文档介绍：节能环保
汽车车身轻量化技术
牛胜福李炜(上海大众汽车有限公司)
=摘要> 介绍了车身轻量化的重要意义和相关车身性能。从轻质材料、结构设计和制造工艺 3个方面阐
述轻量化技术的主要途径, 并通过实例重点分析采用热成型工艺的轻量化效果, 最后对比 3 种轻量化技术的特
点和应用范围。
=主题词> 轻量化车身汽车
车身结构安全属于汽车的被动安全范畴, 目
0 引言的在于保护车内乘员的安全。
自 20世纪 50年代起, 许多国家陆续开始制
安全、节能和环保已成为消费者最关心的汽定汽车被动安全法规。目前各国汽车被动安全法
规有美国联邦机动车法规体系和欧洲
车性能指标。如何开发出更安全、节能、环保的汽: ( FMVSS)
法规体系。而我国强制性汽车被动安
车也是当今汽车厂商的重点技术发展方向。汽车( ECE /EEC)
全标准( GB )主要是参考欧洲法规体系。另外还
安全的重要性不言而喻, 涉及到人身安全; 节能和
有各国的新车评价体系( NCAP)全面地为消费者
环保, 不仅影响到用户的用车成本, 也关系到可持
提供汽车安全性能方面的信息。
续发展。目前, 各国已有诸多安全和排放法规来
车身结构安全直接影响到汽车是否满足这些
强制规范汽车产品的安全和环保性能。
被动安全法规。其包括正面碰撞、侧面碰撞、后面碰
研究资料表明, 汽车的燃油消耗与汽车的自
撞、翻滚和低速碰撞等。车身结构在设计上一般分
身质量成正比, 汽车质量每减轻 1% , 燃油消耗降
为低速行人保护区, 相容吸能区和乘员保护区。
低 0. 6% ~ 1. 0% , 燃油消耗下降, 排放也随之减
1. 2 车身刚度
少。因此减少汽车自身质量成为提高节能环保性
评价车身结构力学性能的主要指标是车身刚
能的有效途径。而白车身作为车身骨架一般占整
度, 包括动态刚度和静态刚度, 静态刚度又包含扭
车质量的 22% ~ 25% , 其轻量化对降低整车质量
转刚度和弯曲刚度两个方面。在车身轻量化中,
意义重大。因此, 汽车车身轻量化技术成为现代
必须保证达到车身刚度的要求, 这样才能使汽车
汽车开发技术一个重点课题。
的疲劳耐久性和振动舒适性等不受影响。
1. 3 车身轻量化系数
1 车身轻量化的基础为了评价轻量化的效率, 引申出了车身轻量
化系数的概念, 其可通过如下公式计算:
车身轻量化必须在保证汽车安全性的前提 M B IW
Lq = ( 1)
下, 同时达到车身刚度、疲劳耐久性、操控稳定性 CT # A
和振动舒适性等要求。式中, Lq 为轻量化系数; M B IW 为白车身质量;
1. 1 车身结构安全 CT 为白车身静态扭转刚度; A 为白车身投影面积,
收稿日期: 2009- 05- 13
# 34# 上海汽车 20091 09
节能环保
由整车轴距与轮距相乘获得。轻量化系数 Lq 值越汽车自身质量却减轻了大约 40%。
小, 表示车身轻量化做得越好。但是铝材价格相对较高, 是钢材价格的 3倍
左右, 且铝制产品成型工艺相对复杂, 这是制约铝
2 车身轻量化的途径合金轻量化应用的因素。除开发低成本的铝合金
和先进