高强铝合金在汽车工业中的应用

　　世界汽车保有量与日俱增，正以巨大的影响力改变着人们的工作与生活，但随之而来的能源短缺、环境污染等一系列问题也日益突出。轻型、节能、环保、安全、舒适、低成本成为各汽车制造厂家追求的目标，尤其是节能和环保更是关系人类可持续发展的重大问题，节能减排已成为汽车工业界亟待解决的问题。

　　汽车轻量化的内涵是在保证汽车性能不受影响的前提下，既要有目标的减轻汽车自重，又要保证汽车行驶的安全性和舒适性等，同时使汽车本身的造价不被提高。

　　从汽车产品的整个生命周期看，油耗费用是汽车生命周期总费用的主体，占汽车生命周期费用的71%，汽车客户迫切希望降低油耗费用以节约后期的运行成本。由于汽车质量的大小影响到滚动阻力、爬坡阻力与加速阻力，因此汽车质量与其燃油消耗有着极为密切的关系。

　　据分析，降低油耗的主要方法有：减轻重量（轻量化）占50%，提高发动机效率占20%，降低行驶阻力占30%，其中最有效的方法是汽车轻量化。世界铝业协会提出的报告指出，汽车质量每减小10%，可降低6%～8%的油耗。

　　因此，在汽车设计中，轻量化是一个必须考虑的问题。汽车的轻量化不仅可以减小各种行驶阻力，降低燃油消耗，而且也有利于改善汽车的转向、加速、制动和排放等多方面的性能。我国发改委要求是2010年与2003年相比，乘用车新车的平均油耗要减少15%，要完成这个指标，没有轻量化是实现不了的。

　　应当指出，不仅乘用车要求轻量化，同样也适用于商用车。轻量化可改善燃油经济性，提高载货质量，商用车与乘用车同样具有明显的效果。同时，随着计重收费范围的扩大和油价不断上涨，载货车用户既要多承载，又要油耗少的呼声越来越高，各大卡车企业也正集中力量进行卡车轻量化研发。

　　汽车轻量化有很多的途径可以选择，但最直接、有效的方法莫过于应用新型轻质材料，使用密度小、强度高的轻质材料，如铝、镁合金、塑料聚合物材料、陶瓷材料等；使用同密度、同弹性模量而且工艺性能好的截面厚度较薄的高强度钢；使用基于新材料加工技术的轻量化结构用材，如连续挤压变截面型材、金属基复合材料板、激光焊接板材等。

　　其中，高强度铝合金的系列化商品化程度较高。如，奥迪公司生产的全铝A8轿车，采用铝合金挤压车架，质量降低了35%，抗扭强度增加了50%。

　　铝合金车轮、悬挂系统零件、车身、热交换器等。铝代替传统的钢铁制造汽车零部件，可使整车重量减轻30%-50%。在PNGV的进度计划中，用于车身的铝结构设计有几种方案，可减小质量达55%，并可以投入批量生产。

　　通用汽车公司在凯迪拉克的悬挂系统使用了铝合金部件，还加大了悬挂系统转向节的制造中以铝替代铸铁的规模。

　　福特公司使用了铝合金的制动盘，该制动盘质量仅为2.27kg，为原铸铁盘的1/3。

　　克莱斯勒公司的NeodLite车底盘由于使用了大量的铝合金部件，质量减轻了许多，如转向机万向节质量降低3kg，下控制臂降低2.6kg，转向机壳降低1.36kg，转向轴降低1.9kg等。

　　可见，铝合金在汽车工业中具有广阔的应用前景，尤其是超高强度铝合金更是凭借其优异的比强度在汽车工业的发展中占有举足轻重的作用。