现在有哪些汽车瘦身方案？
什么是轻量化汽车？
汽车轻量化就是将汽车变得苗条。在保证性能稳定提升的基础上，对各总成部件进行节能设计，不断优化车型。实验表明，如果车重降低10%，燃油效率可提高6%？8%;车重减轻1%，油耗可降低0.7%；车辆整备质量每降低100kg，百公里油耗可降低0.3？0.6升。
目前应用最广泛的轻量化技术是铝合金技术。9月销售的日系本田NSX轿车，1990，采用全铝承载式车身，比冷轧钢板制成的同款车身轻200kg，举世瞩目。
近年来，奥迪、捷豹、新揽胜都采用全铝车身结构，铝合金成为理想的轻量化材料。铝合金根据合金添加量和制造工艺的不同，还可用于车身、车架、刹车盘、发动机缸体、气缸盖、活塞、进气歧管、摇臂、发动机悬架支架、空压机连杆、变速器壳体、离合器壳体、车轮、制动器。
奥迪ASF全铝车身结构奥迪ASF全铝车身结构
近年来，汽车车身材料铝合金的加工成本有所降低。以前铝合金厚板冲压成薄板再加工。目前普遍采用类似钢板冲压的热冲压成型技术。
这是对工艺非常严格的要求，因为冲压过程中摩擦系数的增加，不仅会增加冲压区域材料进入成形区域的难度，还会由于成形区域的摩擦造成截面各部分材料流动不均匀，容易在应力集中处造成急剧减薄和断裂。协调BHF和冲压力的关系，加上良好的润滑，是铝合金热冲压再次降低材料成本的关键。
当然铝合金作为量产的轻量化材料是比较理想的，但是也有自身的缺点，比如工艺复杂，维护成本高。对于这篇文章，我们不重点讨论铝合金材料，我们将主要阐述轻量化的其他发展方向。
碳纤维的春天
当然，现在的汽车应用了更多的轻量化材料和技术。文章开头提到的6系宝马7系采用的i3和i8轻量化技术，就包括碳纤维车身。
宝马i3碳纤维座舱
碳纤维车身在超跑中比较常见，高昂的价格一直让民用车敬而远之。宝马i3的到来，在这个领域创下了新的历史价格。要知道宝马i3海外售价26.6万起，突破了成本限制。或许汽车用碳纤维的春天已经到来？
宝马i3的碳纤维座舱是在宝马与德国SGL碳纤维公司合资的全新工厂中以高度自动化的方式生产的。这种材料的强度与钢相当，但密度比铝低50%，甚至低30%。事实上，迈凯轮和兰博基尼都成功地大幅降低了碳纤维复合材料的生产成本，但这一次宝马的步伐明显加快了。
碳纤维材料本身并不贵，真正的价值在于将碳纤维加工成适合车辆行驶和碰撞的成品。
一般来说，超级跑车的车身涂胶、烘干、冷却需要四天时间，比如帕加尼风之子。交织的纤维布可以形成对称的菱形图案。纤维布已经用松节油浸泡过(一种化学工艺，即先用化学药品浸渍)，但在涂胶前必须冷却，以便松节油在炉内反应。总之，这是一个漫长的几乎无法自动化的过程，因此也是一个昂贵的过程。
因此，大大缩短时间是降低碳纤维成本的一个途径。迈凯轮和兰博基尼使用的不是碳纤维布，而是一根部分短而细的短切碳纤维。它们被捆扎成束，浸泡在松节油中，然后定型。形成的碳纤维然后被放入由钢制成的机器中，在那里它被加压和加热(锻造过程)，引起结构的化学反应。
这个过程必须在6分钟内完成，刚好适合大批量生产线的工艺。虽然碳纤维增强合成材料的良好形状还没有达到完美的菱形或者经过化学物质预处理后的完美牢固度，但这种方法得到的材料强度仍然可以与钢相媲美，关键是重量只有钢的一半。
碳纤维从跑车过渡到民用汽车只是时间问题。无声的战争已经开始。2011年，宝马和大众竞相增持碳纤维供应商Sigri (SGL)的股份。65438年2月2日，德国宝马宣布与美国波音航空公司合作。* * *随着碳纤维材料技术的发展，用于新型汽车和飞机。此次合作意味着宝马和竞争对手大众再次争夺碳纤维技术领域的合作伙伴，大众也通过其兰博基尼品牌与波音达成了碳纤维方面的合作。
对了，市面上各种所谓碳纤维的改装能力绝对一流，但是价格确实相差很多。所以买的时候一定要多比较，两者的区别也是非常明显的。
镁合金的限制
虽然碳纤维可以用来制造汽车的许多部件，但不可能完全使用碳纤维。所以你也会发现，很多汽车用的轻量化技术是多样化的，各种轻量化材料齐上阵，镁合金就是其中之一。
镁的密度约为铝的2/3，是实际应用中最轻的金属。镁合金吸振能力强，切削性能好，金属型铸造性能好，非常适合制造汽车零部件。镁合金大多以压铸的形式应用在汽车上，镁合金压铸的生产效率比铝高出30%~50%。新开发的无气孔压铸件可生产无气孔、可热处理的镁合金压铸件。
汽车用镁铸件最早的例子是轮辋。用于汽车的镁合金的例子包括离合器壳体、离合器踏板、制动踏板固定支架、仪表板框架、座椅、转向柱部件、方向盘芯、变速箱壳体、发动机支架、气缸盖和气缸盖罩等。
奔驰SL/SLK跑车折叠式镁合金车顶框架结构
奔驰SL/SLK跑车折叠式车顶框架结构镁合金压铸荣获欧洲镁协2011年度汽车镁应用创新奖一等奖。在2012欧洲镁协会第20届年会上，奔驰汽车公司的专家介绍了镁合金在奔驰轿车上的应用，特别是奔驰SLK跑车的折叠式车顶框由四个镁合金压铸件组成，分别是车顶框(3825g)、后窗框(2075g)和左右C柱(980g)。这些镁合金压铸件在梅赛德斯-奔驰埃斯林根-梅廷根公司的镁合金压铸厂生产。
通用汽车公司计划扩大轻型部件在汽车中的应用。通用汽车公司开发了一种通过热成型加工镁合金板材零件的方法，可以防止腐蚀，并正在测试开发的零件。镁合金常用的防腐方法是尽量减少两种材料之间的铆接，如果能使用一整块镁合金，就不会分成两块。此外，镁合金表面要刷防氧化、防腐蚀的化学药品。
通过这种方法，可以用高强度镁合金板代替钢板和铝板。通用汽车公司已经为这种方法申请了专利。在这种方法中，镁材料被加热到450°C，然后热成型。通用汽车公司用这种方法开发了用于汽车行李箱盖的板材，并成功通过了相关的冲击试验。
虽然镁合金在汽车上的应用很早就开始了，但是目前还没有得到大范围的推广。估计通用会是汽车行业第一家量产镁合金的公司。在制造和加工方面，用于制造薄板的镁合金含有96%的镁、3%的铝和65，438+0%的锌，它们需要在大约450摄氏度的非常缓慢的过程中进行冲压和成型。
这使得制造工艺要求和制造成本非常高。与铝板相比，镁合金车身板的成本要高出3到4倍。此外，由于镁合金板的特殊性，镁合金板在修复工艺上可能与传统钢板存在一定的差异。
因此，常温制造是镁合金的研究方向，可以更好地控制镁合金零件的成本。镁在汽车制造业今天的处境就像25年前的铝材一样；未来镁合金更广泛的应用，最终会摊薄成本。
上面我们已经列举了一些材料在轻量化上的应用，技术和制造工艺的不断进步让轻量化有了更大的拓展空间，但是别忘了汽车归根结底都是机械制造的产物，机械构成是不断创新的最根本因素，所以结构的改变是轻量化的另一个方向。
结构变化？发动机轻量化
这个方向的主要趋势是集成零件，减少零件数量，减少总成零件体积，当然是在不影响汽车安全性和性能的前提下。目前很多厂家都在积极进行总成轻量化，发动机就是一个非常典型的例子。
发动机总成的轻量化由来已久，从豪华车到民用车型都在积极推广。作为整车最重要的大型总成，发动机的轻量化意义重大。
为了控制废气排放和提高发动机性能，发动机必须引入新的部件，如涡轮增压器、EGR、后处理和电子控制系统，或者加强原有部件，如喷油泵，这将增加发动机的重量。可见，实现发动机轻量化并不容易，绝不是单一措施可以实现的。
减轻发动机可以通过更换材料以及优化结构组成来减轻重量。此外，零部件的模块化和关键零部件的结构优化也可以达到轻量化的目的。
以大众汽车采用模块化MQB平台新开发的发动机EA211为例，可以直观的了解结构变化对发动机减排的影响。
在驱动装置和相关附件中，由于从EA111中使用的金属传动链改为EA211中使用的非金属齿带，后者的重量有所减轻。第三，驱动系统的外壳部分是一个重要的外部附件。EA111采用一体化整体式铝合金链轮壳(其中还包括机油滤清器等功能件)，但在EA211中，变成了分体式结构。三个外壳部件中，除了中间带过滤器的那一个是铝的。最后，EA111的外壳是钣金冲压，上面固定了一个由链轮驱动进行润滑的油泵。
EA211油底壳的材质是铸铝，除了机油泵，上面还固定了一个机油滤清器和一个空调压缩机。显然，后者比前者更完整。
曲轴轻量化更明显。EA211发动机的曲轴将风扇盘的数量从传统的8块减少到了4块。减小风扇板宽度，优化形状；减少主日志的大小，平均减少10%。
这些列车工作后，EA211系列发动机质量减轻了约22kg，达到约18%，油耗相应降低了8% ~ 10%。在碳排放水平上，EA211的减排效果也很明显。以可比的1.6L MPI发动机为例，每公里可减少CO2排放量约10g。
结构变化？轻型变速器
变速器是汽车动力总成的主要部件，变速器齿轮传动机构也称为汽车传动机构的主要部件。其量化技术也是一个系统工程，轻量化技术设计可以采取小型化、高质量、减量化、集成化、修饰化、异质化、优化化等措施。
日产2009年量产的CVT7变速箱最大的特点是在全球首次采用了辅助变速箱技术。改变结构的创新不仅减小了变速器的尺寸，而且提高了速比。
我们知道传统的CVT变速箱主要是通过改变主动轮和从动轮的直径来改变传动比。但日产的CVT7变速箱在此基础上创新性地加入了辅助变速箱。这个副变速箱实际上是一组行星齿轮组，位于从动轮和输出轴之间，可以实现两档和倒档的功能。一档速比为1.821，二档速比为1.000。
此外，由于前后切换装置和辅助传动的一体化设计，同时采用了更小的主动带轮和从动带轮，实现了小型化和轻量化。这款变速箱在原来的基础上减重10 kg。
所以，伟大的科研人员总能以突破性的方式，通过改变车辆的内部结构来实现车辆的轻量化。汽车轻量化深入到每一个部件，R&D人员为此掏空了思想，所以我们的车辆耗材越来越环保，性能不断上升，但油耗却逐年下降。
效率的提高？发动机小型化
我认为各种零部件和总成的小型化也可以归功于轻量化技术，不过虽然这些和效率更密切相关。三缸发动机近两年发展很快，很可能会燎原。
如果更小的发动机能达到相对更高排量发动机的效果，那为什么不呢？
福特早前发布了超小型EcoBoost1.0L三缸直喷增压发动机。这款投影面积只有A4纸大小的小排量发动机，由英国福特唐顿技术中心和德国默肯尼克技术中心设计研发。福特1.0L Ecoboost三缸发动机最大功率123马力，最大扭矩20655。米饭。它还获得了在德国举行的国际年度发动机奖。这款发动机将取代福特的1.6升四缸自然吸气发动机。
这款三缸发动机配备了Valvetronic电子气门技术和一个双涡管涡轮。压缩比超过N20和N55到11:1。如何控制发动机的爆震尤为重要。这款发动机最大输出功率可达165kW，最大扭矩可达240Nm，将取代现有的65438。宝马新研发的1.5T三缸增压发动机将成为未来宝马B级以下车型的主要动力系统之一。
安全与严重程度无关。
这是一个有争议的问题，也意味着好的技术不一定能带来好的销量，舆论的导向会让消费者三思。这就是营销的秘密，它在人与人之间添加了复杂的成分，所以新技术看起来总是比较弱。
就像有些人会认为这些轻量化技术只是资本家赚我们口袋里钱的伎俩，铝合金强到哪里，钢铁就打到哪里；钢板太薄，必须厚才能结实；一辆日本车是从中间锯的，夹层是纸壳。这是安全可靠的。看看美国的校车和悍马，都被砸了。他们有装甲。看看他们！
汽车安全非常重要。对于车辆来说，汽车安全可以分为主动安全和被动安全。主动安全大多是一些辅助电子系统。被动安全是指事故发生后对车内乘员的保护。现在这种保护观念已经延伸到了车内外的所有人，甚至物体。
通常情况下，被动安全更容易和对方谈，因为事故总是突如其来，令人印象深刻。车架在其中起着非常重要的作用，车架的轻量化也采用了高强度结构钢和铝合金。通常车架在碰撞后吸收能量、分散能量、抵抗变形能力的强弱，才是真正能保护车上人员的。
所以，由于车架设计不合格，很有可能车虽然没有变形，人却成了吸能介质。对于这个结果，我宁愿让车变形多一点。
每次我们指着一辆被撞得稀里糊涂的车，含糊地说，这车质量真差，全砸了，我们都在犯同样的错误。生命远比汽车有价值。如果你想知道什么样的车质量好，你应该看看全球车辆事故死亡率报告。
另外，专业水准的碰撞测试科学严谨，可以在一定程度上检测出汽车的好坏。但毕竟实际碰撞是复杂的，不能仅仅通过碰撞试验来标定一辆车的安全性，碰撞试验只是给了我们一个参考标准。
轻量化绝对是汽车发展的趋势。五六十年前，汽车的平均重量从2500公斤到3000公斤不等。如今，汽车的平均重量为65，438+0，500千克，几乎降低了50%。所以，如果你固执地认为厚厚的钢板和坦克的重量级就足够安全，那我无话可说，因为易碎的汽车根本不是坦克的对手。
但是，轻量化是一个循序渐进的过程。我们不可能看到这些铝合金、镁合金、塑料家族一下子攻城掠地。一方面，钢的高韧性是其他轻金属材料无法企及的。比如奥迪A8的B柱有热成型钢内衬，另一方面这些昂贵的工艺材料的量产会影响汽车的价格和销量。各大车企都在积极推进轻量化的进程，逐步让这些依旧轻量化的材料成为普通的消耗品。
重量轻的汽车可以节约能源，减少污染，降低交通事故的发生率。如果所有汽车都轻量化，整体动能会降低，所以从长远来看，轻量化的发展会降低交通事故的伤亡率。轻量化一定是汽车发展的趋势，喜欢那种沉重感的人也需要感叹。