前沿技术

youcai210006

1、自动驾驶
2、安全控制
3、自动停车（女人用）
自动泊车系统
 
顾名思义，自动泊车系统就是不用人工干预，自动停车入位的系统。这套系统在国外已经并不罕见，目前国内有大众途安 帕萨特 帕萨特cc 斯柯达昊锐、丰田皇冠奔驰、宝马、雷克萨斯LS等车型配备。
定义
自动泊车系统,可以使汽车自动地以正确的停靠位泊车,该系统包括一环境
数据采集系统、一中央处理器和一车辆策略控制系统,所述的环境数据采集系统包括一图像采集系统和一车载距离探测系统,可采集图像数据及周围物体距车身的距离数据,并通过数据线传输给中央处理器；所述的中央处理器可将采集到的数据分析处理后,得出汽车的当前位置、目标位置以及周围的环境参数,依据上述参数作出自动泊车策略,并将其转换成电信号；所述的车辆策略控制系统接受电信号后,依据指令作出汽车的行驶如角度、方向及动力支援方面的操控。
原理
其原理是：遍布车辆周围的雷达探头测量自身与周围物体之间的距离和角度，然后通过车载电脑计算出操作流程配合车速调整方向盘的转动，驾驶者只需要控制车速即可。在未来几年，越来越多的高档进口车会将该配置列为标配，甚至出现在国产车上，也不用惊讶，因为这套系统并不复杂。
汽车历史
汽车已有100多年历史，引领历史发展的永远是技术。举些简单的例子，更大功率的发动机让汽车能跑得更快，安全带的出现挽救了大量的生命，车载空调保证车内冬暖夏凉，车载娱乐系统使得长途驾驶不再枯燥无味。总之汽车技术在汽车普及和改善人类生活方面起到至关重要的作用。
奔驰
在当今，消费者购车时更多地关心车辆的品质和性价比，但其实适当关注一下汽车最新的配置也不无裨益，至少能让你了解汽车到底发展到怎样的水平，新技术又提供了怎样的生活。这里收集了八种汽车的超前配置，并一一介绍，它们分别是：汽油柴油发动机、电动汽车&混合动力、自动泊车系统、夜视系统、人车沟通系统、道路偏移警示系统、自适应巡航系统、8速手自一体变速器。
代表车厂
奔驰、雷克萨斯
顾名思义，自动泊车系统就是不用人工干预，自动停车入位的系统。
这套系统在国外已经并不罕见，但国内只有少量的5款车配置了该系统。
代表车型
上海大众途观
作为大众在中国投产的唯一一款紧凑级SUV车型，途观对于上海大众乃至德国大众的重要性都是显而易见的，而途观自身的实力也确实能够肩负起这样的重任。国产之后经过加长设计，再加上TSI发动机动力上的优势和大众多年营造的良好口碑，途观上市至今依然是一车难求，销售情况相当火爆。但上海大众的产能影响了途观的销量，同时也失去了一些心急的潜在用户。
对于驾驶途观的车主，应当注意一点，自动泊车系统只有在侧方停车时才能够使用，垂直停车入位的情况下不可使用，然而上海大众也为垂直停车做了准备，当途观需要垂直停车时，会在多媒体显示系统上出现动态倒车辅助线，只需要根据显示器上的辅助线表示的方向进行转向，便可轻松倒车入位。
途观提供1.8L及2.0L两种不同排量的发动机供消费者选择。两款发动机采用相同的技术，属于目前国内最先进的发动机之一。就这两款发动机而言，个人感觉1.8TSI足以满足日常使用的需求，毕竟其动力已经与传统2.4L发动机持平。而2.0TSI发动机和四驱系统都属于锦上添花的配置，突出的动力在平时很难得到体现，所以在动力上推荐消费者首选1.8TSI发动机。
奔驰B200
B200的一个优点是它不需要人工开启自动泊车功能，当车速低于36km/h时就一直处于预备状态。这样的好处是让驾驶者不会错过停车位或者能避免驶过停车位后才发现忘记启动系统的尴尬。当探测到合适的停车位后，系统会显示“P”进行提示，挂入倒档，系统会显示“Park Assist Activate”，按动方向盘左侧的“上箭头”即为确定，之后的事情就让车辆自己去完成吧。驾驶者只需通过刹车来控制车速，并注意车辆与前后两车的距离。B200在完成泊车动作后，车轮能自动回正，驾驶者无需作任何的调整。但需要注意的是，B200在进入自动泊车状态后，驾驶者双手不能触碰方向盘，否则系统会自动停止。该系统的一个缺憾就是还未汉化。如果你想在B200身上通过一台2.0升自然吸气发动机找到推倍感的话，那显现是不太现实，也许在不久的将来，国外那款带涡轮的发动机会满足你这方面的需求。但是这款100kW的发动机搭配一款CVT的变速器可以让你享受到无比舒适的驾乘感受。
一汽大众CC
CC所采用的这套自动泊车系统主要由两部分组成：控制单元和位于前保险杠两侧的超声波雷达探头。按动半自动泊车辅助系统激活按钮之后，雷达探头可在车辆行驶时对车辆两侧进行扫描，时速30公里及侧向距离1.5米之内均能成功完成车位扫描。但当车位旁出现树木，路灯杆等柱状物时，为避免雷达侦测出现误差而发生碰撞风险，此时辅助系统将不被激活。在动力方面，6速DSG双离合变速箱和2.0TSI涡轮增压发动机是我们熟悉的动力单元，它与迈腾搭载的为同一套系统。CC在动力表现方面与迈腾也没有明显区别，经过多款车型的实际使用，一汽-大众对这套动力单元的表现已经充满信心，动力匹配水平也显得十分成熟。
斯柯达昊锐
来自斯柯达品牌的昊锐与大家熟悉的迈腾使用相同的生产平台，但是在外观上却没有半点相似。这款全新B级车有着斯柯达品牌典型的家族特征，造型豪华大气又不失优雅，空间宽敞舒适，凭借空间设计的智慧与精湛的工程技术提供了舒适宽敞的前后排头部空间和尾部空间，并且斯柯达全球首创的“TwinDoor”双段式尾门开启设计，既保持了昊锐作为一款中级轿车优雅的造型设计，又可便利地实现五门掀背式轿车的承载空间。
PLA自动泊车系统是昊锐的亮点之一，但在实际操纵过程中不并太容易上手。因为该系统需在6.3米以上的车位间距才能启动，如果车位间距小于6.3米的话，就是有PLA系统也无能为力。
昊锐的全系均为TSI发动机，其中1.8TSI发动机的最大功率为118/4500-6200，最大扭矩则为250/1500-4500；而2.0TSI的最大功率为147/5100-6000，最大扭矩更是达到了280/1700-5000的输出水平。与这两款动力总成匹配的主力变速箱是Tiptronic 6挡手自动一体变速箱，并有一款车型搭载5挡手动变速箱可眩1.4TSI最大功率为96kW/5000rpm，峰值扭矩220N·m/1750~3500rpm，再加上大众汽车最先进的7挡DSG双离合手自一体变速箱的应用，昊锐在科技实力和操控性能上得到进一步提升。
一汽丰田皇冠
从1974年首次进入国内的第四代皇冠2.6，到1984年大批量进口的第七代皇冠，再到2005年的第十二代及如今的第13代最新皇冠，曾几何时皇冠就是丰田的代名词，也正是这款车型让我们认识了来自日系的豪华轿车。
皇冠装载的这套自动泊车系统简称IPA，该系统最大亮点是支持自动垂直倒车入库，首先该系统需要手动启动，在到达车位前，按动方向盘左侧的“自动泊车”按钮启动该功能。然后系统会提供路边侧向车位和垂直车位两种方式供选择。

4、自动刹车（老人用）
通过车四周的传感器就像个雷达一样 当发现有不可避免的碰撞发生时 自动刹车系统会提前介入 在驾驶员没有反应之前进行制动 以减少碰撞的能量PS。
正是扮演使行驶中的汽车停下来的重要装置。图为普遍使用于汽车前轮的碟煞装置。刹车装置由「刹车片」和轮鼓或碟盘之间产生磨擦，并在摩擦的过程中将汽车行驶时的动能转变成热能消耗掉。常见的刹车装置有「鼓式刹车」和「盘式刹车」二种型式，它们的基本特色如下：
一、鼓式刹车：
在车轮毂里面装设二个半圆型的「刹车片」，利用「杠杆原理」推动「刹车片」使「刹车片」与轮鼓内面接触而发生摩擦。
二、盘式刹车：
以刹车卡钳控制两片「刹车片」去夹住轮子上的刹车碟盘。在「刹车片」夹住碟盘时，其二者间会产生摩擦。
汽车在湿滑或结冰的低摩擦路面上行驶时，如果发生过度刹车的情况，则车轮会被刹车装置死锁而失去抓地力，导致车辆失去控制方向的能力。为了使车辆在这种危险的路面上能够有效控制前进的方向，于是研发出ABS「防死锁刹车系统」。
性能越来越强的ABS「防死锁刹车系统」，在游刃有余之际还可以让TCS-Traction Control System「循迹控制系统」和VSC-Vehicle Stability Control「车辆稳定控制系统」借用来控制车辆在行驶时的循迹性能，以及控制车辆在过弯时的稳定性能。
5、启停技术
汽车启停系统就是发动机启停技术，在车辆行驶过程中临时停车的时候，系统自动重启发动机的一套系统。
启停系统的工作原理是，当车辆因为拥堵或者路口停止行进。驾驶员踩下制动踏板，停车摘挡。这时候，Start/Stop系统自动检测：发动机空转且没有挂挡；防锁定系统的车轮转速传感器显示为零；电子电池传感器显示有足够的能量进行下一次启动。满足这三个条件后，发动机自动停止转动。
而当信号灯变绿后，驾驶员踩下离合器，随即就可以启动“启动停止器”，并快速地启动发动机。驾驶员挂挡，踩油门，车辆快速启动。在高效的蓄电池技术和相应的发动机管理程序的支持下，启停系统在较低的温度下也能正常工作，只需短暂的预热过程便可激活。

6、给蓄电池充电（铃木车已成标配，刹车可以给蓄电池充电，能量回收）
7、轻量化技术（NTN公司已经量产）
浅谈汽车轻量化技术   
摘要：通过对汽车轻量化的意义及内涵的分析，引出了我国目前汽车轻量化技术发展的现状及存在的主要问题。在此基础之上，提出切合我国实际的汽车轻量化技术的研发重点，展望了我国未来汽车制造的轻量化发展之路。  关键词：汽车；材料轻量化；汽车小型化  
引言  有关研究数据表明，若汽车整备质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%； 若滚动阻力减10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗的显著降低。尤其汽车车身约占汽车总质量的30%，对空载而言，约70%的油耗是用在车身质量上的，因此车身的轻质化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将带来车辆操控稳定性和冲撞安全性的提升：因为车辆行驶时的颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定；轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高冲撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车发展产业中的一项关键性研究课题。
1、汽车轻量化概述
1.1  汽车轻量化的意义  降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源是目前我国面临的一个十分重要而紧迫的课题，减轻汽车自重是提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少污染的重要措施之一。欧洲铝协公布的材料表明，汽车重量每降低100 kg，每百公里可节约0.6 L燃油；大量使用铝合金的汽车，平均每辆汽车可降低重量300 kg（从1 400 kg到1 100 kg），寿命期内排放可降低20%。从驾驶方面来讲，汽车轻量化后，加速性提高，稳定性、噪音、振动方面也均有改善。从安全性考虑，碰撞时惯性小，制动距离减小，当发生碰撞时，塑性材料对人的冲击小得多，所以更加安全。因此，汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展战略具有十分积极的意义。由于铸件占汽车零部件的比重很大，所以，追求汽车轻量化，铸造业大有作为。
1.2  汽车轻量化的内涵  汽车轻量化的主要指导思想是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。汽车轻量化的技术内涵是：采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能降低汽车产品自身重量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。  然而，汽车轻量化绝非是简单地将其小型化而已。首先应保持汽车原有的性能不受影响，既要有目标地减轻汽车自身的重量，又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性， 同时汽车本身的造价不被提高，以免给客户造成经济上的压力。
2、轻量化技术的发展现状  汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。一方面汽车轻量化与

   2  材料密切相关。另一方面，优化汽车结构设计也是实现汽车轻量化的有效途径。  与汽车自身质量下降相对应，汽车轻量化技术不断发展，主要表现在：①轻质材料的比重不断攀升，铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、塑料、粉末冶金、生态复合材料及陶瓷等的应用越来越多；②结构优化和零部件的模块化设计水平不断提高，如采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的，计算机辅助集成技术（CAX）和结构分析等技术也有所发展；③汽车轻量化促使汽车制造业在成形方法和联接技术上不断创新。  目前，国内汽车轻量化材料正在加速发展，新型智能材料逐渐在汽车制造中得到应用。车用高性能钢板、镁合金已在汽车上有所应用。如上海大众桑塔纳轿车变速器壳体采用镁合金。随着镁合金材料的技术进步及其抗蠕变性能的进一步改善，自动变速器壳体以及发动机曲轴箱亦适合改用镁材料制造。若曲轴箱有铝改为镁，则可减轻30%左右。  传统的轿车车身结构是钢车身，现今也越来越多的采用高强度钢，精练钢，铝合金和夹层钢车身结构，其制造工艺有：柔性化板材辊轧，剪拼焊接工艺技术，薄壁制造技术等。不锈钢与强度较高的碳钢相比，若用于制造车身，则表现出不少优点，例如延展性更好，强度更高，更适合形状复杂的覆盖件成形。上世纪80 年代，重庆汽车研究所就开展了双相钢研究；一汽轿车、奇瑞汽车公司也在轿车车身上进行了高强度钢板的初步应用试验。  在结构设计方面可以采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的，国内已从主要依靠经验设计逐渐发展到应用有限元等现代设计方法进行静强度计算和分析阶段。目前出现了一批拥有自主知识产权的汽车车身模具开发技术，如湖南大学与上汽通用五菱在薄板冲压工艺与模具设计理论方面开展了较深入的研究；北京航空航天大学开发了CAD 系统CAXA，并已经开展了客车轻量化技术的研究，利用有限元法和优化设计方法进行结构分析和结构优化设计，以减少车身骨架、发动机和车身蒙皮的重量等。
3、我国汽车轻量化面临的主要问题  目前我国汽车轻量化技术无论在理论研究方面还是在实际应用方面与国外均有较大差距，轻量化技术的发展主要面临如下问题：
  （1）轻量化技术涉及众多学科的研究领域，需要运用多学科交叉融合所形成的综合性、系统性知识体系，而在目前的研发体系下，各研发机构往往只注重单个技术的研发，很少开展各技术间的交叉与融合；  
（2）汽车轻量化技术涉及众多的共性技术和前沿技术，其关键、核心技术的突破不可能由单个企业或科研机构独立完成，必须要由国家级的研究机构对其关键、重大问题进行战略性和前瞻性的超前部署，而目前此类机构尚未建立；  
（3）产、学、研结合不够紧密，没有明确定位、合理分工，基础研究和技术开发研究的有机衔接不够，企业规模小而分散轻化技术开发能力薄弱，研发人才短缺，工艺水平落后。
4、我国汽车轻量化技术的研发重点  要提高我国汽车轻量化技术水平，当务之急是集成全国轻化技术优势开展产、学、研大联合建立资源共享的汽车轻量化技术科技创新平台。该平台应积极推进产、学、研的合作与文流促进汽车轻量化技术研究成果向产业化方向转化；制定汽车轻量化技术要产品和检测方法等规范及标准；建立高水平的相关产业技术人才培养基地和提供技术咨询的服务机构。通过轻量化技术的内涵可知，汽车的轻量化主要通过合理的结构设计和使用轻质材料的方式来实现。汽车轻量化技术科技创新平台应重点开展以下几个方面的研发工作。
4.1 合理的结构设计  目前国内外汽车轻量化技术发展迅速，主要的轻量化措施是轻量化的结构设计和分析，设计已经融合到了汽车设计的前期。轻质材料在汽车上的应用，包括铝、镁、高强度钢、复合材料、塑料等，并在前期与结构设计以及相应的装配、制造、防腐、连接等工艺的研究应用融为一体。  在现代汽车工业中，利用CAD/CAE/CAM一体化技术起着非常重要的作用，涵盖了汽车设计和制造的各个环节。运用这些技术可以实现汽车的轻量化设计、制造。轻量化的手段之一就是对汽车总体结构进行分析和优化，实现对汽车零部件的精简、整体化和轻质化。利用CAD/CAE/CAM一体化技术，可以准确实现车身实体结构设计和布局设计，对各构件的开头配置、板材厚度的变化进行分析，并可从数据库中提取由系统直接生成的有关该车的相关数据进行工程分析和刚度、强度计算。对于采用轻质材料的零部件，还可以进行布局进一步分析和运动干涉分析等，使轻量化材料能够满足车身设计的各项要求。此外利用CAD/CAE/CAM技术可以用仿真模拟代替实车进行试验，对轻量化设计的车身进行振动、疲劳和碰撞分析。
通过开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型零部件整体加工技术和相关的模块化设计和制造技术，使节能型汽车从制造到使用的各个环节都真正实现节能、环保。  通过结合参数反演技术，多目标全局优化等现代车身设计方法，研究汽车轻量化结构优化设计技术，包括多种轻量化材料的匹配、零部件的优化分块等。从结构上减少零部件数量，确保在汽车整车性能不变的前提下达到减轻自重的目的。
4.2 使用新型材料  据统计，汽车车身、底盘（含悬挂系统)、发动机三大件约占一辆轿车总重量的65%以上。其中车身外、内覆盖件的重量又居首位。因此减少汽车白车身重量对降低发动机的功耗和减少汽车总重量具有双重的效应。为此，首先应该在白车身制造材料方面寻找突破口。具体说来可以有如下几种方案：
1) 使用密度小、强度高的轻质材料，像铝镁轻合金、塑料聚合物材料、陶瓷材料等；
2)使用同密度、同弹性模量而且工艺性能好的截面厚度较薄的高强度钢；
3) 使用基于新材料加工技术的轻量化结构用材，如连续挤压变截面型材、金属基复合材料板、激光焊接板材等。
5、结束语  随着轻量化材料技术，包括生产工艺、装配、连接、材料性能等的不断发展和成熟，针对不同轻质材料的不同性能，进行多材料混合结构设计，即同一部件的组成零件可由不同材料制造，以实现所用的材料与零件功能达成最佳组合，已经成为未来汽车设计发展的方向。目前汽车轻量化技术还处于很不成熟的阶段，未来将有很大发展前景。
参考文献
[1] Haight Brent. Advanced technologies are opening doors for new materials [J]. Automotive Industries, 2003(4)  
[2]王芊.汽车轻量化是发展方向[N].科学时报，2006(1).  
[3]范军锋，陈铭.中国汽车轻量化之路初探[J].铸造，2006(10)  
[4]鲁春艳.汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径[J].轻型汽车技术，2007(6)

汽车技术综述：汽车轻量化技术发展与实现路径
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。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高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。
一、汽车轻量化的概念
    汽车轻量化是一个完整的概念，是指汽车在保持原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能不降低，且汽车本身造价不被提高的前提下，有目标地减轻汽车自身的重量。汽车轻量化是设计、材料和先进的加工成形技术的优势集成。汽车轻量化实际上是汽车性能提高、重量降低、结构优化、价格合理四方面相结合的一个系统工程。
有试验表明，汽车质量每减轻10%，油耗下降6%~8%，排放量下降4%。同时汽车轻量化直接提高汽车的比功率，使汽车的动力性能提高。因此，汽车轻量化技术是有效降低油耗、减少排放和提升安全性的重要技术措施之一。
二、汽车轻量化的核心内容
    目前汽车轻量化主要内容包括材料轻量化、设计轻量化、结构轻量化相结合的方式。
(一)、材料轻量化
1、板材的材料轻量化
即通过钢板的替代材料或者轻金属材料来使车身轻量化，替代材料是以高强度钢板替代普通低碳冷轧钢板，提高零部件的强度和刚度，降低钢板厚度或者截面尺寸来减轻重量。高强度钢板在基本力学性能、冷冲压成形、烘烤硬化、抗凹、焊接、疲劳强度、抗腐蚀和外观质量等方面均优于普通低碳冷轧钢板。目前国际主流车型的高强度钢占车身的比例已普遍达到70%以上。
　　轿车自重的25%在车身，车身材料的轻量化举足轻重。20世纪90年代，世界范围内的35家主要钢铁企业合作完成了“超轻钢质汽车车身”（ULSAB－Ultra Light Steel Auto Body）课题。该课题的研究成果表明，车身钢板的90%使用现已大量生产的高强度钢板（包括高强度、超高强度和夹层减重钢板），可以在不增加成本的前提下实现车身降重25%（以4门轿车为参照），且静态扭转刚度提高80%，静态弯曲刚度提高52%，第一车身结构模量提高58%，满足全部碰撞法规要求。当然，这还是一个研究的成果，高强度钢板在车身上的实际应用还未达到如此高的水平。在普通的IF钢板的基础上相继开发了高强度IF钢板和烘烤硬化IF钢板，在保持高成型性的同时提高了强度和抗凹陷性，为车身钢板的减薄和实现轻量化创造了条件。
　　加入Ti、Nb和V等元素的析出强化钢板拉伸强度在500~750MPa，可用于车轮和其它底盘零件。
　　近来开发的多相钢有相当大的应用潜力。其中铁素体－贝氏体钢强度级别为500MPa，双相（DP）钢和相变诱发塑性（TRIP）钢强度级别为600~800MPa,复相（CP）钢强度级别在1000MPa或更高。这些钢的成型性能也很好。日本日产汽车公司进行了590MPa级高强度钢板在车身上的应用研究，他们选用TRIP钢和DP钢裸板以及DP钢镀锌板并运用有限元分析技术解决了冲压开裂和回弹问题，优化了焊接工艺参数，通过实车检测，刚度和碰撞性能满足要求，比采用440MPa级钢板时降重10kg。
　　激光拼焊毛坯（Tailored Blank）是新近开发并应用的钢板轻量化技术。在前述ULSAB车身有18个零件采用了此技术。
近年来国内的汽车厂家也逐渐采用高强钢，例如奇瑞公司在其新开发的车型上使用DP340的高强钢的应用比例已达45%，部分车型达50%。东风汽车公司在商用车车架上采用了屈服强度700 MPa级高强钢替代抗拉强度为510 MPa级材料，通过结构优化实现主梁减重38kg，加强梁减重170kg，合计减重208kg，成本降低600多元，并且在车箱轻量化方面采用了700MPa级高强度钢板替代Q235生产标准车箱，实现减重20%~37%。吉利的NL-1车型的白车身采用高强度钢板、超高强度钢板等材料后，重量降低36kg。
2、零部件的材料轻量化
　　零部件材料主要通过汽车的轻量化来对燃料经济性改善作出贡献。理论分析和试验结果都表明，轻量化是改善汽车燃料经济性的有效途径。为了适应汽车轻量化的要求，一些新材料应运而生并扩大了应用范围。
（1）有色合金
以乘用车来说，1973年每辆车所使用的有色合金占全部用材的重量比为5.0%，1980年增至5.6%，而1997年则达到了9.6%。有色合金在汽车上应用量的快速增长是汽车材料发展的大趋势。
（2）铝合金
　　铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。以美国生产的汽车产品为例，1976年每车用铝合金仅39kg，1982年达到62kg，而1998年则达到了100kg。
a铸造铝合金
　　许多种元素都可以作为铸造铝合金的合金元素，但只有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li在大量生产中具有重要意义。当然，在汽车上广泛应用的并不是上述简单的二元合金，而是多种元素同时添加以获得好的综合性能。
　　汽车工业是铝铸件的主要市场，例如日本，铝铸件的76%、铝压铸件的77%为汽车铸件。铝合金铸件主要应用于发动机气缸体、气缸盖、活塞、进气歧管、摇臂、发动机悬置支架、空压机连杆、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、把手及罩盖壳体类零件等。
　　铝铸件中不可避免地存在缺陷，压铸件还不能热处理，因此在用铝合金来生产要求较高强度铸件时受到限制。为此在铸件生产工艺上作了改进，铸造锻造法和半固态成型法将是未来较多用的工艺。
b变形铝合金
　　变形铝合金指铝合金板带材、挤压型材和锻造材，在汽车上主要用于车身面板、车身骨架、发动机散热器、空调冷凝器、蒸发器、车轮、装饰件和悬架系统零件等。
　　由于轻量化效果明显，铝合金在车身上的应用正在扩大。如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，引起全世界的瞩目。NSX全车用铝材达到31.3%，如在全铝车身上，外板使用6000系列合金，内板使用5052－0合金，骨架大部使用5182－0合金；由于侧门框对强度和刚度要求很高，使用以6N01合金为基础、适当调整了Mg和Si含量的合金。在欧美也有用2036和2008合金作车身内外板的。
　　铝散热器发源于欧洲而后遍及全世界。在欧洲，到20世纪80年代后期铝散热器已占领市场的90%。随?车用空调、油冷却器等的大量使用，铝热交换器的市场迅速扩大。从材料的角度看，铝在热交换器上的广泛应用在很大程度上归功于包覆料覆层铝板和铝带的成功开发。
c铝基复合材料
　　铝基复合材料密度低、比强度和比模量高、抗热疲劳性能好，但在汽车上的应用受到价格及生产质量控制等方面的制约，还没有形成很大的规模。目前，铝基复合材料在连杆、活塞、气缸体内孔、制动盘、制动钳和传动轴管等零件上的试验或使用显示出了卓越的性能，如本田公司开发成功的由不?钢丝增强的铝基复合材料连杆比钢制连杆降重30%，对1.2L的汽油发动机可提高燃料经济性5%；采用激冷铝合金粉末与SiC粉末（重量百分数2%）混合并挤压成棒材，用此棒材经锻造成型的活塞因强度高可降重20%，发动机功率大幅度提高；用铝基复合材料强化活塞头部而取消第一道环槽的奥氏体铸铁镶块可降重20%；铝基复合材料制动盘比铸铁制动盘降重50%。
（3）镁合金
　　镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好，很适合制造汽车零件。
　　镁合金大部分以压铸件的形式在汽车上应用，镁压铸件的生产效率比铝高30%~50%。新开发的无孔压铸法（Pore Free Diecast）可生产出没有气孔且可热处理的镁压铸件。
　　镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋。在汽车上试用或应用镁合金的实例还有离合器壳体、离合器踏板、制动踏板固定支架、仪表板骨架、座椅、转向柱部件、转向盘轮芯、变速箱壳体、发动机悬置、气缸盖和气缸盖罩盖等。与传统的锌制转向柱上支架相比，镁制件降重65%；与传统的钢制转向轮芯相比，镁制件降重45%；与全铝气缸盖相比，镁制件降重30%；与传统的钢制冲压焊接结构制动踏板支架相比，整体的镁铸件降重40%，同时其刚性也得以改善。
　　镁基复合材料的研究也有进展，以SiC颗粒为增强体,采用液态搅拌技术得到的镁基复合材料具有很好的性能且生产成本较低。在AZ91合金中加入25%的SiC颗粒增强的复合材料比基体合金拉伸强度提高23%，屈服强度提高47%，弹性模量提高72%。
（4）钛合金
　　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。由于钛的价格昂贵，至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用。尽管如此，对钛合金在汽车上应用的试验研究工作却不少。例如用α+β系钛合金制造的发动机连杆，强度相当于45钢调质的水平，而重量可以降低30%；β系钛合金（Ti-13V-11Cr-3Al等）经强冷加工和时效处理，强度可达2000MPa，可用来制造悬架弹簧、气门弹簧和气门等，与拉伸强度为2100MPa的高强度钢相比，钛弹簧可降重20%。
　　钛合金应用的最大阻力来自其高价格，丰田中央研究所开发了一种成本较低的钛基复合材料。该复合材料以Ti-6Al-4V合金为基体，以TiB为增强体，用粉末冶金法生产，已在发动机连杆上应用。
    如上汽集团对其开发的一款新车型的仪表板骨架进行轻金属材料轻量化，原钢制仪表板骨架质量为5.545kg，采用镁合金材料进行全新优化设计，结合先进制造工艺，新的镁合金产品质量为1.895kg，达到减轻质量65%。吉利汽车公司研发的4G18发动机，其中的气缸体-曲轴箱由原来的合金铸铁改为铝合金后重量减轻了26.2kg，进气歧管由铝合金改为PA66后重量减轻了2.76kg，还有排气歧管、气缸盖罩、正时链罩、曲轴、安装支架等材料的改进，使整个发动机总成的重量减轻了56kg。
3、以非金属替代金属的材料轻量化
以塑代钢的塑料零部件可减轻整车质量，是汽车轻量化的重要轻质材料，其中75%塑料还可以循环再利用，可以大幅降低能源消耗和推动环保进程。目前世界上不少轿车的塑料用量已经超过120千克/辆，个别车型还要高，德国奔驰高级轿车的塑料使用量已经达到150千克/辆。国内一些轿车的塑料用量也已经达到90千克/辆。可以预见，随着汽车轻量化进程的加速，塑料在汽车中的应用将更加广泛。汽车轻量化使塑料作为原材料在汽车零部件领域被广泛采用，从内装件到外装件以及结构件，塑料制件的身影随处可见。目前，发达国家已将汽车用塑料量的多少，作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志从现代汽车使用的材料看，无论是外装饰件、内装饰件，还是功能与结构件，到处都可以看到塑料制件的身影。
　　汽车轻量化“相中”塑料汽车工业的发展与塑料工业的发展密不可分。近年来汽车轻量化成为降低汽车排放、提高燃烧效率的有效措施，也是汽车材料发展的主要方向，它使塑料在汽车中的用量迅速上升。目前发达国家已将汽车用塑料量的多少作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。
　　统计显示，汽车一般部件重量每减轻1%，可节油1%；运动部件每减轻1%，可节油2%。国外汽车自身质量同过去相比，已减轻20%—26%。预计在未来的10年内，轿车自身的重量还将继续减轻20%。而塑料等轻量化材料的开发与应用，在汽车的轻量化过程中发挥着重大作用。
　　汽车材料应用塑料的最大优势是减轻车体的重量。一般塑料的比重在0.9—1.5，纤维增强复合材料的比重也不会超过2.0，而金属材料的比重，A3钢为7.6，黄铜为8.4，铝为2.7。这就使得塑料材料成为汽车轻量化的首选用材。从现代汽车使用的材料看，无论是外装饰件、内装饰件，还是功能与结构件，到处都可以看到塑料制件的影子。外装饰件的应用特点是“以塑代钢”，减轻汽车自重，主要部件有保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板等；内装饰件的主要部件有仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、坐椅、后护板等；功能与结构件主要有油箱、散热器水室、空气过滤器罩、风扇叶片等。
　　汽车轻量化，使包括聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、热固性复合材料、ABS、尼龙和聚乙烯等在内的塑材市场得以迅速放大。近两年，车用塑料的最大品种--聚丙烯，每年以2.2%—2.8%的速度加快增长。预计到2020年，发达国家汽车平均用塑料量将达到500千克/辆以上。
　　目前国外汽车的内饰件已基本实现塑料化，塑料在汽车中的应用范围正在由内装件向外装件、车身和结构件扩展。今后的重点发展方向是开发结构件、外装件用的增强塑料复合材料、高性能树脂材料与塑料，并对材料的可回收性予以高度关注。统计显示，全世界平均每辆汽车的塑料用量在2000年就已达105千克，约占汽车总重量的8%—12%。而发达国家汽车的单车塑料平均使用量为120千克，占汽车总重量的12%—20%。如奥迪A2型轿车，塑料件总重量已达220千克，占总用材的24.6%。目前，发达国家车用塑料已占塑料总消耗量的7%—8%，预计不久将达到10%—11%。
　　对于中国来说，塑料在汽车行业的应用尚处于初级阶段。目前，塑料等非金属材料在国产车上的应用状况还比不上进口车。在欧洲，车用塑料的重量占汽车自重的20%，平均每辆德国车使用塑料近300千克，占汽车总重量的22%。与国外相比，国产车的非金属材料用量仍然偏少。国产车的单车塑料平均使用量为78千克，塑料用量仅占汽车自重的5%—10%。
（二）、结构设计轻量化
    车身结构轻量化也就是结构优化设计，即通过采用先进的优化设计方法和技术手段，在满足车身强度、刚度、模态、碰撞安全性、疲劳寿命、NVH（振动噪声）、车身结构可制造性、生产成本等诸多方面的性能要求，以及相关的法律、法规、标准的前提下，通过优化车身结构参数，提高材料的利用率，去除零部件冗余部分，同时又使部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以减轻重量，实现轻量化。如上汽通用五菱与湖南大学联合自主研发的全新“五菱之光”系列微型客车，利用先进的有限元分析，在不降低整车刚度、强度、模态、碰撞、NVH等多项性能指标的前提下，通过更改零件厚度和零件结构来实现轻量化结构优化设计，共减重16.71kg，节约成本，降低油耗。汽车结构的轻量化设计与优化主要包括：
1、通过CAD来优化设计汽车结构，减少车身重量和钢板厚度，使部件薄壁化、中空化，小型化及复合化达到轻量化目的，采用CAE技术计算汽车强度和刚度，确保减重整车的性能。
2、开发设计车体和部件更趋合理化的中空型结构。主要途径就是在结构上采用“以空代实”，即对于承受以弯曲或扭转载荷为主的构件，采用空心结构取代实心结构，同时优化结构布局，使之更加紧凑，这样既可以减轻重量，节约材料，又可以充分利用材料的强度和刚度。
3、在轻量化与材料特性、工艺性、生产批量、成本及其它制约因素中找到一个最佳的结合点，实现多材料组合的轻量化结构，强调合适的材料用于合适的部位，藉以CAD／CAE计算机辅助技术，使结构轻量化设计与优化融入开发前期，缩短开发周期，降低成本，确保了汽车轻量化的效率和质量。
（三）、轻量化先进成型技术
1、高强度钢板先进成型制造技术
目前高强度钢板主要的先进成型制造技术包括热冲压成型、液压成型、激光拼焊成型，管材内高压成型等。热成型技术广泛应用于国外汽车上的各类强度高达1,500MPa的汽车前后保险杠、保安件和碰撞件的加强件，为汽车轻量化和提高安全性做出了突出贡献。根据有关资料记载，德国大众汽车公司在其开发的PassatB6车型中就对大部分车身零件采用了热冲压成形技术，其典型应用为侧边防撞杆，前后保险杠防撞梁，横梁和边梁，A、B、C柱增强件和腰部导轨增强件等。
    近年来国内新开发的轿车中热成形钢也有不同程度的应用，单车应用热成形零件最多达到十余件，已基本达到国际先进水平。例如奇瑞公司新开发的热冲压成形零件有B柱加强板、前保险杠横梁、A柱加强管、车门防撞梁等，使整车安全性得到显著提高。但由于热成形零部件应用还存在成本的问题，因此在低端经济型轿车上应用还存在一定的困难。
2、铝、镁合金等轻金属材料先进成型制造技术
铝、镁合金等轻金属材料先进成型制造技术主要有半固态成形、高真空压铸、等温挤压、等温锻造等，每种成型制造技术都通过计算机仿真设计极大地改善轻合金的精确高效成形性能，可实现高精度、高效率的精确成形制造，获得预期的材料组织性能与成形质量。
（四）、汽车轻量化的技术路径
     汽车轻量化技术的实施首先是设定工程目标：汽车的最小质量、汽车的轴荷分布以及动态和静态刚度，声学特性和舒适性，被动安全性和满足法规目标，使用寿命和寿命周期等。基于这些目标，在实施轻量化工程中，具体采用以下措施：
1、对部件的优化设计主要包括最优的承载路径，均匀化的结构和优化的几何形状。
2、在制造工艺方面主要是采用激光拼焊板、深拉延件和液压成形、轻量化的铸件，先进的点焊和激光拼焊等连接技术，以及铝合金板材的自铆技术和翻边连接技术，热成形与液压成形技术以及滚压成形技术；解决高强度零件的成形，减少零件数量，减少结构的焊点，提高零件的性能。
3、在材料技术方面，采用高强度钢和先进高强度钢、铝合金与镁合金、不同材料的复合应用技术、纤维增强复合材料的应用等，最终达到开发时间最短、成本最低和白车身性价比最佳化的目标。
    在轻量化工程实施时，运用计算机优化设计是有效手段，可实现几何形状、加载路径的优化预测成形性和疲劳寿命，从而减少试制时间和缩减实验次数；并可对被动安全性、撞击时的载荷路径和变形进行模拟，从而可以优化选材和制造工艺以及使用先进的成形技术。
三、结束语
    汽车轻量化对汽车节能、降低排放、提高性能及产业持续发展具有重要意义，是现代汽车技术发展的方向。同时也要综合考虑高动力输出、低噪声、低振动以及良好的操控性和高的可靠性。
    通过对汽车结构和形状的设计优化，应用先进的加工技术和轻量化材料来实现整车的降重。实现整体的设计要求同时也要控制好汽车轻量化成本、实现规模生产，实现生产企业的效益要求。
    提高我国汽车轻量化技术水平，当前重点是集成轻量化技术，开展产学研联合。从汽车轻量化技术发展的战略高度出发，建立资源共享的汽车轻量化技术科技创新平台，推进产学研的合作，推进汽车轻量化技术的转化；制定汽车重要产品轻量化技术标准及检测方法规范；中国汽车工业提高自主研发水平、突破技术瓶颈及掌握核心技术是做强并积极参与国际竞争的必由之路。

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