【正文】 下也不會(huì)破碎成鋒利的碎片。2)　燃油系統(tǒng)燃油箱的形狀由于空間的限制一般變得很復(fù)雜，傳統(tǒng)的鋼制油箱難以制造出形狀復(fù)雜的制品，且制造工序多，成本高。塑料油箱成型加工性好、設(shè)計(jì)自由度大、可充分優(yōu)化車(chē)廂底盤(pán)空間、減輕車(chē)輛質(zhì)量、耐腐蝕性好、熱絕緣性好、耐久性能優(yōu)異、生產(chǎn)效率高和制造成本低。一般材料為強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的高密度聚乙烯 (HDPE)材料，也有用超高分子量聚乙烯制作。十幾年前歐洲就開(kāi)始用吹塑成型HDPE燃油箱，利用率達(dá)50%。但是PE對(duì)油的阻隔性差，為了降低塑料油箱的漏油量，目前主要采用以下幾種生產(chǎn)方法來(lái)提高和改善其阻隔性:內(nèi)壁進(jìn)行磺化或氟化處理的單層油箱；用PE與阻隔材料層狀共混改性來(lái)成型油箱；也有用多層共擠吹塑(HDPE層/粘結(jié)層/阻隔層/粘結(jié)層/HDPE層)成型油箱。目前用在油路上的塑料主要仍是尼龍。尼龍的彈性、輕質(zhì)和價(jià)格都是吸引制造商的地方，它可制成不同顏色的管線，使得線路的連接和跟蹤更容易。塑料油路的安全性、抗腐蝕和耐磨損性好，而且能減少震動(dòng)。3)　汽車(chē)底盤(pán)底盤(pán)是一部汽車(chē)的支撐部件，它保證了汽車(chē)的堅(jiān)固性，通過(guò)減震來(lái)提高汽車(chē)的撞擊阻力。采取措施使汽車(chē)內(nèi)噪音、振動(dòng)水平(NVH)降低，不僅可提供舒適的駕駛感受，而且還降低連接件的壓力，延長(zhǎng)這些組件的使用壽命。降低NVH的決定性因素是能量的吸收，底盤(pán)塑料化是有效措施之一。底盤(pán)上的塑料件，雖然零件不大，但要求材料強(qiáng)度高、摩擦磨損性能好，因此改性POM和PBT用得較多。全世界第二輛全塑汽車(chē)Baja就擁有了一個(gè)全塑料底盤(pán)。傳動(dòng)軸將力從車(chē)的引擎?zhèn)鬟f到主軸，憑借塑料出色的能量傳遞特性，一根單獨(dú)的塑料傳動(dòng)軸可以大大降低NVH的水平。通用汽車(chē)公司在2003年秋生產(chǎn)了一種裝備塑料復(fù)合材料底盤(pán)的雪佛蘭皮卡；福特汽車(chē)公司也在2003年下半年推出了自己的塑料復(fù)合材料皮卡底盤(pán)。4)　汽車(chē)門(mén)鎖在汽車(chē)門(mén)鎖中，塑料件已成為汽車(chē)門(mén)鎖的重要構(gòu)成部分，采用的塑料主要有PC、POM、PA、ABS、PP、PE以及它們的改性材料。汽車(chē)門(mén)鎖用塑料的年需求量在逐年增加。汽車(chē)門(mén)鎖主要包括內(nèi)、外手柄部分，連接部分和鎖體部分。外手柄要求有較好的耐候性，最初采用的是鋁合金，國(guó)外20世紀(jì)70年代采用PC，其中ABS改性PC較多；20世紀(jì)80年代，為降低成本，日本汽車(chē)商開(kāi)始采用POM及其改性塑料。內(nèi)手柄在車(chē)內(nèi)，要求條件相對(duì)寬松，一般采用PA、POM、ABS和PP等。汽車(chē)門(mén)鎖連接部分改用塑料制作，使汽車(chē)門(mén)鎖在使用中幾乎沒(méi)有噪音。由于POM和PA相比具有加工性能好和成本低等優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)將會(huì)有越來(lái)越多的汽車(chē)生產(chǎn)廠家在門(mén)鎖連接部分采用POM材料。門(mén)鎖的鎖體部分是門(mén)鎖的關(guān)鍵部件，幾乎所有廠家都使用POM材料來(lái)制作。塑料在鎖體上另一用途是消音和減震，如用聚氨酯彈性體包覆金屬旋轉(zhuǎn)卡板和止動(dòng)爪來(lái)達(dá)到消音和減震，或用尼龍和POM的潤(rùn)滑性來(lái)消音、減震等。5)　汽車(chē)輪胎汽車(chē)輪胎現(xiàn)仍主要用橡膠制作，但最近美國(guó)固特異輪胎橡膠公司和艾美萊輪胎公司合作，共同研發(fā)出了聚氨酯汽車(chē)輪胎。與普通橡膠相比，聚氨酯材料耐磨性好，用聚氨酯材料制造輪胎大多采用澆注工藝，它比橡膠輪胎均勻性更好，而且不會(huì)出現(xiàn)胎面剝離現(xiàn)象，但由于聚氨酯材料耐熱性不佳，所以很少用于制造高速輪胎。艾美萊公司已研制出一種特殊的聚氨酯材料，克服了聚氨酯不耐熱的缺點(diǎn)。據(jù)稱(chēng)這種材料由多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯等成分組成，艾美萊公司已經(jīng)為這種材料申請(qǐng)了專(zhuān)利?！∑?chē)制造中塑料的應(yīng)用前景隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，塑料在汽車(chē)中的用量迅速上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界汽車(chē)平均每輛塑料用量在2000年就已達(dá)105kg，約占汽車(chē)總質(zhì)量的8%～12%，到2001年增加到20%左右。目前，我國(guó)車(chē)用塑料的用量與國(guó)外相比差距還十分明顯，車(chē)用塑料用量?jī)H為塑料總用量的014%，每輛汽車(chē)塑料用量平均只有14kg～28kg，%～%。與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距說(shuō)明，我國(guó)汽車(chē)專(zhuān)用料的發(fā)展空間還十分廣闊。4新材料加工技術(shù)在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用鍛造、鑄造、沖壓、焊接、熱處理等成形加工工藝是汽車(chē)制造的基礎(chǔ)和核心技術(shù)，成形加工工藝的創(chuàng)新不但大大降低了成本、提高了汽車(chē)質(zhì)量，而且為汽車(chē)輕量化做出了重要貢獻(xiàn)。表4 CDRP在汽車(chē)零件輕量化中的效果(kg)零件名稱(chēng)鋼CFRP質(zhì)量減輕車(chē)身20994115車(chē)架1289434前端441331發(fā)動(dòng)機(jī)罩22814罩蓋19613保險(xiǎn)桿562036車(chē)輪422319車(chē)門(mén)712843其他311615共計(jì)622302320　液壓成形利用流體介質(zhì)來(lái)代替模具傳遞力以實(shí)現(xiàn)金屬塑性加工稱(chēng)為液壓成形。液壓成形分為兩種:一種是所謂內(nèi)高壓成形，即在金屬管內(nèi)充滿(mǎn)高壓液體，并利用模具施壓使其成形；此外就是金屬板料的液壓成形，它利用高壓液體代替一半模具，使板料成形，獲得工件，如圖1所示，還可以采用反向液壓預(yù)成形的方法來(lái)增加箱類(lèi)拉深件底部的變形以產(chǎn)生冷作硬化，解決傳統(tǒng)拉深件底部強(qiáng)度不足的問(wèn)題。由于液壓成形的應(yīng)力狀態(tài)良好，可以比其它成形方法獲得更大的變形程度，可以與彎曲、壓印、沖孔等工序復(fù)合，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。它不僅簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)、縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，而且可以制造出其它方法所不能制造的復(fù)雜工件，對(duì)提高汽車(chē)性能、減少零件數(shù)量和減少汽車(chē)自重有十分重要的意義。要得到橫斷面形狀連續(xù)變化的空心零件，傳統(tǒng)的工藝方法是沖壓后焊接，管件液壓成形可以一次整體成形這樣的空心復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，既可以減少結(jié)構(gòu)的零件數(shù)量和模具數(shù)量、減輕工件重量、簡(jiǎn)化工序，又可以改善產(chǎn)品質(zhì)量。以轎車(chē)底盤(pán)支架為例，采用液壓成形零件數(shù)量由6個(gè)減少到1個(gè)，質(zhì)量減輕了30%，成本降低了20%，模具造價(jià)降低60%，生產(chǎn)工序減少為CNC彎曲、管件液壓成形和沖孔。圖1 金屬板料液壓成形我國(guó)開(kāi)發(fā)成功的輕型車(chē)采用液壓脹形式整體后，橋殼零件個(gè)數(shù)由10個(gè)減少到4個(gè)，制造工序由22道減少到6道，整體橋殼質(zhì)量(含半軸套管)由28kg減少為19kg，降低成本30%，生產(chǎn)率提高2倍以上。表5為部分可用液壓成形生產(chǎn)的汽車(chē)零部件。表5 可用液壓成形生產(chǎn)的汽車(chē)零部件車(chē)身地盤(pán)轉(zhuǎn)向系與懸架發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系儀表盤(pán)支架前置發(fā)動(dòng)機(jī)支架控制臂排氣支管散熱器支架后置發(fā)動(dòng)機(jī)支架從動(dòng)連桿凸輪軸座椅框架梯形臂轉(zhuǎn)向柱驅(qū)動(dòng)橋殼側(cè)門(mén)橫梁牽引桿曲軸車(chē)頂縱梁保險(xiǎn)桿進(jìn)氣支管車(chē)身縱梁前橋，后橋渦輪增壓系統(tǒng)元件 車(chē)頂托架副車(chē)架　剪裁拼接技術(shù)傳統(tǒng)零件制造，常常采用等截面(圓形、矩形等)單一材料的毛坯(棒、板等)，雖然制造比較方便，但從使用和省料的角度來(lái)講，并不是最優(yōu)。由于成形工藝的進(jìn)步，人們現(xiàn)在可以按最優(yōu)的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)和制造汽車(chē)零件，達(dá)到性能最優(yōu)、材料最省。圖2所示為常用剪裁拼接技術(shù)，A為采用不同材料拼接工件；B為粘貼毛坯，在需要增強(qiáng)的部位貼上一塊其它材料；C為采用熱處理方法，使工件在不同部位獲得不同的強(qiáng)度；D為三明治結(jié)構(gòu)，工件兩個(gè)表層和心部采用不同的材料，因而性能不同； E為采用輥軋的方法，獲得沿軸向具有不同截面的型材類(lèi)工件；F為將不同材料(如鋁和鋼)焊接在一起制造零件的方法。在剪裁拼接技術(shù)中，激光焊接起著十分關(guān)鍵的作用。圖2 剪裁拼接技術(shù)　發(fā)泡鋁成形技術(shù)發(fā)泡鋁是新材料和新成形加工技術(shù)的結(jié)合。在汽車(chē)制造中應(yīng)用最有前途的是發(fā)泡鋁板，它面世已經(jīng)多年，由于成本高，一直只能用于航空領(lǐng)域。Karman在1999年的IBEC展覽會(huì)上展示了用于生產(chǎn)汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)件三明治式發(fā)泡鋁材。這些展品大約10mm厚，共分3層:兩層堅(jiān)實(shí)的外層(鋼板或鋁板)加中間層(發(fā)泡鋁材層)。其生產(chǎn)工藝如圖3所示，先把材料拉延成板材半成品，接著在模具中加熱使其膨脹。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕且能吸收各種能量、隔音、隔熱、比塑料耐高溫且易于回收，但材料成本和制造成本都較大，在汽車(chē)輕量化上很有應(yīng)用潛力。德國(guó)公司還在鋁合金車(chē)架上使用了發(fā)泡鋁型材。圖3 發(fā)泡鋁板生產(chǎn)工藝　零件軋制新技術(shù)采用楔橫軋，可以由鋼管制造階梯軸，如齒輪軸、凸輪軸等。一般可減重30%，圖4為軋制的空心齒輪軸。采用柔性軋制，可以制造沿縱向不等厚的金屬板材。與焊接剪裁拼接毛坯相比，由于無(wú)焊縫，內(nèi)在和表面質(zhì)量、防銹等方面均得到改善。圖4 空心齒輪軸5結(jié)語(yǔ)隨著輕量化材料技術(shù)，包括生產(chǎn)工藝、裝配、連接、材料性能等的不斷發(fā)展和成熟， 針對(duì)不同輕質(zhì)材料的不同性能，進(jìn)行多材料混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即同一部件的組成零件可由不同材料制造， 以實(shí)現(xiàn)所用的材料與零件功能達(dá)成最佳組合， 已經(jīng)成為未來(lái)汽車(chē)設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。目前汽車(chē)輕量化技術(shù)還處于很不成熟的階段，未來(lái)將有很大發(fā)展前景。23 /