启飞汽车

摘要

    汽车属于现今人们生活当中比不可少的交通运输工具, 虽然汽车的出现为人们创造了较大的便利性, 但是却成为了环境污染与资源消耗的重要源头。汽车轻量化在一定程度上能够促使汽车排量减少, 并且能够节约油耗, 铝合金这一材料的应用则能够符合汽车轻量化的要求, 对于保护环境、节省资源均能够起到积极的推动作用。为此, 汽车轻量化与铝合金在现代汽车生产中逐渐被重视与应用。本文针对此展开研究的过程中, 首先对现代汽车轻量化的发展方向以及意义进行了概述, 其次重点探索了铝合金在现代汽车生产中的应用情况。
    现今时代, 我国社会的发展步伐比较快速, 人们的生活水平提高较为明显, 除了日常的物质要求以外, 人们展开了更高质量的生活追求, 尤其在汽车这一现代化物流工具方面, 人们希望能够在获得便利性的基础上, 积极的响应国家节能减排、环境保护等号召。国外在现代汽车生产的轻量化改变当中已经取得了比较优异的成果, 但是我国至今仍旧处于初步的发展阶段。自2000年以来, 我国的汽车工业获得了迅猛的发展, 汽车产量得到了快速的提高, 产销量在2009年已经位于世界第一, 该点代表我国已经成为了现代汽车的消费大国。在此背景下, 汽车生产制造必须要认识到, 虽然汽车为人们生活创造了较大便利, 为经济增长作出了巨大贡献, 但是随之产生的油耗、环保、安全等问题却成为了人们极为关注的问题。为此, 本文展开汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中应用情况的研究, 希望能够为我国未来汽车发展提供更加明确的方向。

一、现代汽车轻量化发展方向和意义

1.现代汽车轻量化发展方向

    现代汽车轻量化发展当中主要在于进行新材料的应用。铝、镁、钛合金等材料均属于密度比较低的轻金属材料, 其中, 铝合金的密度约2.7g/cm3, 镁合金的密度约1.74g/cm3, 钛合金的密度约4.51g/cm3。从该点可以发现, 该类轻金属材料能够成为现代汽车生产加工中减轻汽车自重、提高环保性能、提高节能性能的主要材料。铝合金作为其中一种轻质材料, 自二十世纪七十年代以来便已经逐渐受到了汽车制造业的认可与青睐。
    目前, 世界各国的汽车制造当中均会使用到大量的铝合金材料, 耗铝量已经达到了12%-15%, 甚至部分发达国家已经超过了25%。现代汽车轻量化的主要部分为车身, 主要原因在于车身的重量可以达到整车的30%左右, 其属于汽车轻量化的重中之重, 必须要对铝合金予以科学应用。

2.现代汽车轻量化发展意义

    现代汽车轻量化的发展意义主要体现在两个方面:第一, 汽车轻量化能够有效的减少排量并节约油耗。汽车生产制造中发现, 整车的质量与汽车的油耗之间存在密切关联, 降低汽车质量将有利于汽车的节能减排。就一般情况而言, 汽车轻量化中每减轻1kg车重便可以令1L的汽油多行驶0.011km, 且在汽车减重节省油耗的过程中亦能够降低自身二氧化碳、硫化物、氮化物等有害物质的排放量, 以此达到保护环境的目的。第二, 汽车轻量化能够有效提高车辆行驶与安全性能。汽车质量的减轻能够促使汽车行驶中的加速时间有效缩短, 例如加速到95km·h-1时, 时间可以从10s减少至6s, 此时汽车的牵引负荷状态便能够得到调整, 其性能将更加良好, 有利于保证行驶安全。

二、铝合金在现代汽车生产中的应用

1.现代汽车生产中的铝合金成形工艺

    铝合金在现代汽车生产中的应用比较广泛, 其符合汽车轻量化的发展趋势。现阶段, 国内外的汽车生产中比较常见的铝合金成形工艺主要包括以下几种:第一, 铸造成形工艺。该工艺属于主要的铝合金成形工艺, 大部分汽车生产中均会应用该种工艺, 在铸造工艺当中包括了精密铸造、重力铸造、低压铸造、压铸、挤压铸造等多种工艺类型, 整体上具有尺寸精度高、产品质量稳定、易于大批量生产等特点。第二, 半固态成形工艺。该工艺属于铝合金成形工艺当中比较先进的一种, 其能够直接制造出与最终铝合金产品相近的制品。
    一般情况下, 铝合金产品在成形前既包括了固态又包括了液态, 该种状态有利于进行质变, 采用半固态成形工艺的情况下便能够保证铝合金填充时能够具有平稳的填充型腔。半固态成形工艺凭借其能够提高零部件尺寸精度、提升零部件力学性能、减少铝合金凝固收缩、延长模具使用寿命等优势, 在各国的汽车生产制造中均到了重视。

2.现代汽车生产中对铝合金的具体应用

2.1铝合金在汽车生产中的应用现状

    近年来, 汽车轻量化的发展趋势使得汽车生产中对铝合金的用量在不断增加, 尤其在车身部分, 大多开始使用铝合金材料, 以此达到减轻零部件重量的效果。欧美等发达国家的汽车工业在上个世纪六七十年代便已经开始中采用铝合金进行汽车轻量化的转变, 其中, 奥迪在1994年成为了全球第1辆轻量化的全铝车, 并且在2002年推出了新奥迪的第2代铝合金车身。该种大量应用铝合金的汽车生产制造在一定程度上提高了整个车身的结构刚性, 保证大部分零件的可回收利用, 能够为节能减排作出积极贡献。我国在近年来亦逐渐展开了汽车轻量化的研究, 在汽车工业发展的背景下用铝量亦在逐渐增加, 2015年汽车生产用铝量已经达到了320万吨左右。

2.2汽车生产中铝合金材料的分类与应用

    第一, 铸造铝合金的应用。铸造铝合金在汽车生产制造中应用比较广泛, 且可以根据不同的汽车生产需求提供不同铸造方法。其中, 发动机用铝合金具有比较良好的抗腐蚀性和导热性, 能够符合汽车发动机气缸盖、气缸体等度材料的要求。轮毂用铝合金则能够凭借其尺寸精度高、散热性良好、质量较轻等特点产生较高的使用率, 并且主要铸造工艺为低压铸造和重力铸造。
    第二, 变形铝合金的应用。变形铝合金与铸造铝合金相比具有更大的任性与强度优势, 其合金含量相对较低, 一般被用于汽车装饰件、结构件、散热系统和车身面板等部位。其中, 车身面板用铝合金具有良好的端造性, 且具有良好的强度, 综合性能均符合轻量化要求。其他铝合金构建在一定程度上被广泛应用于汽车的悬挂零件, 主要原因在于其能够提高汽车行驶平稳性, 保证汽车行驶安全。
    第三, 铝基符合材料的应用。该种铝合金材料具有良好的尺寸稳定性, 且具有较低密度性, 较高的强度, 在汽车生产应用中能够产生抗疲劳、抗断裂等优势。另外, 该种汽车轻量化材料与传统的铸铁制造材料相比, 能够减轻40%-60%的重量, 散热性与买模型均更加良好, 因而一般应用在驱动轴、摇臂等零件中。
    综上所述, 汽车轻量化可以说是未来汽车生产制造的必然趋势, 现阶段国外部分发达国家在汽车轻量化方面已经取得了比较优异的成果, 尤其在铝合金等轻量化材料的应用方面, 已经开发了多种铝合金成形工艺。我国在铝合金汽车轻量化材料的开发与应用方面仍旧处于初级的探索阶段, 与欧美等国家存在较大差距。鉴于此, 我国必须要重视培养该方面的专业人才, 增加科研经费, 制定符合时代发展需求的汽车轻量化材料标准, 以此保证我国未来汽车的生产制造当中具有较低的耗油量, 较高的汽车性能与行驶安全性, 推动我国汽车产业获得更加长远且健康的发展。

作者：张勇  来源：内燃机与配件
 

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