汽車車身結構輕量化技術研究

摘 要：作為汽車設計和制造的重要發展方向之一，輕量化帶給汽車本身的提升是巨大的，不僅能夠提高其能效比，而且可以減少駕駛者的使用成本，與此同時，輕量化也為汽車結構設計中提升安全系數提供了方便，保障駕駛者的生命健康安全。總之，輕量化能夠在為駕駛者提供全方位的駕駛感覺提升，是未來汽車工業重點發力的領域。本文將基于汽車車身結構輕量化技術存在的不足來探討其發展策略。

關鍵詞：汽車;車身結構;輕量化

在人類進入二十世紀以后，汽車成為最重要的交通方式之一，幫助人們減少在路途中的時間損耗而迅速到達目的地，然而，過去由于汽車設計和制造水平的限制，汽車往往非常沉重，加之油耗控制不當，所消耗的資源量非常巨大，對環境的污染也不容小覷。而在未來，環保和節能會逐步成為汽車設計和制造的重要考量，除了改變能源利用方式以外，將汽車設計得更加輕量化也是重要的研究方向。

1 汽車車身輕量化設計所存在的不足

汽車輕量化聽上去似乎并不復雜，然而卻是一個非常困難的問題。汽車的車身內安裝了許許多多的電子部件，而且承擔著符合全車大多數重量的任務，因此必須要保證其強度和空間，否則就會失去其實用性。而想要同時做到這兩點并不現實，至少在優秀的新型材料出現之前是很難做到的，受限于汽車廠家的制造技術以及成本，過度追求輕量化只會使得空間及強度中的一個被放棄，亦或者倒退回來，放棄輕量化而保全這兩方面的需求。總之，在技術還未完全成熟之前，輕量化的過程受到了許許多多的限制，使得其最終效果很難盡如人意。

1.1 評價標準缺失

上文提到，輕量化的研究對汽車廠商的技術儲備和財力都提出了很高的要求，受限于此，許多小廠商很難參與到其中，而諸多汽車巨鱷則把有關輕量化的研究視為機密而三緘其口，使得有關輕量化的技術標準和評價標準都沒有做到很好的統一，直到現在，許多廠商仍然各自有各自的標準，各自有各自的側重點，想要集合各種力量難上加難。

1.2 材料單一性

可以說，優秀材料的貧乏是限制汽車車身結構輕量化發展的一大重要原因，在當下，絕大多數廠商都使用低碳鋼作為制造汽車的主要材料，高碳鋼雖然價格便宜，加工簡單，強度也比較不錯，但其重量表現卻并不好，同等強度條件下，低碳鋼的重量要遠遠大于鎂合金和鋁合金，更不要說化學合成的高分子材料了。盡管當下存在許許多多的優質材料，不僅重量輕，而且強度夠，但是成本都很高，如何把這些材料的制作成本降低成為了材料研究中的難題。

2 汽車輕盈化技術應用的必要性

近幾年來，全球變暖的趨勢越來越明顯，公眾關于節能減排的呼聲也越來越高。全球變暖的主要原因是溫室氣體的排放，而其中有很大一部分都源自于汽車燃燒化石燃料產生的尾氣。汽車輕量化能夠極大地提高發動機對于能源的利用效率，而且重量的減輕可以使得汽車的操縱更加靈活，剎車更加及時，可以有效地保障駕駛人員的生命安全。在未來的很長一段時間內，人類將使用燃油車輛，燃油車輛的長續航等優點也是新能源汽車暫時所不能企及的，所以，與其鼓吹汽車全盤新能源改造，不如在最直觀的輕量化上下功夫。

3 汽車車身輕量化的方法

雖然汽車輕量化技術在發展中并不十分順利，但也不是說沒有解決的方法，事實正相反，如今在飛快的科技發展中，已經出現了許多新的思路，能夠幫助汽車輕量化改造從簡單地削減部件到整體優化。以下是具體的方法介紹。

3.1 減去車身部件上多余的質量

這一點是最為直接也是最開始被研究的策略。汽車作為諸多零部件的集合，也并不是所有的部件都是必要的。通過工藝的改進和技術的進步，過去需要多組元件才能實現的功能，如今只要一個就可以了。

3.2 車身部件整體化

在過去，車身鑄造工藝非常的不成熟，因此需要分段進行鑄造然后再進行組合，不僅繁復冗雜，而且部件的結合處都需要專門的機械裝置進行連接，這一部分也是不小的重量。如今，技術的進步可以實現車身的一體塑型，從而減少了連接處的組件，而且整體化的車身組件可以極大地提高其強度。

3.3 采用更加輕量的材料

雖然當下汽車制造仍然大量使用低碳鋼，但是隨著更多更優秀的材料出現，未來會逐步地應用到實際生產當中。比如化工領域制造的高分子塑料，雖然聽上去是塑料，但其強度卻非常出色，重量也很輕。再比如各種合金，鎂合金、鋁合金等，都有著不錯的表現，是未來取代低碳鋼的優良選擇。接下來的研究方向便是把材料成果和汽車工業生產進行緊密結合，探討如何在工業化條件下實現成本降低的同時盡可能地保持原有的性能。

4 總結

雖然采用更加清潔的能源作為汽車的動力是大勢所趨，但短時間內，輕量化才是對汽車性能和駕駛體驗提升最明顯的措施，過去受限于技術水平，很難取得有效地成果，如今隨著鑄造工藝的升級換代以及新材料的不斷出現，相信未來的汽車會變得越來越省油，駕駛體驗也越來越好。

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作者簡介：楊飛旭（1997-），男，貴州銅仁人，本科，研究方向：汽車服務。