《汽車(chē)輕量化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用發(fā)展研究綜述報(bào)告》13000字

IPAGE1汽車(chē)輕量化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用發(fā)展研究綜述報(bào)告摘要在當(dāng)前時(shí)代下，隨著人們對(duì)出行要求和需求的不斷增加，汽車(chē)作為出行較為便捷的交通工具之一，受到了人們的青睞。在進(jìn)行汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要從汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)的組成以及實(shí)際的使用需求，提高汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性，并且還要對(duì)汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化的提升，從而使得汽車(chē)更加能夠滿(mǎn)足人們的出行需求，提高人們對(duì)汽車(chē)的滿(mǎn)意度。本文對(duì)于汽車(chē)輕量化技術(shù)進(jìn)行研究，分析汽車(chē)輕量化技術(shù)在汽車(chē)零部件上的具體應(yīng)用，對(duì)于輕量化前后結(jié)構(gòu)性能與整車(chē)性能進(jìn)行對(duì)比分析，展望輕量化技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)，希望通過(guò)本文的研究能夠?qū)τ谄?chē)輕量化技術(shù)的發(fā)展有所幫助。關(guān)鍵詞：輕量化技術(shù)；汽車(chē)；應(yīng)用目錄130451緒論 1215031.1研究背景及意義 1155041.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 124331.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 145301.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3254111.3本文主要研究?jī)?nèi)容 4190932相關(guān)概念概述 5289912.1汽車(chē)輕量化概念 5218332.2結(jié)構(gòu)輕量化 559562.3材料輕量化 5257233工程塑料技術(shù)在汽車(chē)零部件上的應(yīng)用概述 7274113.1汽車(chē)用工程塑料技術(shù)概述 7218903.2發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)零部件 81913.3汽車(chē)燃油系統(tǒng)零部件 9204453.4安全系統(tǒng)部件 9324373.5其他 9126724輕量化前后結(jié)構(gòu)性能與整車(chē)性能對(duì)比分析 11244074.1輕量化前后結(jié)構(gòu)性能對(duì)比分析 11139844.1.1輕量化前后剛度性能對(duì)比分析 11133224.1.2輕量化前后疲勞壽命對(duì)比分析 112324.2輕量化前后整車(chē)性能對(duì)比分析 1277244.2.1輕量化前后行駛平順性對(duì)比分析 123084.2.2輕量化前后操縱穩(wěn)定性對(duì)比分析 1352025工程塑料技術(shù)在汽車(chē)輕量化領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)分析 1582625.1汽車(chē)工程塑料技術(shù)應(yīng)用的國(guó)際趨勢(shì) 15324325.2汽車(chē)新技術(shù)發(fā)展為工程塑料技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 1597505.3我國(guó)工程塑料技術(shù)零部件加工行業(yè)存在的問(wèn)題 16193635.4我國(guó)汽車(chē)輕量化發(fā)展趨勢(shì) 167340結(jié)論 1726038參考文獻(xiàn) 181緒論 1.1研究背景及意義 隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，汽車(chē)消費(fèi)量日益增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2021年底中國(guó)產(chǎn)量達(dá)到1473.87億輛，汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)12774萬(wàn)輛。雖然全球汽車(chē)工業(yè)經(jīng)濟(jì)危機(jī)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，但國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造商的積極響應(yīng)，加上政府的政策支持，中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量開(kāi)始回升，從整體趨勢(shì)來(lái)看，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)。在汽車(chē)及相關(guān)行業(yè)同時(shí)帶來(lái)巨大機(jī)遇的同時(shí)，汽車(chē)行業(yè)也面臨巨大挑戰(zhàn)。汽車(chē)及相關(guān)行業(yè)對(duì)社會(huì)能源供應(yīng)，環(huán)保等方面的發(fā)展越來(lái)越明顯，所以承受著節(jié)能減排的壓力也越來(lái)越大。使用輕型輕質(zhì)材料，如采用輕型車(chē)輛技術(shù)，可以減輕汽車(chē)本身的重量，同時(shí)也可以確保汽車(chē)駕駛的安全性，防撞性，振動(dòng)和舒適性，同時(shí)滿(mǎn)足汽車(chē)的需求[1]。汽車(chē)輕量化已成為汽車(chē)材料發(fā)展的主要方向，節(jié)能環(huán)保是汽車(chē)行業(yè)的兩大難題[2-3]。用塑料部件代替各種昂貴的有色金屬和合金材料部件不僅可以減輕車(chē)輛重量，降低燃料消耗和碳?xì)浠衔锱欧?，而且可以增加功率，適應(yīng)惡劣環(huán)境，增加安全性并節(jié)省可回收的塑料制造過(guò)程資源消耗，最終的汽車(chē)在安全和成本兩個(gè)方面得到更多的突破。汽車(chē)更美觀(guān)，設(shè)計(jì)更靈活，是減少零件加工，裝配維護(hù)成本的有效途徑。塑料車(chē)的使用已成為衡量汽車(chē)行業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。工程塑料技術(shù)是電子信息，運(yùn)輸，航空航天和機(jī)械制造的上游行業(yè)。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。其發(fā)展不僅在國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮了配套作用。近年來(lái)，隨著中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，工程塑料技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越受歡迎，從2000年的39.4萬(wàn)噸到2007年的182萬(wàn)噸，其中汽車(chē)工業(yè)在2007年占國(guó)內(nèi)消費(fèi)塑料市場(chǎng)對(duì)于11.89％的工程塑料技術(shù)，特別是高性能工程塑料技術(shù)，由于其良好的機(jī)械性能，綜合的機(jī)械性能，耐熱性，耐酸性，長(zhǎng)壽命，高可靠性，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，其前景非常好PA，PPS，PBT注塑或吹塑在速度控制閥，移動(dòng)板，風(fēng)扇，泵，油管，滑輪罩，冷卻風(fēng)扇，油門(mén)踏板等部件中。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀世界上有很多汽車(chē)數(shù)量多的發(fā)達(dá)國(guó)家，德國(guó)就是這些發(fā)達(dá)國(guó)家之一。在客運(yùn)方面，汽車(chē)占比達(dá)到80％以上，而在運(yùn)費(fèi)方面，比例在83％以上。汽車(chē)在很大程度上推動(dòng)了德國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的品味和要求越來(lái)越高，汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，新材料的開(kāi)發(fā)利用是提高競(jìng)爭(zhēng)力的唯一途徑。德國(guó)政府高度重視材料研究和快速工業(yè)化的成果，將材料作為非常重要的基礎(chǔ)產(chǎn)品。1985年開(kāi)始，到1994年結(jié)束，德國(guó)技術(shù)研究部總共開(kāi)展了為期十年的物質(zhì)研究。資助1億美元，主要是支持國(guó)家層面的材料研究，目的是提高材料技術(shù)水平確保德國(guó)工業(yè)的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。雖然德國(guó)工業(yè)材料研究涉及多個(gè)領(lǐng)域，但一般可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是以化工五金制造為主的材料生產(chǎn)行業(yè)，主要集中研究基礎(chǔ)材料和半成品制造;是利用汽車(chē)，電子和機(jī)械制造行業(yè)的材料，著重于零件和系統(tǒng)制造。德國(guó)研究與技術(shù)材料研究計(jì)劃原則上按照這一部門(mén)。該計(jì)劃主要的針對(duì)方向是開(kāi)發(fā)新材料，十分重視材料制造領(lǐng)域的項(xiàng)目，并予以大力支持。材料部門(mén)的資金要少得多，主要是解決研究經(jīng)費(fèi)。當(dāng)然這些公司也參與其他以材料為基礎(chǔ)的資助計(jì)劃。在后一種情況下，汽車(chē)行業(yè)的材料研究。汽車(chē)行業(yè)新形勢(shì)研究情況雖然聯(lián)邦政府和歐盟有各種材料相關(guān)的項(xiàng)目，但整體主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)研究上。從汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用方面來(lái)看，依靠企業(yè)本身的力量本身與美國(guó)汽車(chē)工業(yè)基本相同，汽車(chē)行業(yè)也是截然不同的，后者可以從國(guó)內(nèi)獲得各種資金。不僅如此，德國(guó)政府沒(méi)有激勵(lì)政策和措施來(lái)支持，促進(jìn)和促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)新材料的使用以及生產(chǎn)和銷(xiāo)售新材料。除了有時(shí)會(huì)開(kāi)展學(xué)術(shù)和汽車(chē)量化信息交流以外，基本上沒(méi)有任何行業(yè)聯(lián)合和國(guó)際協(xié)作。德國(guó)規(guī)模最大的大眾和梅賽德斯-奔馳公司，例如：除了陶瓷研究之間的合作之外，在招聘和其他材料如鎂的研究中，由于競(jìng)爭(zhēng)激烈的業(yè)務(wù)彼此密切關(guān)注，并加強(qiáng)合作單位合作。雖然汽車(chē)制造商之間沒(méi)有水平關(guān)系，但汽車(chē)制造商和配件供應(yīng)商之間的垂直合作正在逐漸變得積極和增長(zhǎng)。主要原因是汽車(chē)制造商的科研經(jīng)費(fèi)緊張，致力于新材料的開(kāi)發(fā)更為技術(shù)性的措施，然后與合作單位實(shí)施合作，盡可能將這些資金的單位合并到一起促進(jìn)材料研究與發(fā)展。實(shí)際上，汽車(chē)制造商一力承擔(dān)的研究項(xiàng)目幾乎已經(jīng)沒(méi)有了。合作者也愿意參與，因?yàn)槠?chē)廠(chǎng)是他們的客戶(hù)，只有積極參與這些工作，才能確保未來(lái)的組件仍然符合要求。在這個(gè)意義上，這也是確保市場(chǎng)地位的長(zhǎng)遠(yuǎn)措施。雖然汽車(chē)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略具有各種重要的意義，目標(biāo)是降低重量，增強(qiáng)效率，減少能耗，降低環(huán)境污染。隨著用戶(hù)對(duì)汽車(chē)內(nèi)部設(shè)備的要求越來(lái)越多，尋求整體，尋求安慰，導(dǎo)致汽車(chē)的重量飆升，并保持足夠的驅(qū)動(dòng)力不得不反復(fù)增加電力，這在很多方面都是不利的。日本的汽車(chē)工業(yè)一直以依靠技術(shù)為先導(dǎo)。21世紀(jì)后，日本車(chē)已經(jīng)賣(mài)給了世界，可靠的電力，強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)，極具便利的使用R車(chē)在世界市場(chǎng)上的高度競(jìng)爭(zhēng)力這個(gè)變化是不可分割的汽車(chē)行業(yè)在材料應(yīng)用領(lǐng)域的主導(dǎo)作用。依照21世紀(jì)汽車(chē)材料的特點(diǎn)，不難看出材料在日本汽車(chē)工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用主要變化。影響汽車(chē)制造業(yè)的主要因素有兩個(gè)：一是汽車(chē)產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都有自己大規(guī)模的汽車(chē)制造企業(yè)研發(fā)中心。汽車(chē)純理論的研究成果并不重要。相反，汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和越來(lái)越先進(jìn)的電子技術(shù)已成為汽車(chē)行業(yè)領(lǐng)先汽車(chē)行業(yè)發(fā)展跡象的領(lǐng)先應(yīng)用;另一種是應(yīng)用汽車(chē)材料技術(shù)。汽車(chē)加工技術(shù)合理化，安全，輕便，環(huán)保這些特點(diǎn)是材料技術(shù)主要應(yīng)用的方面。在美國(guó)使用新材料在汽車(chē)行業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。美國(guó)汽車(chē)工業(yè)在使用低成本和高效率材料方面取得了顯著的效益。在過(guò)去20年中，由于使用輕質(zhì)材料，每輛美國(guó)汽車(chē)的平均重量已經(jīng)減少了17％，約318公斤，這顯著節(jié)省了汽車(chē)的燃油壽命。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)汽車(chē)制造將采用高強(qiáng)度塑料制造車(chē)身結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)實(shí)用的陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)零件。這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將進(jìn)入身體，以減輕汽車(chē)的重量。在汽車(chē)行業(yè)引進(jìn)塑料等新材料，不僅可以減輕汽車(chē)的重量，還帶來(lái)了很多其他好處。對(duì)于那些零件和內(nèi)部部件較為復(fù)雜的部件，使用塑料材料會(huì)使加工更容易，零件數(shù)量也大大降低，目前工業(yè)水平，美國(guó)汽車(chē)工業(yè)加工各種塑料和復(fù)合材料80百分之百的成本，由于采用新技術(shù)，塑料件和涂層，可以防止或減少對(duì)鹽的影響，造成蠟燭腐爛。到1995年，美國(guó)的汽車(chē)將配備136公斤的塑料和橡膠部件，約占車(chē)輛重量的10％。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀自從“輕量化”的概念提出，經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，一些工業(yè)化國(guó)家在汽車(chē)輕量化材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展，從材料開(kāi)發(fā)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造到材料回收一整套工業(yè)技術(shù)。二十年來(lái)，國(guó)外汽車(chē)重量下降了20％-26％，未來(lái)十年汽車(chē)自身重量將下降20％[4]?！澳壳叭蛑行推?chē)平均質(zhì)量約1200kg-1400kg，汽車(chē)制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)確定2015年目標(biāo)，中型汽車(chē)質(zhì)量將不到1000kg”[4]。新材料的使用是汽車(chē)輕量化技術(shù)最有效的手段，新型輕質(zhì)材料如鋁，鎂合金，工程塑料技術(shù)，高強(qiáng)度鋼，長(zhǎng)期以來(lái)一直是國(guó)外先進(jìn)汽車(chē)制造商在汽車(chē)工業(yè)中的一大亮點(diǎn)。而中國(guó)的汽車(chē)制造商在使用新材料方面還是比較落后的。上世紀(jì)80年代，重慶汽車(chē)研究院進(jìn)行了雙相鋼鐵研究，一汽和奇瑞汽車(chē)公司也對(duì)新材料進(jìn)行了一系列初步試驗(yàn)。在輕量化設(shè)計(jì)中，由于國(guó)外CAD/CAE/CAM集成技術(shù)的誕生，國(guó)外汽車(chē)制造商長(zhǎng)期以來(lái)一直是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用開(kāi)始，而中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始很晚了，中國(guó)一直主要從設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)逐漸發(fā)展和利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析[1]，并已有多項(xiàng)汽車(chē)模具開(kāi)發(fā)技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，如，CAD系統(tǒng)的CAXA、一個(gè)北京航空航天大學(xué)航天研究與發(fā)展，進(jìn)行客車(chē)輕量化技術(shù)研究。隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，耐熱塑料更多地用于傳統(tǒng)金屬零件領(lǐng)域，而在一些集成零件設(shè)計(jì)中則替代了一般工程塑料技術(shù)。以下關(guān)于汽車(chē)行業(yè)三大發(fā)展趨勢(shì)的要求就是這個(gè)方向的主要推動(dòng)力：（1）增強(qiáng)安全性，舒適性和運(yùn)動(dòng)管理，盡可能多地使用新的電子系統(tǒng)（2）需要更長(zhǎng)的保修期和使用壽命（3）發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域溫度升高，這是因?yàn)椋夯瑒?dòng)摩擦系數(shù)低，氣流減少；隔熱要求美觀(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋；采用渦輪增壓催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，釋放大量熱量；發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸減小，因設(shè)計(jì)更緊湊。從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，尼龍46是一個(gè)理想的替代金屬。具有良好的抗蠕變、機(jī)械強(qiáng)度、剛度和高溫疲勞性能，同時(shí)保持了知名塑料加工的優(yōu)勢(shì)。尼龍46已被所有主要汽車(chē)制造商認(rèn)可。能夠在高強(qiáng)度、高負(fù)荷、高溫和惡劣環(huán)境下工作。例如鏈條張緊器、機(jī)油濾清器、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域傳感器、排氣控制開(kāi)關(guān)和連接器，以及閥門(mén)和泵中的第二供氣系統(tǒng)。近年來(lái)，在國(guó)際汽車(chē)巨頭越來(lái)越大的壓力，面對(duì)中國(guó)市場(chǎng)，提高自主發(fā)展能力，已成為實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。當(dāng)然，要想實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的自主發(fā)展，首先必須實(shí)現(xiàn)零部件的自主開(kāi)發(fā)。每一個(gè)塑料在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用需要解決的問(wèn)題，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制造工藝和設(shè)備，材料的選擇和修改。此外，有必要解決的問(wèn)題，如表面，耦合和測(cè)試評(píng)價(jià)的產(chǎn)品或涂層。根據(jù)獨(dú)立發(fā)展的需要，塑料配件的供應(yīng)商的要求，供應(yīng)商應(yīng)結(jié)合OEM、適應(yīng)新模式的未來(lái)發(fā)展的需要，如塑料蓋，塑料擋風(fēng)玻璃，行人保護(hù)系統(tǒng)，便攜式音響系統(tǒng)等新材料和塑料材料的應(yīng)用技術(shù)研究。面對(duì)中國(guó)汽車(chē)的塑料加工行業(yè)的快速發(fā)展，盡快提高自主發(fā)展能力，已成為十分緊迫的。為此，塑料原料供應(yīng)商，塑料零部件制造商和汽車(chē)OEM制造商共同創(chuàng)造一個(gè)新的世界。1.3本文主要研究?jī)?nèi)容本文主要分為五個(gè)部分，第一部分闡述研究的背景、意義與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，第二部分對(duì)于相關(guān)的概念進(jìn)行解釋?zhuān)谌糠謱?duì)于工程塑料技術(shù)在汽車(chē)零部件上的應(yīng)用進(jìn)行概述，第四部分對(duì)于輕量化前后結(jié)構(gòu)性能與整車(chē)性能對(duì)比分析，第五部分對(duì)于工程塑料技術(shù)在汽車(chē)輕量化領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。2相關(guān)概念概述 2.1汽車(chē)輕量化概念所謂汽車(chē)輕量化，是指：“運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和有效的汽車(chē)產(chǎn)品的優(yōu)化手段，或新材料的使用，以確保的前提下，前車(chē)的整體性能，盡可能的減少量，消費(fèi)、環(huán)保、安全、綜合指數(shù)”。汽車(chē)的重量可以追溯到1985年，在漢諾威汽車(chē)博覽會(huì)上，奧迪公司以肖像的形式描述了輕型汽車(chē)的概念。兩個(gè)女孩在繪畫(huà)中沒(méi)有任何外力的幫助，輕松提起奧迪100整個(gè)鋁合金車(chē)身。當(dāng)時(shí)，公眾對(duì)汽車(chē)性能的要求（如燃油消耗，排放，安全等）與今天相比是非常不同的，加上汽車(chē)行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有限，汽車(chē)的重量并不重要。不過(guò)，奧迪公司已經(jīng)用如此生動(dòng)的畫(huà)面揭示輕量化將成為未來(lái)汽車(chē)生產(chǎn)時(shí)代的重要目標(biāo)。2.2結(jié)構(gòu)輕量化由于車(chē)重減少10％，燃油消耗可以降低6％-8％，排放量可以減少5％-6％，0km/h-100km/h加速可以提高8％-10％制動(dòng)距離2m-7m。車(chē)輛主要是衡量事故發(fā)生時(shí)的人身安全，而不是受損車(chē)輛的安全。大型車(chē)重卡車(chē)碰撞重量大的汽車(chē)損失相對(duì)較小，但對(duì)車(chē)身設(shè)計(jì)能耗的損害以及主動(dòng)與被動(dòng)的安全性密切相關(guān)。例如，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一些型號(hào)，可以更好地吸收分散在高強(qiáng)度A柱和身體下部的沖擊能量，提高乘客的安全性，同時(shí)還可以減少車(chē)輛的攻擊力相互對(duì)抗中心重量后車(chē)輛的重心可以下降，以提高車(chē)輛的操控性和穩(wěn)定性。事實(shí)上，安全車(chē)的不同部分有不同的要求。例如，通過(guò)高沖擊鋼安全梁剛性部分，左右兩側(cè)均不得有改善。而對(duì)于前后保險(xiǎn)杠，發(fā)動(dòng)機(jī)，主干吸收更重要的緩沖器。沖擊梁的內(nèi)部采取一些垂直布置，具有對(duì)角線(xiàn)型，即從框架的底部延伸到窗玻璃的底部邊緣。無(wú)論他們的具體位置如何，門(mén)碰撞梁乘客的結(jié)構(gòu)，最直接最有效的保護(hù)，這樣可以減輕乘客的實(shí)力，可以受到外界的傷害。事實(shí)證明，固定物體（如樹(shù)木）在撞擊梁的沖擊下的保護(hù)作用是顯而易見(jiàn)的。具有空間框架結(jié)構(gòu)的豪華車(chē)，組成主要是多功能大型鑄件，整體結(jié)構(gòu)大，鍛造比例高，可以減少機(jī)身部件數(shù)量，一系列優(yōu)化，輕量化設(shè)計(jì)，使車(chē)輛相同時(shí)間提高安全性能。2.3材料輕量化除了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之外，輕量化材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是當(dāng)前汽車(chē)輕量化技術(shù)另一主要研究方向。輕量化材料的研究是目前國(guó)際上汽車(chē)材料領(lǐng)域最活躍的研究方向之一。美國(guó)的PNGV計(jì)劃中明確提出：選用輕量化材料（高強(qiáng)度鋼、鋁、鎂、鈦合金、塑料及復(fù)合材料）來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化，并把先進(jìn)輕量化材料作為急需開(kāi)發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域。PNGV-Class樣車(chē)車(chē)身全部采用高強(qiáng)度鋼，質(zhì)量只有218kg，與全鋁車(chē)身相當(dāng)。在輕量化材料的使用方面，用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼和鋁、鎂合金替代普通鋼來(lái)制造汽車(chē)主要承載構(gòu)件已成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。高強(qiáng)度鋼已大量應(yīng)用于汽車(chē)車(chē)身、底盤(pán)、懸架和轉(zhuǎn)向零件上。另外，為了滿(mǎn)足車(chē)輛結(jié)構(gòu)的碰撞安全性要求，而又不增加額外的質(zhì)量，泡沫鋁、編織復(fù)合材料等性能優(yōu)越的新型吸能材料被應(yīng)用于車(chē)輛結(jié)構(gòu)中。這也正是目前國(guó)際上學(xué)術(shù)界和工程界的一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，即“超輕材料和超輕結(jié)構(gòu)(ultralightmaterialsandultralightstructures)”。構(gòu)成汽車(chē)的2萬(wàn)多個(gè)零件中，約86%是金屬材料，且鋼鐵占了約80%，這表明通過(guò)材料的輕量化來(lái)減輕汽車(chē)重量有巨大潛力。目前鋁合金、高強(qiáng)度鋼、碳纖維、工程塑料技術(shù)和復(fù)合材料等輕質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用在汽車(chē)的輕量化中發(fā)揮了重大作用。在世界主要的高性能纖維年產(chǎn)能達(dá)33萬(wàn)噸，中國(guó)僅7.3萬(wàn)噸，供應(yīng)疲軟。在競(jìng)爭(zhēng)碳纖維領(lǐng)域，中國(guó)的年產(chǎn)量只有4000噸，大多數(shù)企業(yè)處于虧損狀態(tài)。中國(guó)的碳纖維企業(yè)有30多個(gè)，每個(gè)投資億美元到100多億元，規(guī)模最大不超過(guò)3000噸，相比國(guó)際領(lǐng)先的規(guī)模為3萬(wàn)噸，競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)字似乎有些不足。所以碳纖維體在國(guó)內(nèi)的普及比在國(guó)外要面對(duì)的困難會(huì)更多。制造碳纖維絲束，需要芳族聚酰胺，超高分子量聚乙烯纖維，聚苯硫醚纖維，玄武巖纖維，聚酰亞胺纖維等材料及相關(guān)設(shè)備，而中國(guó)生產(chǎn)的碳纖維關(guān)鍵材料和設(shè)備也依賴(lài)進(jìn)口。據(jù)介紹，由于碳纖維油，碳酸化設(shè)備依賴(lài)進(jìn)口，沒(méi)有大型石墨碳材料，很多公司都要從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)。3工程塑料技術(shù)在汽車(chē)零部件上的應(yīng)用概述3.1汽車(chē)用工程塑料技術(shù)概述汽車(chē)尼龍改性主要化合物，填充，增強(qiáng)使用大品牌，以及與其他樹(shù)脂合金，EPDM或POE增韌改性和添加各種添加劑，以改善和改善阻燃性，潤(rùn)滑性，耐熱性，耐磨性性能，水吸收，電氣性能和加工性能的品牌，近年來(lái)更突出的新產(chǎn)品提高樹(shù)脂的流動(dòng)性，耐熱性，無(wú)鹵阻燃和功能性新型化合物。提高功能水平，包括激光焊接，耐乙二醇，耐磨性高，可以在線(xiàn)涂層，包括生產(chǎn)廠(chǎng)在激光焊接等級(jí)開(kāi)發(fā)，適應(yīng)高度集成度，高耐熱性復(fù)雜形狀的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)要求。（1）高遷移率改性配方。高流動(dòng)性水平不僅提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，另一個(gè)重要的作用是改善汽車(chē)零部件的外觀(guān)和表面質(zhì)量。塑料新材料技術(shù)發(fā)展方向：降低成本，有利于環(huán)境（包括使用生物資源和可回收利用），提高性能。降低成本始終是原材料制造商和最終用戶(hù)的目標(biāo)。目前，一些大型尼龍制造商已經(jīng)引進(jìn)了快速成型尼龍等級(jí)，并且在不降低性能的情況下縮短加工時(shí)間，從而降低加工和總生產(chǎn)成本。汽車(chē)工業(yè)眾所周知的產(chǎn)品是法國(guó)羅地亞的半結(jié)晶PATechnylStar，被認(rèn)為是使用獨(dú)特聚合和復(fù)合技術(shù)的劃時(shí)代的尼龍材料。這種新型尼龍就像星形高支化，非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，加工性能優(yōu)異的產(chǎn)品外觀(guān)，特別是玻璃纖維增??強(qiáng)無(wú)機(jī)填充級(jí)別優(yōu)于PA6基樹(shù)脂復(fù)合材料，注塑壓力降低約30％，成型時(shí)間縮短約10％，成型溫度大大降低，注塑機(jī)的緊固度可減少一半以上，因此在歐洲越來(lái)越多地用于大型板材零件，共有18多種零件應(yīng)用，包括汽車(chē)罩，進(jìn)氣管，燃油箱襯里，分配器和裝飾件等組成。荷蘭皇家化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了第二代高性能增強(qiáng)型PA6牌號(hào)AkulonUltraflow，高于第一代產(chǎn)品，高于一般增強(qiáng)型PA6Akulon80％（根據(jù)螺旋流動(dòng)長(zhǎng)度），縮短成型時(shí)間，意味著表面質(zhì)量y的產(chǎn)品高，甚至玻璃纖維含量高達(dá)60％的樹(shù)脂產(chǎn)品外觀(guān)也非常好，使品牌覆蓋厚度可以從3.2mm減小到2.5mm，適用于汽車(chē)蓋部件，門(mén)把手，鏡子蓋等。杜邦ZytelST801A，德國(guó)巴斯夫UltramidB3WGM24，日本東麗CM1017XL3，CM3006LSP基于原有水平提高的高速成型水平。（2）提高耐熱性改性尼龍作為工程塑料技術(shù)的大量應(yīng)用，提高耐熱性始終是尼龍制造商和最終用戶(hù)的目標(biāo)。尼龍材料對(duì)于汽車(chē)市場(chǎng)的進(jìn)一步的影響之一是開(kāi)發(fā)位于罩下方的新一代樹(shù)脂，其特征在于高剛性和高韌性，同時(shí)提高耐熱性和流動(dòng)性。半芳族尼龍（PA9T，聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺1,9壬二胺）是代表性的實(shí)用耐熱PA，ZytelHTN和PPA也是半芳族尼龍樹(shù)脂。荷蘭皇家化學(xué)品獨(dú)家生產(chǎn)的尼龍46產(chǎn)品已經(jīng)得到所有OEM批準(zhǔn)，并已成功應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)。其普通檔次可長(zhǎng)期耐受160攝氏度的工作環(huán)境，熱增強(qiáng)等級(jí)可長(zhǎng)期耐200攝氏度。另外，公司開(kāi)發(fā)的尼龍6/尼龍66合金材料可以承受180攝氏度的工作穩(wěn)定，價(jià)格僅為傳統(tǒng)PPA材料的一半，注塑成型和吹塑級(jí)可用于發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓區(qū)的管道。杜邦高溫尼龍ZytelHTN已經(jīng)是用戶(hù)熟悉的，具有高耐熱性，可更換的PPS和熱固性樹(shù)脂，用于氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，節(jié)省成本和輕型部件。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)罩溫度的升高，近年來(lái)對(duì)高溫尼龍的需求有所增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇。除了ZytelHTN和Solvay高性能聚合物A系列PPA樹(shù)脂基于聚（鄰苯二甲酸酯）級(jí)，連續(xù)溫度為200℃，尺寸穩(wěn)定性高，符合機(jī)艙小型化要求，由于零件較大，空間小，氣流差，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)室溫上升，因此要求較高的溫度水平。3.2發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)零部件發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域內(nèi)的汽車(chē)零部件需要經(jīng)受長(zhǎng)期的冷熱環(huán)境，通常的標(biāo)準(zhǔn)是部件需要承受的溫度在-40-150攝氏度之間，這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)滿(mǎn)足冷熱交替使用的整體年環(huán)境;區(qū)域部件也需要耐高溫融化劑氯化鈣，長(zhǎng)期防凍，多種油砂沖擊。（1）油過(guò)濾器油過(guò)濾器是通過(guò)安裝在過(guò)濾器中的油管，實(shí)現(xiàn)油盤(pán)分配到發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分，以過(guò)濾出油和異物，然后使用尼龍代替金屬，濾油器功能是通過(guò)鋼管和法蘭之間安裝過(guò)濾器實(shí)現(xiàn);在使用玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料代替金屬的情況下，原來(lái)程序設(shè)計(jì)中的鋼材是尼龍6+10％玻璃纖維改性塑料注塑，金屬過(guò)濾器和中間部分整合成一體。油過(guò)濾器采用尼龍6+10％玻璃纖維改性材料注射，可降低空氣混合率10?30個(gè)百分點(diǎn)，整體成本可以降低50％，零件總重量可以降低70％。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)蓋為了在車(chē)輛使用期間實(shí)現(xiàn)噪音降低并且提高乘坐舒適性，在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用由具有屏蔽噪聲功能的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料制成的蓋。全部由玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料制成，具有隔音材料，隨著汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，人們可以選擇擴(kuò)大范圍，車(chē)輛舒適性要求不斷提高，越來(lái)越多制造商越來(lái)越多的型號(hào)的組件的組件其中可以顯著地遮蔽發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音，并且還改善了機(jī)艙的外觀(guān)，使得車(chē)廂看起來(lái)更干凈。發(fā)動(dòng)機(jī)罩需要高強(qiáng)度，高韌性，低翹曲，高質(zhì)量，高流動(dòng)性和易于操作的材料。（3）散熱器汽車(chē)散熱器是將發(fā)動(dòng)機(jī)溫度從高溫降到低溫冷卻裝置，組件從風(fēng)扇，上槽，下槽，中支架，中間部件，中間支架，上槽，下槽，風(fēng)扇葉片和尼龍6+玻璃纖維或尼龍66+玻璃纖維材料制成的刮板。（4）入口配件和排水配件管道的長(zhǎng)期冷卻劑入口的長(zhǎng)度是入口管，不需要溫度，不超過(guò)130度的溫度，使用尼龍6+玻璃纖維增強(qiáng)或尼龍66+玻璃纖維增強(qiáng)材料，但是發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)-出口管高溫要求的位置，需要高溫230攝氏度，需要選擇溫度升高材料，如PA46+玻璃。（5）缸蓋蓋氣缸蓋罩是汽車(chē)應(yīng)用中尼龍材料使用最廣泛的部件之一，僅次于進(jìn)氣歧管的應(yīng)用。目前，應(yīng)用程序已經(jīng)在所有品牌廠(chǎng)商中獲得了該模型的應(yīng)用。到2012年，全球90％的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)配備了該產(chǎn)品，已成為引擎的標(biāo)準(zhǔn)配置。2012年全球應(yīng)用消費(fèi)改性尼龍66材料約為20,000噸。組裝產(chǎn)品的主要目的是降噪，這是引擎區(qū)域進(jìn)行降噪的第一個(gè)關(guān)鍵組成部分。該產(chǎn)品采用尼龍66+玻璃纖維和礦物質(zhì)改性材料。3.3汽車(chē)燃油系統(tǒng)零部件燃料系統(tǒng)包括燃料儲(chǔ)存系統(tǒng)（燃料箱及其相關(guān)附件），燃料噴射系統(tǒng)和燃料供應(yīng)管道系統(tǒng)。燃料供應(yīng)線(xiàn)燃油箱內(nèi)燃油箱內(nèi)加有揮發(fā)性氣體，利用罐吸收，罐內(nèi)可吸附揮發(fā)性氣體，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將進(jìn)氣系統(tǒng)引入發(fā)動(dòng)機(jī)，2000年前主流電路用于返回燃油箱，因?yàn)槟菚r(shí)燃油系統(tǒng)電路的零件都是用金屬制成的。自1996年初以來(lái)，利用塑料生產(chǎn)燃料系統(tǒng)部件，到2000年已成為主流。由于塑料質(zhì)量低，可以滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化的要求，也可以降低成本，加上塑料本身的耐腐蝕性?xún)?yōu)異，大大提高了部件的耐腐蝕性，成型零件可以提高裝配性能，并采用特殊配方改性塑料，其使用安全性，耐燃油滲透性（必須符合國(guó)家石油滲透和排放標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)法律法規(guī)），耐沖擊性非常優(yōu)異，也可以根據(jù)防靜電配方要求制作（1）燃油蓋（燃油蓋）汽車(chē)的燃料噴射口的蓋子是燃料蓋，其需要對(duì)材料的更好的抗沖擊性，并且在日常切換和下降期間不太可能被損壞。并且密封件的組件也更好，用墊圈密封，彈性材料本身具有當(dāng)前主流結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，使用上部燃油蓋的上部設(shè)計(jì)增強(qiáng)改性尼龍6或尼龍66制造中，使用中部?jī)?yōu)良耐油尼龍11或尼龍12生產(chǎn)，但使用成本較低的POM（POM）基本可以滿(mǎn)足要求，但燃料蒸氣透過(guò)率比使用尼龍11或尼龍12設(shè)計(jì)約20％。（2）燃料排出閥（燃料排出閥）為了防止車(chē)輛翻轉(zhuǎn)時(shí)燃料泄漏并且燃油箱已滿(mǎn)，安裝的閥門(mén)成為燃料截止閥。由于燃油切斷閥的安裝需要防腐涂層100度烘烤處理后，所以材料必須由130攝氏度的溫度制成，目前生產(chǎn)的部件更多的是玻璃纖維增強(qiáng)改性尼龍6種材質(zhì)，目前主流型號(hào)約70％的機(jī)身采用尼龍6改性材料，約10％使用尼龍66材料生產(chǎn)的一些更高端型號(hào)，其余20％的型號(hào)曾經(jīng)成為低玻璃纖維增強(qiáng)PBT生產(chǎn)。（3）燃油箱（油箱）為了實(shí)現(xiàn)重量輕和流線(xiàn)型設(shè)計(jì)的模式，目前塑料油箱PFT（塑料油箱）已被世界廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)于金屬燃油箱可減少約30％的重量，由于塑料成型可以做到更復(fù)雜和靈活的形狀打破其余部分之前的固定形狀的設(shè)計(jì)約束，使外觀(guān)設(shè)計(jì)大大減小了坦克的尺寸和尺寸，考慮到使汽車(chē)外觀(guān)越來(lái)越多樣化的因素。3.4安全系統(tǒng)部件在安全系統(tǒng)中，目前使用玻璃纖維增韌改性尼龍6生產(chǎn)氣囊支架，具有優(yōu)良的韌性，溫度優(yōu)勢(shì)，保證了安全系統(tǒng)的實(shí)時(shí)有效性。氣囊的作用是在幾毫秒內(nèi)作出反應(yīng)，以避免駕駛員和乘客對(duì)硬表面的沖擊。為了使氣囊正常工作，外殼材料必須滿(mǎn)足最嚴(yán)格的機(jī)械和熱性能，并且必須在一定時(shí)間內(nèi)具有穩(wěn)定性。3.5其他近年來(lái)，隨著渦輪增壓技術(shù)的成熟和批量裝配市場(chǎng)模式，渦輪增壓器對(duì)中間冷卻器之間的連接進(jìn)口管材塑料研發(fā)一直是主要廠(chǎng)房及其配套OEM廠(chǎng)房的蓬勃發(fā)展之地。隨著玻璃纖維溫度升高增韌改性尼龍66的設(shè)計(jì)，硬管部分采用20％玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66注塑成型后焊接，相應(yīng)的連接夾材料35％玻璃增強(qiáng)尼龍6生產(chǎn)，高溫軟管配件30％玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66生產(chǎn)。4輕量化前后結(jié)構(gòu)性能與整車(chē)性能對(duì)比分析4.1輕量化前后結(jié)構(gòu)性能對(duì)比分析通過(guò)對(duì)扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂進(jìn)行輕量化改進(jìn)，取得顯著的減重效果，為了確保輕量化方案的可行性，必須觀(guān)察扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂改進(jìn)前后，它們的剛強(qiáng)度、模態(tài)等重要參數(shù)是否發(fā)生變化，從而使其符合性能標(biāo)準(zhǔn)。4.1.1輕量化前后剛度性能對(duì)比分析下控制臂縱向剛度和側(cè)向剛度、扭轉(zhuǎn)梁扭轉(zhuǎn)剛度會(huì)顯著影響行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等，觀(guān)察扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂在優(yōu)化前后，它們的剛度指標(biāo)有何變化，以確保其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。求解下控制臂縱向和側(cè)向剛度時(shí)設(shè)定的邊界條件可參考圖4.1，求解扭轉(zhuǎn)梁扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)增設(shè)的邊界條件可參考圖4.2。依托于同樣的方法解析扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂在優(yōu)化前后，它們的剛度指標(biāo)發(fā)生了何種變化，其具體求解結(jié)果可參考表4-1。在認(rèn)真仔細(xì)地比較分析后了解到，輕量化處理后，下控制臂的縱向剛度、側(cè)向剛度變小，但是扭轉(zhuǎn)梁的扭轉(zhuǎn)剛度變高，不過(guò)其波動(dòng)幅度較小，意味著輕量化后下控制臂、扭轉(zhuǎn)梁的剛度符合標(biāo)準(zhǔn)。剛度輕量化前輕量化后相對(duì)變化量下控制臂縱向剛度(kN/mm)扭轉(zhuǎn)梁扭轉(zhuǎn)剛度(N·m/0)4.1.2輕量化前后疲勞壽命對(duì)比分析在汽車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)中，無(wú)論是下控制臂，還是扭轉(zhuǎn)梁，它們均是不可或缺的重要元件，通過(guò)各種手段和方法對(duì)其進(jìn)行一系列規(guī)范合理地輕量化處理后，務(wù)必要達(dá)到疲勞壽命標(biāo)準(zhǔn)，否則無(wú)法確保整車(chē)安全性。依托于前文所述的方法與策略，必須觀(guān)察扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂改進(jìn)前后，它的疲勞壽命指標(biāo)是否發(fā)生變化，并描繪出清晰規(guī)范的疲勞壽命圖，即圖4.3、4.4。根據(jù)此圖能夠了解到，輕量化處理后，下控制臂疲勞壽命區(qū)域位于其和副車(chē)架的后連接點(diǎn)區(qū)域，和未處理時(shí)的最小疲勞壽命區(qū)域大體相同，輕量化處理后，下控制臂的最小循環(huán)壽命值為，通過(guò)一系列嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范地?fù)Q算后可知，其耐久性組合路面的行駛里程為，而尚未輕量化處理時(shí)，其最小疲勞壽命里程為，不難發(fā)現(xiàn)，輕量化處理后，疲勞壽命大幅延長(zhǎng)。輕量化處理后，扭轉(zhuǎn)梁最小壽命區(qū)域位于扭轉(zhuǎn)梁橫梁的過(guò)渡區(qū)，最小循環(huán)壽命值為，通過(guò)一系列嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范地?fù)Q算后可知，耐久性組合路面的行駛里程為，而尚未輕量化處理時(shí)，其最小疲勞壽命里程，明顯小于輕量化處理后的結(jié)果，符合疲勞壽命標(biāo)準(zhǔn)。4.2輕量化前后整車(chē)性能對(duì)比分析旨在認(rèn)真仔細(xì)地觀(guān)察扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂在優(yōu)化前后，它對(duì)車(chē)輛的整體性能產(chǎn)生什么影響，本文構(gòu)建了新的整車(chē)剛?cè)岬満夏Ｐ?，同時(shí)，利用前文所述的思想和策略對(duì)整車(chē)展開(kāi)深入細(xì)致地動(dòng)力學(xué)模擬分析，認(rèn)真仔細(xì)地觀(guān)察上述兩種結(jié)果輕量化處理后，汽車(chē)行駛平順性及可靠性的具體演變情況。4.2.1輕量化前后行駛平順性對(duì)比分析根據(jù)前文提出的行駛平順性仿真分析措施，在B級(jí)路面上對(duì)兩種結(jié)構(gòu)輕量化處理后的整車(chē)模型行駛車(chē)速為40,60,80,100公里/小時(shí)的平順性展開(kāi)規(guī)范合理地仿真研究，求解司機(jī)、地板和座椅的加權(quán)總加速度均方根值，并將其和前文整車(chē)性能匹配后的行駛平順性仿真結(jié)果作比較，具體可參考圖4.5。扭轉(zhuǎn)梁和下控制臂重量?jī)?yōu)化后，車(chē)速低于50公里/小時(shí)時(shí)，司機(jī)地板和座椅的加權(quán)總加速度均方根值有所增大，最大相對(duì)變化量為；車(chē)速超過(guò)時(shí)降低，最大相對(duì)變化量為。整體來(lái)講，兩種結(jié)構(gòu)輕量化處理后，汽車(chē)行駛平順性并未發(fā)生明顯改變。4.2.2輕量化前后操縱穩(wěn)定性對(duì)比分析根據(jù)整車(chē)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)和雙移線(xiàn)工況的模擬分析結(jié)果，對(duì)兩種結(jié)構(gòu)輕量化處理后的行車(chē)操縱穩(wěn)定性和整車(chē)性能匹配之后的操縱穩(wěn)定性展開(kāi)了全面細(xì)致地對(duì)比，其具體結(jié)果可參考表以及圖4.6。在進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)地比較分析后了解到，兩種結(jié)果進(jìn)行輕量化處理后，中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)側(cè)向加速度降低，不足轉(zhuǎn)向度變大，汽車(chē)的不足轉(zhuǎn)向性能較為理想，車(chē)身側(cè)傾度以及最大側(cè)傾角變小，表示輕量化處理后整車(chē)操縱穩(wěn)定性進(jìn)一步增強(qiáng)。評(píng)價(jià)指標(biāo)整車(chē)性能匹配之后輕量化之后2.432.21不足轉(zhuǎn)向度2.180.21車(chē)身側(cè)傾度0.380.325工程塑料技術(shù)在汽車(chē)輕量化領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)分析5.1汽車(chē)工程塑料技術(shù)應(yīng)用的國(guó)際趨勢(shì)工程塑料技術(shù)的使用是汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。30多年來(lái)，國(guó)際工程塑料技術(shù)的數(shù)量越來(lái)越多，從20世紀(jì)初到50?60kg，每輛車(chē)的平均塑膠量已經(jīng)發(fā)展到目前的150kg，而增長(zhǎng)繼續(xù)日本，美國(guó)和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家，平均每輛汽車(chē)使用塑料車(chē)超過(guò)150kg，占汽車(chē)總重量的10％，該表反映了歐洲工程塑料技術(shù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)。目前，中國(guó)平均每輛車(chē)的塑料車(chē)輛數(shù)量為100kg，占總重量的8％左右，至80年代中期以來(lái)的水平。20世紀(jì)70年代，工程塑料技術(shù)從內(nèi)部到外部應(yīng)用不斷擴(kuò)大開(kāi)發(fā)過(guò)程。隨著人們生活水平的提高，目前的汽車(chē)不再是簡(jiǎn)單的交通工具，改善了室內(nèi)設(shè)計(jì)的內(nèi)部空間，提高了乘客的舒適度已成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)外常用的納米聚合物材料，抗菌聚合物材料等新材料技術(shù)，提高了汽車(chē)的乘坐舒適性。未來(lái)幾年，塑膠車(chē)身和塑料擋風(fēng)玻璃也將成為塑料應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。5.2汽車(chē)新技術(shù)發(fā)展為工程塑料技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)目前，為提高汽車(chē)和汽車(chē)內(nèi)飾的安全性，人性化設(shè)計(jì)已成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的主流。汽車(chē)的安全性，經(jīng)過(guò)多年的研究和應(yīng)用，表明塑料的碰撞能量吸收比金屬碰撞能量更好，在相同的碰撞條件下，塑料和金屬相比，人體的損傷遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬損傷塑料打火機(jī)比金屬要高，所以很多塑料替代金屬在汽車(chē)行業(yè)是勢(shì)在必行的，國(guó)外廣泛使用的聚合物納米和抗菌材料可以增加汽車(chē)的安全性，而且還能提高內(nèi)部舒適度。對(duì)于汽車(chē)行業(yè)的塑料行業(yè)來(lái)說(shuō)，帶來(lái)了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。例如，使用纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料材料生產(chǎn)的身體與金屬體相比，可以達(dá)到35％的目標(biāo)還原效果;如果使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)60％的減肥。目前國(guó)際上由塑料制造的高端車(chē)型和少量生產(chǎn)的汽車(chē)已被廣泛應(yīng)用。隨著低壓成型車(chē)身罩制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，塑膠車(chē)身部件將在未來(lái)的光線(xiàn)和個(gè)性化車(chē)型上有廣泛的應(yīng)用。塑膠制品的舒適和用戶(hù)友好的設(shè)計(jì)，接觸質(zhì)量和機(jī)械可加工性比金屬部件要好得多，隨著人們生活水平的提高，汽車(chē)的舒適度和對(duì)人體設(shè)計(jì)的不斷增長(zhǎng)的需求，塑料逐漸取代了金屬發(fā)展趨勢(shì)部分已經(jīng)成為不可避免地，相對(duì)于冷金屬質(zhì)感和接觸，塑性柔軟性和易接觸性將更容易被接受。當(dāng)然有優(yōu)缺點(diǎn)，因?yàn)槠?chē)行業(yè)的塑料成本高于金屬，而且回收困難，成本上漲，在一定程度上限制了汽車(chē)工業(yè)塑料的發(fā)展，塑料材料行業(yè)需要開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品技術(shù)，并通過(guò)塑料回收技術(shù)增加塑料取代金屬的更大優(yōu)勢(shì)。目前汽車(chē)市場(chǎng)主要是消費(fèi)市場(chǎng)，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，許多汽車(chē)制造商為了更好地捕捉市場(chǎng)，不影響質(zhì)量前提，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化和集成的生產(chǎn)模塊生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化是一樣的功能在一些型號(hào)的組件中，盡可能集成是需要將一些復(fù)雜的部件組裝在一起，一個(gè)可以減少模具中的一些制造過(guò)程和一些組件的成型工藝，實(shí)現(xiàn)而不損害質(zhì)量并降低成本，為消費(fèi)者提供更加實(shí)惠，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。5.3我國(guó)工程塑料技術(shù)零部件加工行業(yè)存在的問(wèn)題中國(guó)工程塑料技術(shù)零件加工業(yè)是20世紀(jì)80年代，在中國(guó)建立汽車(chē)合資企業(yè)，引進(jìn)國(guó)外技術(shù)開(kāi)發(fā)，所以國(guó)內(nèi)眾多知名塑料零件供應(yīng)商幾乎都是從“引進(jìn)到引進(jìn)”的發(fā)展道路。盡管處理能力大多數(shù)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商幾乎沒(méi)有問(wèn)題，但在核心技術(shù)方面卻顯示出嚴(yán)重依賴(lài)技術(shù)引進(jìn)。例如，目前國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商雖然按照國(guó)外的技術(shù)要求打造各種汽車(chē)內(nèi)飾件和保險(xiǎn)杠系統(tǒng)元件，但是由于缺乏保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力，他們只能加工塑料保險(xiǎn)杠外殼，但是不獨(dú)立發(fā)展碰撞能量吸收系統(tǒng)。換句話(huà)說(shuō)，他們不必主辦OEM來(lái)滿(mǎn)足碰撞，行人保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和材料技術(shù)的保護(hù)要求。多年來(lái)，工程塑料技術(shù)零件行業(yè)的整體表現(xiàn)是，一旦OEM引進(jìn)了新的國(guó)外型號(hào)，零部件供應(yīng)商還將從國(guó)外訂購(gòu)相應(yīng)的制造設(shè)備和模具，并按照?qǐng)D紙和技術(shù)要求組織OEM生產(chǎn)。結(jié)果是企業(yè)本身的成本增加，獨(dú)立核心技術(shù)的流失也導(dǎo)致了引進(jìn)的嚴(yán)重重復(fù)，而且這種演示只停留在“復(fù)制制造模式（復(fù)制制造）”級(jí)別。5.4我國(guó)汽車(chē)輕量化發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)汽車(chē)企業(yè)輕工技術(shù)研究與應(yīng)用的步伐也在加快。據(jù)奇瑞汽車(chē)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前奇瑞A3等主流車(chē)型均配備了奇瑞自主研發(fā)的全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)。從2007年起，奇瑞部分輕型技術(shù)在車(chē)輛上大量應(yīng)用，一些型號(hào)減重近8％，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的同時(shí)也降低了用戶(hù)的使用成本。與乘用車(chē)相比，商用車(chē)主要作為生產(chǎn)手段，用戶(hù)輸入和輸出比較重要。今年受?chē)?guó)家有關(guān)政策的影響，輕型商用車(chē)的市場(chǎng)需求升溫，車(chē)輛的輕便節(jié)能優(yōu)勢(shì)逐漸被用戶(hù)認(rèn)可，成為影響購(gòu)車(chē)的重要因素。目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛的重量比國(guó)外同類(lèi)型車(chē)型重15％?20％[5]，在油價(jià)上漲，重量收費(fèi)，運(yùn)行車(chē)輛燃油消耗限制等因素的影響下，運(yùn)輸車(chē)輛將減輕重量的用戶(hù)相當(dāng)大的使用成本。落實(shí)國(guó)家有關(guān)政策法規(guī)和用戶(hù)需求，共同推動(dòng)輕工商業(yè)企業(yè)在中國(guó)的步伐。例如，中國(guó)重型卡車(chē)今年推出輕型產(chǎn)品，HOWO-A76×4,6×4金王子等車(chē)型已經(jīng)輕量化改造。一汽解放汽車(chē)輕量化發(fā)展取得重大進(jìn)展，部分生產(chǎn)車(chē)型重量從原來(lái)的9.2噸降至8.5噸，主要從多板簧減重到小板簧的重量，鼓式制動(dòng)器進(jìn)入盤(pán)式制動(dòng)器，使用橋架箱單級(jí)減速橋的擴(kuò)展，并在散熱器等相關(guān)部件上使用鋁合金材料。在一些車(chē)上可選的空中懸掛也是解放一汽執(zhí)行輕量級(jí)企圖之一。上汽依維柯紅巖第一批輕巧的杰利派克去年底交付，據(jù)報(bào)道，已經(jīng)批量生產(chǎn)的獅子輕質(zhì)產(chǎn)品已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。在特種車(chē)輛，運(yùn)輸車(chē)輛領(lǐng)域，重量輕的趨勢(shì)也非常明顯，除了使用輕型車(chē)，翼展，坦克車(chē)，窗簾車(chē)也將在不久的將來(lái)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。結(jié)論 在汽車(chē)輕量化的探索過(guò)程中，我們應(yīng)該面對(duì)一個(gè)問(wèn)題：不能盲目輕量化，忽視汽車(chē)的安全。中國(guó)國(guó)內(nèi)汽車(chē)網(wǎng)站擁有國(guó)內(nèi)合資品牌47種防碰撞鋼梁檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明，大多數(shù)日本合資品牌汽車(chē)碰撞鋼梁厚度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3mm，甚至有些日本車(chē)型鋼梁之后甚至沒(méi)有發(fā)生碰撞，比如日產(chǎn)Tiida。一些韓國(guó)車(chē)型如起亞K5，使用工程塑料技術(shù)作為碰撞梁材料的方法也是開(kāi)放的。如果汽車(chē)的重量以犧牲安全為代價(jià)，那么我們應(yīng)該重新審視輕量化的意義。在這條路上，中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)還有很長(zhǎng)的路要走。在材料的選擇上需要更加謹(jǐn)慎，技術(shù)需要更加成熟，同時(shí)體重應(yīng)該涉及身體的各個(gè)部位，這也要求我們的行業(yè)從整個(gè)生產(chǎn)鏈的上游到下游都集中在輕量化，使中國(guó)的未來(lái)成為汽車(chē)的本質(zhì)特征。參考文獻(xiàn)[1]杜軼姝.新能源汽車(chē)車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)理念探究[J].2021(2017-10):256-256.[2]劉清梅,封嬌潔.汽車(chē)輕量化條件下先進(jìn)高強(qiáng)