汽车轻量化

工程 塑料
其它
纤维增强 材料
陶瓷 材料
汽车轻量化
陶瓷在汽车上的运用
陶瓷制动器
奥迪A8W12轿车的陶瓷制动盘： 比铸铁制动盘的质量降低了50%，寿命是钢质刹车盘的4倍。
保时捷PCCB复合陶瓷刹车盘
奥迪A8W12轿车的陶瓷制动盘
汽车轻量化
陶瓷涂层
兰博基尼Reventon车型采用等离子喷涂陶瓷涂层 该涂层含有锆酸盐瓷，其好处在于： Ø具有非常好的隔热保温效果 Ø具有高强度，高耐久性 Ø能抵抗震动，机械冲击和热骤变等 外部干扰，对部件将有非常好的保 护作用 Ø能够有效地防止排放系统和排气管 因高温受热所导致的变形和老化
SVW Santana Transmission Case
汽车轻量化
典型镁合金零件应用 4 刹车踏板支架
Weight：1.29kg Material ：AM60B Volume : 80,000
SGM Buick Regal Brake Pedal Bracket
汽车轻量化
（3）轻金属材料 ☞钛合金
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 4.修理和保险 5.延迟的时效性和非时效性
优点
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。
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 ☞镁合金
阻尼减震 性能高
镁合金在汽车应用中的优势
比强度、 比刚度高
易加工 镁及其合金
Ø 汽车质量减轻、提高载荷及有效承载 能力（与铝相比，镁可使重量减轻 21%，与灰铸铁相比，可减轻50%） Ø 降低废气排放及燃油成本提高燃油经 济性综合指标 Ø 减震性能好，降低汽车噪音及震动
资源丰富 开采技术成熟
回收率高、 回收无污染
汽车轻量化
典型镁合金零件应用 1 Байду номын сангаас速器外壳
镁合金减速器外壳采 用压铸的方法制造，具有 重量轻，噪音低的优点。
镁合金减速器外壳
汽车轻量化
典型镁合金零件应用
2 变速器
Weight： 6.74kg Material：VW030 Volume : 240,000
宾利大陆GT-改装版的扰流板采用 碳纤维蜂窝矩阵（CFHM）结构
玛莎拉蒂MC12承载式底盘采用碳 纤维和NOMEX蜂窝夹层结构制造
汽车轻量化
橡胶
橡胶占汽车用材料总质量的5%。主要用于汽车轮胎、门窗密封条、胶管、减震制品、 传动带、防尘罩、胶带、油封、皮碗、皮膜等部件。 汽车上大量使用氟胶、硅胶和丙烯酸酷橡胶等高档胶和耐热弹性体是将来汽车橡胶发 展的主流方向。
雷克萨斯超级跑车LF-A
宝马“BMW Concept Coupe”车身 采用重量较轻的CFRP
汽车轻量化
SMC发动机缸盖罩 ASTON MARTIN跑车的RTM车身侧围板
GMT材质汽车保险杠
CFRP座椅
汽车轻量化
蜂窝夹层材料
美国GM公司的汽车采用了新型的复合材料结构保险杠，主要由马氏体钢、 RIM（反应注射模塑）纤维增强聚氨醋层和聚乙烯蜂窝层（起缓冲作用，取 代液体吸能器）组成，比钢的质量轻，并能够满足撞击试验要求
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用
2
钛合金排气系统
钛合金排气系统
钛合金具有良好的高温力学性能和抗腐蚀性能，不亚于甚至超 过了不锈钢的指标，所以，很适用于排气系统。而且其它轻合金元 素无法用于排气系统，如果要在排气系统中减轻汽车重量，钛及其 合金是唯一能够替代钢的新型轻质材料。目前钛合金排气系统主要 应用于赛车、改装车或高档轿车中。
减震制品
等速万向节防尘罩
THE END
THANK YOU !
别的超高强度钢板。
新马自达6的车身高强度钢使用
用于应对正面碰撞的前纵梁，
采用笔直的结构，并且加大 了断面面积，采用980Mpa级 别的超高强度钢板。
汽车轻量化
汽车轻量化
高强钢板简介及其应用
高强度IF钢
冷轧各向同性钢（IS钢 ）
BMW E60侧框架
汽车轻量化
高强钢板简介及其应用
高强度低合金钢 （HSLA钢）
耐蚀性强 不受路面盐类 及废气的影响
密度小、 比强度大
高、低温 力学性能好
钛及其合金
可绿色回收 屈强比值大
易加工 与钢材同样的 设备工艺
记忆功能 用于车身方便 复原
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用
1 钛连杆
在汽车上，钛可用于制造发动机气门、承座、气门弹簧、连杆、紧固件等
钛合金汽车连杆
除了减轻重量外，还可提高使用性能，抗振、节约燃油。一般用于高档车中。 兰博基尼-Diablo、法拉力-F355 、-360 M ， -550 M 、还有保时捷-911 GT3等都采用钛合金来制造连杆。
西南铝业集团 调查显示，铝 合金的回收率 在80%以上。 约60%的汽车用 铝来自废料
铝合金在汽车上的应用优势
弹性好 铝及铝合金 耐蚀性好
密度小 ρ=2.7g/cm3 比强度高 耐磨
Ø 汽车轻量化，节能降耗，有利环保
Ø 汽车铝合金零部件回收再利用率高
导热性好
易加工 回收率高
Ø 提高燃油效率，加大载重能力 Ø 减少工序，提高装配效率
奥迪A6型轿车
福特新型P2000轿车 福特Taurus牌轿车 BMW公司3系轿车
58.3
24.0 66.0 56.7
12.8
37.0 9.0 11.5
17.1
— — 14.5
11.8
39.0 25.0 —
轻金属替代钢铁材料是汽车发展的重要方向。世界各大 汽车公司都争相开发轻金属材料。
汽车轻量化
（1）轻金属材料 ☞ 铝合金
Ø 安全舒适
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%。
马氏体钢（ M钢）
后部发动机支架
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
2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
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
橡胶 材料
蜂窝夹层 材料
非 金属 材料
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用
3 钛弹簧
弹性模量仅为钢的55%
所需圈数少 节省空间 减轻重量
高屈强比、低切变模量
优良性能
可提高30~40%共振频率
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
2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
用
汽车轻量化
2.高强度钢在汽车上的应用
强度优于普通钢板、成本低于铝镁合金，使高强度钢板成为 未来汽车结构材料的主体。
汽车轻量化
工程塑料在汽车上的运用
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
汽车轻量化
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
汽车轻量化
纤维材料在汽车上的运用
雷克萨斯超级跑车LF-A整车采用了碳纤维增强塑料(CFRP)作为车身 材料，不但能够实现4倍于铝材的高强度，且降低了车身自重。
汽车轻量化
速腾车身超过60%的超高强度和高强度钢的应用大大提高了碰撞安全性能
车门框架为三层钢板，中间 一层高强度热成型钢板厚度 达到2mm，相当于普通车身 钢板的3倍。当发生碰撞时， 车门吸收强烈撞击产生的巨 大能量，大大提高了安全性。
速腾车身三层整体车门
汽车轻量化
新马自达6的车身结构中使用了 590，780，980和1480MPa级别的 高强度钢板和超高强度钢板。 侧面车身中，用于防止侧面 变形至关重要的B柱和侧围板 采用了1480MPa级别的热冲 压超高强度钢板，车门内部 的侧面防撞杆采用980MPa级
汽车轻量化
——新材料在汽车上的应用
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
2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
用
汽车轻量化
世界几种典型轿车用材比例 %
车名 大众路波牌轿车 奔驰E系列轿车 奥迪A2型轿车 钢铁 50.5 63.0 34.0 轻金属 16.4 6.0 28.8 塑料 14.0 8.0 24.6 其它 19.1 23.0 12.6