汽车轻量化材料及相关技术的研究进展.pdf

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马鸣图，重庆汽车研究所副总工程师，主要
从事汽车材料方面的研发和应用，在双相钢、微
合金钢的强化特性，双相钢的Bausching效应，弹
簧钢的松弛抗力测试方法，材料和汽车零件的快
速疲劳试验方法等方面提出了一些新的思想和方
法，发表学术论文160余篇，出版学术专著5部，
目前正从事先进的汽车用钢、汽车轻量化材料和
相关技术的研发和应用方面的工作。

汽车轻量化关系到我国能源规划和战略，关系到我国汽车工业的自主创新，
关系到我国汽车工业的可持续性发展。开展汽车轻量化和相关技术的应用研究，
并充分发挥各种轻量化材料的优势，进行各种材料优势的集成和设计、工艺及相
关技术的集成，才能解决轻量化的难点和关键技术，达到轻量化和提升汽车性能
的完美结合。
汽车轻量化材料及相关技
术的研究进展

◇马鸣图1柏建仁2
1重庆汽车研究所2中国第一汽车集团公司

伴随着汽车工业的发展，汽车汽车工业发展产生的三大问题，制
产量和保有量逐渐增加，汽车在给定了相应的法规。包括油耗法规、正
人们出行带来方便的同时，也产生碰和侧碰的安全法规，以及排放法
了油耗、安全和环保三大问题。为保规，如美国1978年实施了CAFE（公
证汽车工业的健康发展，各国针对司平均燃油经济性法规）。欧洲先后
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实施欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ和欧Ⅳ排放法汽车中实现轻量化，不但可以减少1520kg；90年代初下降至1475kg；
规，针对碰撞对人体伤害，美国制定油耗，还可以降低制造费用。90年代末下降至1230kg；1985-
了正碰法规FMUSS208和侧碰法规无论从战略角度、商业角度还1995年期间，轿车质量平均每年减
FMOSS214等。我国亦有类似的法是社会发展来看，具有高燃油经济少0.9%。20世纪末和本世纪初世界
规公布和实施。各国汽车工业认为：性和环保特点的汽车顺应了社会发各国先后出现了100千米油耗3升的
满足各项严格法规要求极为有效的展的需要。美国石油的53%依赖进车，这类车的质量基本上处在750～
手段是采取高强度轻量化材料，以口，欧洲则为76%。2003年中国已850kg之间。其中车身和底盘均为
使满足汽车轻量化降低油耗和排放成为世界第二大石油消费国，机动250kg，比现在轿车约轻50%；动力
的同时，保证汽车的安全性法规要车耗油超过6000万吨，2005年中及传动系363kg，减轻10%；其他
求。国石油消耗量已达到1.3亿吨。在石部分重220kg，比现今同类型车的
20世纪70年代两次石油危机，促油价格连续攀升的形势下，汽车用轻50%。1998年德国大众推出的百
进汽车业提高燃油经济性；80年代中户越来越关注车的油耗，制造高燃千米油耗3L车，汽车自车质量只有
期以后，保护地球环境又一次推动汽油经济性汽车是提高中国汽车工业800kg。奥迪公司新近开发的全新
车业提高燃油经济性、降低排放。研竞争力的重要因素。国外统计表明，紧凑型轿车系列产品——A2型轿
究表明，约75%的油耗与整车质量有汽车的使用费用一般为购置费用的车，设计座位5个，汽车自身质量为
关，降低汽车质量就可有效降低油耗1~2倍，而使用费用中燃油消耗则占895～990kg。1999年底意大利菲
及排放。目前，大量研究表明，汽车质很大的比重。降低汽车油耗已成为亚特公司研制的节能型3L轿车，其
量每下降10%，油耗下降8%，排放下影响我国轿车产量增长的首要因素。自身质量只有750kg。美国福特汽
降4%。美国在欧洲全顺车的实验表提高燃油经济性和能源多元化车公司与加拿大Alcan铝业公司共
明，在满足欧Ⅳ标准条件下，每百公是保证汽车工业可持续发展的当务同研制开发的全铝车身承载结构，
里油耗Y和汽车自质量X的关系为之急。国家汽车产业发展政策中第所生产的P2000型轿车其自身质量
Y=0.003X+3.3434。对商用车的研究10条规定“汽车产业及相关产业要为910kg，与福特的Taurus轿车相
亦表明，汽车质量每减少1000kg，注重发展和应用新技术，提高汽车比轻了40%。
油耗可降低6%～7%。油耗的下降，燃油经济性。2010年前，乘用车新商用车的自质量也在逐年减少，
意味着二氧化碳、氮氧化物等有害车平均油耗比2003年降低15%以以意大利IVECO商用车为例，20世
气体排放量的下降。据报道，美国汽上。”纪80年代末，其商用车驾驶室的质
车质量如果减少25%，燃油消耗按轻量化材料和相关的应用技术量为1600kg，2004年已降为
减少13%计，一年节省2.7亿桶石在汽车上的应用，在汽车节油技术960kg，减少了40%，车架80年代

油，少排放CO21.01亿吨。发展中十分重要。美国PNGV计划末