，使管材发生塑性变形并贴 合模具内壁，从而得到所需形状 和尺寸的空心构件。
优点
减少零件数量、减轻重量、降低 成本、提高生产效率等。
镁合金零部件
在发动机、变速器等部 件中使用镁合金，实现 轻量化。
塑料油箱
采用塑料油箱替代传统 金属油箱，降低重量并 提高安全性。
底盘系统轻量化应用案例
铝合金车架
利用铝合金材料制造车架，降低底盘系统重量。
高强度钢悬挂系统
采用高强度钢材制造悬挂系统部件，实现轻量化的同时保证性能。
碳纤维复合材料轮毂
采用碳纤维复合材料制造轮毂，显著降低重量并提高强度。
轻量化技术是汽车节能减排的重要手 段之一，也是未来汽车发展的重要方 向。
轻量化技术的分类
材料轻量化技术
采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等轻质材料，降低汽车 质量。
设计轻量化技术
通过结构优化、拓扑优化等设计手段，实现汽车轻量化。
制造工艺轻量化技术
采用先进的制造工艺，如激光焊接、热成型等，降低汽车质量。
汽车轻量化技术ppt课件
目录
• 引言 • 汽车轻量化技术概述 • 轻量化材料技术 • 轻量化设计技术 • 轻量化制造技术 • 轻量化技术的应用与案例分析
01 引言
轻量化技术的重要性
提高燃油经济性
推动新能源汽车发展
汽车轻量化可以降低车身质量，从而 减少燃油消耗和二氧化碳排放，提高 燃油经济性。
轻量化技术对于电动汽车尤为重要， 可以降低电池负荷，提高续航里程和 电池寿命。
显著提高材料的强度和硬度，同时保持良好的韧性，有利于实现 车身的轻量化。
应用范围
保险杠、A/B柱、车门防撞梁等安全件。
内高压成型技术
技术原理
利用液体介质在密闭模具内施加 高压，使管材发生塑性变形并贴 合模具内壁，从而得到所需形状 和尺寸的空心构件。
优点
减少零件数量、减轻重量、降低 成本、提高生产效率等。
镁合金零部件
在发动机、变速器等部 件中使用镁合金，实现 轻量化。
塑料油箱
采用塑料油箱替代传统 金属油箱，降低重量并 提高安全性。
底盘系统轻量化应用案例
铝合金车架
利用铝合金材料制造车架，降低底盘系统重量。
高强度钢悬挂系统
采用高强度钢材制造悬挂系统部件，实现轻量化的同时保证性能。
碳纤维复合材料轮毂
采用碳纤维复合材料制造轮毂，显著降低重量并提高强度。
轻量化技术是汽车节能减排的重要手 段之一，也是未来汽车发展的重要方 向。
轻量化技术的分类
材料轻量化技术
采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等轻质材料，降低汽车 质量。
设计轻量化技术
通过结构优化、拓扑优化等设计手段，实现汽车轻量化。
制造工艺轻量化技术
采用先进的制造工艺，如激光焊接、热成型等，降低汽车质量。
汽车轻量化技术ppt课件
目录
• 引言 • 汽车轻量化技术概述 • 轻量化材料技术 • 轻量化设计技术 • 轻量化制造技术 • 轻量化技术的应用与案例分析
01 引言
轻量化技术的重要性
提高燃油经济性
推动新能源汽车发展
汽车轻量化可以降低车身质量，从而 减少燃油消耗和二氧化碳排放，提高 燃油经济性。
轻量化技术对于电动汽车尤为重要， 可以降低电池负荷，提高续航里程和 电池寿命。
汽车轻量化技术学员版二-PPT资料81页
玻璃纤维毡增强热塑性材料 (GMT)
加载齿轮、燃油系统、电气设备系统、各种轴承、衬套
汽车保险杠、汽车反射镜外壳、车外部把手、安全气囊通电部件、 雾灯、音响喇叭、顶棚
27
汽车里程表/门窗摇机 工程塑料蜗杆
尼龙汽车进气歧管
尼龙发动机罩盖
28
汽车塑料制品根据其应用部位，可分为内装件、外装件、功能件
工程塑料在汽车内装件和外装件上的应用
戴姆勒公司的世界首款商业化塑料油 底盒模块(赢得塑料工程师学会汽车 分会颁发的塑料创新使用奖)
22
3 陶瓷在汽车制造业的发展前景
目前陶瓷在汽车的应用并不广泛，主要原因是: ①特种陶瓷对原材料要求比较严格，制造工艺复杂，成本居高不
下，脆性，使用可靠性差。 ②陶瓷基复合材料零件的价格远比金属零件高，制造时可能产生
内部裂纹。 ③纳米陶瓷的结构理论、物理特性还有待进一步完善。
虽然陶瓷在汽车上的应用还存在一些难题，但其优越的特性 越来越受到人们的关注。各国都投入大量人力、物力和财力研究 开发新型陶瓷材料，研制汽车上的陶瓷零部件。相信不久的将 来，陶瓷材料在汽车制造这一领域会有更大的突破。
变速箱壳、内护板、反射镜壳体
电线电缆包材、外装材料、地板垫、嵌材
座椅、仪表板、翼子板、车内地板、遮阳板、减振器、护板、保险杠
内护板、地板、油箱、行李架、刮水器、扶手骨架
聚碳酸酯（PC）
聚酰胺（PA）
聚甲醛（POM） 热塑性聚酯
（PBT、PET）
保险杠、前端板、车门把手、挡泥板、前灯
散热器盖、衬套、齿轮、皮带轮、气缸头盖、水泵叶轮
BMW E60A柱内部
组织：铁素体＋贝氏体＋残余奥氏体
8
马氏体钢（ M钢）
性能：马氏体钢的屈服点范围为750-1100MPa,最大抗拉强度为
加载齿轮、燃油系统、电气设备系统、各种轴承、衬套
汽车保险杠、汽车反射镜外壳、车外部把手、安全气囊通电部件、 雾灯、音响喇叭、顶棚
27
汽车里程表/门窗摇机 工程塑料蜗杆
尼龙汽车进气歧管
尼龙发动机罩盖
28
汽车塑料制品根据其应用部位，可分为内装件、外装件、功能件
工程塑料在汽车内装件和外装件上的应用
戴姆勒公司的世界首款商业化塑料油 底盒模块(赢得塑料工程师学会汽车 分会颁发的塑料创新使用奖)
22
3 陶瓷在汽车制造业的发展前景
目前陶瓷在汽车的应用并不广泛，主要原因是: ①特种陶瓷对原材料要求比较严格，制造工艺复杂，成本居高不
下，脆性，使用可靠性差。 ②陶瓷基复合材料零件的价格远比金属零件高，制造时可能产生
内部裂纹。 ③纳米陶瓷的结构理论、物理特性还有待进一步完善。
虽然陶瓷在汽车上的应用还存在一些难题，但其优越的特性 越来越受到人们的关注。各国都投入大量人力、物力和财力研究 开发新型陶瓷材料，研制汽车上的陶瓷零部件。相信不久的将 来，陶瓷材料在汽车制造这一领域会有更大的突破。
变速箱壳、内护板、反射镜壳体
电线电缆包材、外装材料、地板垫、嵌材
座椅、仪表板、翼子板、车内地板、遮阳板、减振器、护板、保险杠
内护板、地板、油箱、行李架、刮水器、扶手骨架
聚碳酸酯（PC）
聚酰胺（PA）
聚甲醛（POM） 热塑性聚酯
（PBT、PET）
保险杠、前端板、车门把手、挡泥板、前灯
散热器盖、衬套、齿轮、皮带轮、气缸头盖、水泵叶轮
BMW E60A柱内部
组织：铁素体＋贝氏体＋残余奥氏体
8
马氏体钢（ M钢）
性能：马氏体钢的屈服点范围为750-1100MPa,最大抗拉强度为
新能源汽车的车身轻量化最全PPT
车等领域。 （1）结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。
铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。 消费者对新能源汽车续航里程的要求 钢的强度越高，减重效果越好。
• ②国内碳纤维行业集中度低，产能低 （3）轻量化工艺：利用轻量化材料成型制造工艺，达到减轻零部件重量的目的。
• 从减重效果来看，高强度钢＜铝合金＜镁 合金＜碳纤维，从成本来看，高强度钢＜ 铝合金＜镁合金＜碳纤维。
1、高强度钢
• 高强度钢是指冷轧340MPa、热轧490MPa以 上的钢。钢的强度越高，减重效果越好。 相对于传统的340MPa的材料,600MPa级的 钢种在理论上的减重潜能大约为20%， 800MPa的材料减重潜能会提高至30%以上。
性、韧性等方面的 性能的塑料制品。
模块化平台
Thank you！
• 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可 以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的 情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
• 未来，高强度钢的市场需求量将不断扩大
2、铝合金
• 铝的重量只有铁的1/3 • 回收利用率高 • 铝不能够焊接 • 不容易钣金 • 喷漆麻烦
发展趋势
• 未来，我国汽车用铝量预计将持续增长，其中SUV 和新能源汽车将是汽车用铝成长最快的领域。
中国目前的碳纤维供应商主要是中复神鹰、江苏恒神、威海拓展等。 （1）结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。
方法，提高了阻燃 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。 消费者对新能源汽车续航里程的要求 钢的强度越高，减重效果越好。
• ②国内碳纤维行业集中度低，产能低 （3）轻量化工艺：利用轻量化材料成型制造工艺，达到减轻零部件重量的目的。
• 从减重效果来看，高强度钢＜铝合金＜镁 合金＜碳纤维，从成本来看，高强度钢＜ 铝合金＜镁合金＜碳纤维。
1、高强度钢
• 高强度钢是指冷轧340MPa、热轧490MPa以 上的钢。钢的强度越高，减重效果越好。 相对于传统的340MPa的材料,600MPa级的 钢种在理论上的减重潜能大约为20%， 800MPa的材料减重潜能会提高至30%以上。
性、韧性等方面的 性能的塑料制品。
模块化平台
Thank you！
• 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可 以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的 情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
• 未来，高强度钢的市场需求量将不断扩大
2、铝合金
• 铝的重量只有铁的1/3 • 回收利用率高 • 铝不能够焊接 • 不容易钣金 • 喷漆麻烦
发展趋势
• 未来，我国汽车用铝量预计将持续增长，其中SUV 和新能源汽车将是汽车用铝成长最快的领域。
中国目前的碳纤维供应商主要是中复神鹰、江苏恒神、威海拓展等。 （1）结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。
方法，提高了阻燃 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
汽车轻量化研究 ppt课件
2.687
81
1310
1.518
2.614
80
1265
1.502
2.650
K值
31.06 25.76 20.19 19.62 22.13 32.28 26.26 25.38 21.60 23.44
10
汽车轻量化的途径
三、车身轻量化的途径
零部件数量集成及功能集成；
结构设计优化
高强钢、镁合金、铝合金、 工程塑料及其复合材料和 陶瓷材料等；
2.06
1.53
2015年ECB获奖车型前三名
BMW 7 Series
Audi Q7
1.53
2.19
2014年ECB获奖车型前三名
BMW i8
Mercedes-Benz C
1.2
2.87
2013年ECB获奖车型前三名
Mercedes-Benz S
BMW i3
2.87
1.26
2012年ECB获奖车型前三名
K值
10.30 15.83 12.75 13.89
9
二、汽车轻量化评价参考标准
车型
大众朗逸 别克英朗 日产轩逸 丰田卡罗拉 大众捷达 大众速腾 大众桑塔纳 福特福瑞斯 大众宝来 吉利帝豪EC7
销量前十轿车的K值表现
百公里油耗 （L/100km）
8 7 6.7 5.9 5.7 8 7 6.8 5.3 5.9
材料轻量化
制造工艺创新
热压成型、液压成型、 内高压成型、激光拼焊等；
11
二、车身轻量化的途径
汽车轻量化的途径
汽车轻量化技术是设计、材料与制造技术的集成应用，实现车身结构轻量化的主要途径： ➢ 结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结
汽车轻量化材料ppt课件
工程塑料（？？？）
ppt精选版
26
第二节 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
铝合金制造的机翼
纯铝具有银白色金属光泽, 密 度小(2.72 ), 熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。
耐大气腐蚀，易于加工成形.
具有面心立方晶格，无同素 异构转变，无磁性。
ppt精选版
27
铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、
ppt精选版
18
USLAB-AVC所选用的 高强度钢种类很多，应 用的零件范围也很广， 其中DP700/1000的用 量最大，达到了 59.32%，其次是 MART1250/1520和 DP300/500，用量分别 为47.71%和18.14%。
ULSAB-AVC车身结构所选用钢 种的强度级别、重量及重量比
目前高强度钢板主要包括冷轧含磷板、双相钢(DP 钢)板以及相变诱发塑性钢(TRIP钢)板等。
ppt精选版
11
ppt精选版
12
3 国内外汽车高强度钢材料概况
二十世纪60～70年代，汽车结构用高强度钢是以添 加各种合金成分的固溶强化型和析出强化型高强度 钢为主体，但为了达到更高的强度,从80年代开始， 研究方向已经开始转向组织强化型高强度钢，通过 Cu析出物和三段冷却方式提高强度与加工性，通过 冶金制造的组织控制来提高各种性能。特别是到了 二十一世纪，发展更是突飞猛进，各种新钢种层出 不穷，强度也不断提高，如含铜热处理强化钢， Rm＝590～780MPa高翻边性能钢板，Rm＝440～ 780MPa，超高强度钢p板pt精，选版Rm＝980～1400MPa。13
看出高强度钢的用量和应用范围都非常大，其中的前门内 板、主地板、门框内板、立柱等都用高强度钢制成，最高的 占到了整个汽车用钢的68％。
ppt精选版
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第二节 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
铝合金制造的机翼
纯铝具有银白色金属光泽, 密 度小(2.72 ), 熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。
耐大气腐蚀，易于加工成形.
具有面心立方晶格，无同素 异构转变，无磁性。
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铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、
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USLAB-AVC所选用的 高强度钢种类很多，应 用的零件范围也很广， 其中DP700/1000的用 量最大，达到了 59.32%，其次是 MART1250/1520和 DP300/500，用量分别 为47.71%和18.14%。
ULSAB-AVC车身结构所选用钢 种的强度级别、重量及重量比
目前高强度钢板主要包括冷轧含磷板、双相钢(DP 钢)板以及相变诱发塑性钢(TRIP钢)板等。
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12
3 国内外汽车高强度钢材料概况
二十世纪60～70年代，汽车结构用高强度钢是以添 加各种合金成分的固溶强化型和析出强化型高强度 钢为主体，但为了达到更高的强度,从80年代开始， 研究方向已经开始转向组织强化型高强度钢，通过 Cu析出物和三段冷却方式提高强度与加工性，通过 冶金制造的组织控制来提高各种性能。特别是到了 二十一世纪，发展更是突飞猛进，各种新钢种层出 不穷，强度也不断提高，如含铜热处理强化钢， Rm＝590～780MPa高翻边性能钢板，Rm＝440～ 780MPa，超高强度钢p板pt精，选版Rm＝980～1400MPa。13
看出高强度钢的用量和应用范围都非常大，其中的前门内 板、主地板、门框内板、立柱等都用高强度钢制成，最高的 占到了整个汽车用钢的68％。
汽车轻量化方法PPT课件
「材料置換」、 「方式変更」 (51%)
分方法提案的比例
方式変更, 30
その他の材料置換, 24
樹脂化, 23
超高張力鋼, 20
Mg化, 22
提案合計 384 kg
単位は kg 駄肉削減, 104 [削减加工余量]
（27%）
機能削減, 48
Al化, 76
容量削減, 38
412 349 277
104 92 7176
CAR-O:1846 kg CAR-M : 1607 kg
62 49
0
Power train Chassis
BIBWody 系Trim
Elec Coolant,
Oil,
Fuel
装置分類
Others
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。
Rank : B
Reduction Weight estimated
Recommended 1.49 kg/veh timing:M
Reason why categorized into M : need
Type Approval, Die Change, Durability test
Body系, 181
1500
1400
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
投影面積 m2
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
装置重量 kg
600 500 400 300 200 100
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Y = 0 . 003X + 3 . 3434 (1) 对商用车的研究表明 , 汽车质量每减少1 000 kg,油耗可降低 6 %～7 %。油耗的下降 ,意味着 CO2 ,氮氧化物 (NOx)等有害气 体排放量的下降。据报道 ,在美国汽车质量如果减少 25 % ,燃油 消耗按减少13 %计 ,一年可节省 2 . 7亿桶石油 , 每消耗 1 L燃油 , 将产生 CO22～2 . 5 kg。 因此燃油消耗的降低 ,就意味着温室气体和其他有害气体排 放的下降。
汽车轻量化
汽车轻量化不能以简单的减重多少来衡量，必须 与所设计车身的尺寸和功能相关 • 对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设 计是降低重量而保持原功能不变，其轻量化的效 果是直接的减重； • 现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车 ，轻量化设计是完善功能而保持质量不变； • 既要提高改进性能，同时也使汽车减重。
汽车轻量化 英文名称：Lightweight of Automobile
• 定义：汽车的轻量化 ，就是在 保证汽车的强度和安全性能的前 提下，尽可能地降低汽车的整备 质量，从而提高汽车的动力性， 减少燃料消耗，降低排气污染。
• 主要指导思想：在确保稳定提升 性能的基础上，节能化设计各总 成零部件，持续优化车型谱。
（2）改善性能
•( 2）改善性能：汽车轻量化，有利于改善汽车的行驶、 转向、加速、制动等运动性能和排气性能等多方面的 性能。其中，发动机的轻量化还可改善前轮荷重分担 率，进而改善汽车的操纵稳定性，还可为降低噪声、 振动、实现大功率化创造条件。同时还有利于减轻部 件振动和降低噪声，提高舒适性能，对于某些承载件， 其承载的重量减轻，有利于降低元件疲劳，提高耐久 性。例如一辆重量1543 kg的汽车，若车重减轻25% ， 可使该车加速到60 km/h的时间从原来的10 秒减少到8 秒。
改善动力性
汽车行驶方程式为： Ft=Ff+Fi+Fw+Fj
其中：Ft 为行驶阻力；Ff滚动阻力；Fj为加速阻力； Fi为坡道阻力；Fw为空气阻力。
Ft —Fw/G=Ψ+δdu/gdt 令Ft —Fw/G=D,D为汽车的动力因数，表示
扣去空气阻力后单位车重得到的驱动力。动力因数 越大，汽车的动力性越好。因此降低了汽车质量， 相应动力因数增大，汽车的动力性增强。
(3)波及效果
•( 3）波及效果：汽车各部分的质量是相互关联 的。例如，发动机质量的减轻，使有关底盘部分 也 可以相应地减轻，即汽车整车减少的质量将大 于发动机减少的质量；又如，车身零部件的轻量 化，使支承它的行驶系统（车架、车桥、车轮、 悬架等）负荷减小，尺寸和质量即可适当减小， 发动机和制动器也可相应减小、减轻。通常，当 平衡系统中某个部位质量减少1 kg，给予整个系 统的波及效果是质量减少K kg ，称K 为增长因子， K 值因部位而异，汽车的K 值在1.5 ～2.0 之间。
6%—8%，汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可
降低0.3—0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。
当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世
界汽车发展的潮流。
降低油耗是实现节能减排的有效手段
研究表明 ,约 75 %的油耗与整车质量有关 ,降低汽车质量就 可有效降低油耗以及排放。目前 ,大量研究表明 ,汽车质量每下降 10%，油耗下降 8 % ,排放下降 4 %。美国在欧洲全顺车的实验 表明 ,在满足欧 Ⅳ 标准条件下 ,每百公里油耗 Y与自重 X满足以 下关系
汽车轻量化设计实际上是功能改进，质量降低， 结构优化和合理价格的结合。
汽车轻量化设计与整车性能之间关系
注：此统计数据来源于通用小轿车统计
汽车轻量化对汽车技术的不断发展起到了重要作用
• （1）降低油耗：
•
汽车行驶方程式为：
•
F =G·f+G·sinα+δ·m·a +Cd·A·v² / 21.15
•
降低油耗
汽车自身质量对燃油消耗的影 响
除空气动力学阻力之外 ,车子运动的 各类阻力都和车子质量呈线性关系
各类车型的燃油效率与车身自重的关系
诸多乘用车，车重减少 100 kg, 每升油多行驶 1 km
结果表明，轻量化对汽车节能减排具有重要意义
降低油耗
车重与燃油利用率的关系
油耗与CO2排放关系
• 实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提
汽车轻量化
作为有效的节能手段，汽车轻量化技术已经成为汽 车工业发展的重要研究课题之一。汽车轻量化是国 家节能减排战略的紧迫需要，更成为车企和全行业 提高核心能力的现实需求。轻量化技术无论对传统 汽车，还是新能源汽车，都是一项基础的共性技术。
----------------------------------- 前言
其中：F 为行驶阻力；G 为车重；f 为滚动阻力系数；α为道
路坡度；δ为汽车旋转质量换算系数；m为汽车质量；Cd 为风阻系
数；A 为迎风面积；v 为车速。
•
等速百公里燃油消耗量：Q s P e b 源自1 .0u a 2g C/F Tb
其中，C为常数；F为行驶阻力，F=Ft+Fw
降低油耗
•汽车行驶阻力越大，耗油越多。汽车行驶阻力包括滚动阻力、爬坡阻 力、加速阻力和空气阻力等四项，从上式可以看出，其中前三项均与 车重成正比。经验数据显示，空气阻力约占行驶阻力的25％。目前， 减少这部分阻力的措施通常有：流线型车身、全粘接挡风玻璃、隐蔽 式雨刮器、下地板全封装等。这些措施能将风阻系数降到0.3 ，但这 已到瓶颈，其进一步减小的可能性只能寄希望于更为流畅低矮的车身。 只是这样不仅需要巨大的技术与资金的投入，且不适用于要求空间宽 敞的日常用车，因而应该将目光转移到其它的阻力因素上。而剩下的 75％，即滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力，从公式可以看出，均与车 重成正比。因此，减轻汽车质量，就成为减轻阻力从而节约燃油的重 要措施。
轻量化设计的基本思想
在不降低性能的前提下，通过结构的优化，先进的工艺及轻质的材料应用，同 时兼顾性能，质量及成本三大因素，达到最优轻量化目的，实现经济效益最大 化。
轻量化设计的步骤
汽车轻量化
汽车轻量化不能以简单的减重多少来衡量，必须 与所设计车身的尺寸和功能相关 • 对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设 计是降低重量而保持原功能不变，其轻量化的效 果是直接的减重； • 现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车 ，轻量化设计是完善功能而保持质量不变； • 既要提高改进性能，同时也使汽车减重。
汽车轻量化 英文名称：Lightweight of Automobile
• 定义：汽车的轻量化 ，就是在 保证汽车的强度和安全性能的前 提下，尽可能地降低汽车的整备 质量，从而提高汽车的动力性， 减少燃料消耗，降低排气污染。
• 主要指导思想：在确保稳定提升 性能的基础上，节能化设计各总 成零部件，持续优化车型谱。
（2）改善性能
•( 2）改善性能：汽车轻量化，有利于改善汽车的行驶、 转向、加速、制动等运动性能和排气性能等多方面的 性能。其中，发动机的轻量化还可改善前轮荷重分担 率，进而改善汽车的操纵稳定性，还可为降低噪声、 振动、实现大功率化创造条件。同时还有利于减轻部 件振动和降低噪声，提高舒适性能，对于某些承载件， 其承载的重量减轻，有利于降低元件疲劳，提高耐久 性。例如一辆重量1543 kg的汽车，若车重减轻25% ， 可使该车加速到60 km/h的时间从原来的10 秒减少到8 秒。
改善动力性
汽车行驶方程式为： Ft=Ff+Fi+Fw+Fj
其中：Ft 为行驶阻力；Ff滚动阻力；Fj为加速阻力； Fi为坡道阻力；Fw为空气阻力。
Ft —Fw/G=Ψ+δdu/gdt 令Ft —Fw/G=D,D为汽车的动力因数，表示
扣去空气阻力后单位车重得到的驱动力。动力因数 越大，汽车的动力性越好。因此降低了汽车质量， 相应动力因数增大，汽车的动力性增强。
(3)波及效果
•( 3）波及效果：汽车各部分的质量是相互关联 的。例如，发动机质量的减轻，使有关底盘部分 也 可以相应地减轻，即汽车整车减少的质量将大 于发动机减少的质量；又如，车身零部件的轻量 化，使支承它的行驶系统（车架、车桥、车轮、 悬架等）负荷减小，尺寸和质量即可适当减小， 发动机和制动器也可相应减小、减轻。通常，当 平衡系统中某个部位质量减少1 kg，给予整个系 统的波及效果是质量减少K kg ，称K 为增长因子， K 值因部位而异，汽车的K 值在1.5 ～2.0 之间。
6%—8%，汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可
降低0.3—0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。
当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世
界汽车发展的潮流。
降低油耗是实现节能减排的有效手段
研究表明 ,约 75 %的油耗与整车质量有关 ,降低汽车质量就 可有效降低油耗以及排放。目前 ,大量研究表明 ,汽车质量每下降 10%，油耗下降 8 % ,排放下降 4 %。美国在欧洲全顺车的实验 表明 ,在满足欧 Ⅳ 标准条件下 ,每百公里油耗 Y与自重 X满足以 下关系
汽车轻量化设计实际上是功能改进，质量降低， 结构优化和合理价格的结合。
汽车轻量化设计与整车性能之间关系
注：此统计数据来源于通用小轿车统计
汽车轻量化对汽车技术的不断发展起到了重要作用
• （1）降低油耗：
•
汽车行驶方程式为：
•
F =G·f+G·sinα+δ·m·a +Cd·A·v² / 21.15
•
降低油耗
汽车自身质量对燃油消耗的影 响
除空气动力学阻力之外 ,车子运动的 各类阻力都和车子质量呈线性关系
各类车型的燃油效率与车身自重的关系
诸多乘用车，车重减少 100 kg, 每升油多行驶 1 km
结果表明，轻量化对汽车节能减排具有重要意义
降低油耗
车重与燃油利用率的关系
油耗与CO2排放关系
• 实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提
汽车轻量化
作为有效的节能手段，汽车轻量化技术已经成为汽 车工业发展的重要研究课题之一。汽车轻量化是国 家节能减排战略的紧迫需要，更成为车企和全行业 提高核心能力的现实需求。轻量化技术无论对传统 汽车，还是新能源汽车，都是一项基础的共性技术。
----------------------------------- 前言
其中：F 为行驶阻力；G 为车重；f 为滚动阻力系数；α为道
路坡度；δ为汽车旋转质量换算系数；m为汽车质量；Cd 为风阻系
数；A 为迎风面积；v 为车速。
•
等速百公里燃油消耗量：Q s P e b 源自1 .0u a 2g C/F Tb
其中，C为常数；F为行驶阻力，F=Ft+Fw
降低油耗
•汽车行驶阻力越大，耗油越多。汽车行驶阻力包括滚动阻力、爬坡阻 力、加速阻力和空气阻力等四项，从上式可以看出，其中前三项均与 车重成正比。经验数据显示，空气阻力约占行驶阻力的25％。目前， 减少这部分阻力的措施通常有：流线型车身、全粘接挡风玻璃、隐蔽 式雨刮器、下地板全封装等。这些措施能将风阻系数降到0.3 ，但这 已到瓶颈，其进一步减小的可能性只能寄希望于更为流畅低矮的车身。 只是这样不仅需要巨大的技术与资金的投入，且不适用于要求空间宽 敞的日常用车，因而应该将目光转移到其它的阻力因素上。而剩下的 75％，即滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力，从公式可以看出，均与车 重成正比。因此，减轻汽车质量，就成为减轻阻力从而节约燃油的重 要措施。
轻量化设计的基本思想
在不降低性能的前提下，通过结构的优化，先进的工艺及轻质的材料应用，同 时兼顾性能，质量及成本三大因素，达到最优轻量化目的，实现经济效益最大 化。
轻量化设计的步骤