汽车文化课件 第六章 未来汽车 第二节 汽车轻量化

第六章未来汽车汽车智能化汽车轻量化清洁能源汽车第二节

汽车轻量化导入：你觉得一部汽车会有多重？

汽车，一般的小轿车重量大约在1-2吨之间；

一般的代步轿车，重量在1吨至2吨之间，中级轿车在1.5吨至2.5吨。自重超过2.5吨的车属于高档车了。有的防弹型轿车自重可以达到3吨以上。所以，不同的车型重量是不同的。汽车轻量化的主要途径有以下几种：第二节汽车轻量化汽车轻量化，就是在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车整车整备质量，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，若汽车质量降低10%,燃油效率可提高6%～8%;汽车质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3~0.6L;汽车质量降低1%,油耗可降低0.7%。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。缩小汽车的尺寸；采用轻质材料；采用计算机进行结构优化设计；采用承载式车身，减小车身板料厚度等。一、汽车小型化随着油价的不断上升和对环境保护的日益关注，几乎全世界的消费者都开始倾向于购买小排量的车型。在日本，0.66L以下小排量车的市场份额占总销量的60%以上；在欧洲，排量在1.0L以下小排量车的年销量达到450万辆，占汽车总销量的35%。汽车小型化吉利熊猫

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汽车小型化在保证足够内部空间尺寸前提下，通过调整汽车的主要尺寸以及零部件的布局，缩小外形尺寸，可减少材料消耗，减小质量，同时还可减少占路面积和停车面积。

当前，汽车轻量化的主要措施是采用轻质材料。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。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。

二、材料轻量化轻量化材料主要包括以下几个方面2026/1/291、有色金属1）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,2017年则达到了186kg/辆，2020年将达到211kg/辆。用于汽车的铝合金有以下几种：(1)铸造铝合金

许多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是多种元素同时添加的合金，以获得好的综合性能。铝合金铸件主要应用于发动机汽缸体、汽缸盖、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。铝合金汽缸盖铝合金车身(2)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。(3)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、汽缸体内孔、制动盘、制动钳和传动轴管等零件上的试验和使用显示出了卓越的性能。2）镁合金2026/1/29

镁的密度约为铝的2/3,是汽车实际应用中最轻的金属之一。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%。在汽车上试用或应用镁合金的实例有车轮、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、变速器壳体、发动机悬置、汽缸盖和汽缸盖罩盖等。2）、镁合金镁合金车轮镁合金方向盘２、塑料

它具有质量轻、强度高、化学稳定性好、电气绝缘性能优异、耐磨损、减磨性、自润滑性，消声性和吸振性良好、着色自由、手感柔顺、可进行二次加工（着色、光亮处理、涂装、浮雕等）的特性。透明塑料汽车eXasis塑料汽车“欢乐敞篷”用塑料作为汽车材料的最大优势是减轻车体的质量。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。汽车中塑料的应用量已经成为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。

目前，世界上不少轿车的塑料用量已经超过120kg/辆，德国奔驰高级轿车的塑料使用量已经达到150kg/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，全塑车身是未来汽车发展的方向2026/1/29３、碳纤维复合材料碳纤维由含碳量较高且在热处理过程中不熔融的人造化学纤维经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍。采用碳纤维车身的柯尼赛格碳纤维由于性能强、密度小，所以被广泛应用于航空航天领域。在汽车领域，由于使用成本高，只能在一级方程式赛车和某些超豪华品牌车辆上才能见到。随着碳纤维合成技术的进步、回收系统的完善、制造成本的下降，碳纤维复合材料将走下神坛，成为未来汽车广泛应用的轻量化材料。2026/1/29汽车轻量化的意义：1.提高燃油效率：汽车重量的降低可以显著提高燃油效率，实验表明，汽车质量每减轻10%，油耗可下降6%-8%。这不仅有助于节约能源，还能减少排放，对环保具有积极意义。2.提升驾驶性能：轻量化的汽车由于重量减轻，可以提供更好的加速性能和操控性，增强驾驶乐趣。在赛车和高性能跑车领域，轻量化的效果尤为明显。3.节能减排：轻量化有助于减少油耗，进而减少二氧化碳等废气的排放。数据显示，车辆每减轻100公斤，二氧化碳排放可减少约5克/公里。4.推动技