淺談汽車輕量化之對標(biāo)法

王文俊

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淺談汽車輕量化之對標(biāo)法

王文俊

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

文章通過與競品車對比分析，找到各個模塊重量和競品之間的差距及競品可以利用的優(yōu)點，提煉轉(zhuǎn)化應(yīng)用到自己產(chǎn)品上，然后提出自己車型有效的減重方案，來達到減重的目的。從而實現(xiàn)整車性能、重量、成本等性能更加合理，更有競爭力。

輕量化；對標(biāo)；方案

前言

根據(jù)有關(guān)報告表述，如果車輛減重10%，耗油將會降低3.8%。同時排出的CO、HC、NOX的百分比也將會減少。因此可以看出車輛輕量化是提高整車性能不可或缺的技術(shù)。

1 對標(biāo)法綜述

1.1 購入與現(xiàn)有車型同樣級而且要輕10%以上的競品車輛作為對標(biāo)車型

車型購買后需要進行全面測試，確保整車性能各方面優(yōu)化空間，然后進行拆解、測重、量尺寸、分析材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、強度性能分析等，最后制定具體輕量化方案。圖1 A車和競品車主要參數(shù)對比：

圖1 A車和競品車主要參數(shù)對比表

2 目標(biāo)設(shè)定

2.1 對比競品車重量差異如圖2

通過上圖可以看出：車身（車體+內(nèi)外飾）的重量的差是148公斤，底盤的重量差是39公斤，動力系統(tǒng)的重量差是32公斤。

圖2 A車和競品車重量對比

2.2 目標(biāo)重量分解，最終重量不能超過競品：圖3

圖3 重量目標(biāo)分解

3 具體分組實施方案

3.1 車體輕量化主要方法如圖4

車身輕量化的方案包含板材厚度減薄，使結(jié)構(gòu)更加合理化，其中結(jié)構(gòu)優(yōu)化占的比例最多，其次是使用鋁制材料、高強度鋼板。合計優(yōu)化后提案合計110kg，遠遠超過設(shè)定的目標(biāo)。

圖4 車身輕量化主要方法

具體方法案例如下：圖5：

結(jié)構(gòu)優(yōu)化減少A處加強結(jié)構(gòu)

A車的立柱和側(cè)圍門檻結(jié)合部分零件的構(gòu)成數(shù)過多，斷面過于復(fù)雜；相反競品車比較簡單，全面參照競品車結(jié)構(gòu)可以減重20公斤。組裝性、焊接的方便性也會有很大提高。整個車身類似案例很多，后期經(jīng)過CAE分析確認及更改，完全達到設(shè)計強度和剛度的要求。

部分位置采用鋁合金材質(zhì)，重量整體降低較多，主要體現(xiàn)在引擎蓋、翼子板和行李箱蓋，如圖6：

圖6 鋁材質(zhì)采用

3.2 底盤輕量化主要方法

輕量化最多的是鋁材質(zhì)使用、其次是方式變更，接著是鎂材質(zhì)使用。具體如圖7：

圖7 底盤輕量化方法

具體方法案例前后轉(zhuǎn)向節(jié)，A車鐵質(zhì)鍛造件，競品車為鋁制鍛造件，同時結(jié)構(gòu)優(yōu)化，總共減重10kg，如圖8。

3.3 電氣輕量化主要方法如圖9

圖9 電氣輕量化方法

CAN網(wǎng)絡(luò)的擴大使用：

材質(zhì)的變更：釹磁石的能量密度比純鐵磁石大約大10倍左右。整車采用五個揚聲器可以減輕2.7公斤。圖10：

圖10 揚聲器輕量化示意圖

4 總結(jié)

各系統(tǒng)最終減重提按114個，減重384kg，遠遠超過了預(yù)期。通過這次減重方法的推進，主要總結(jié)以下兩點：

圖11

4.1 從設(shè)計源頭控制部件的重量

4.1.1 這次減重提按的27%都是消減加工余量

因此建議在設(shè)計初期一定結(jié)合CAE分析及后期試驗相結(jié)合盡可能減少這種不必要的冗余設(shè)計；

4.1.2 鋁材質(zhì)的使用是該減重方案中使用材質(zhì)變更最多的

隨著現(xiàn)在技術(shù)進步，鋁制部件使用比例越來越高，同時結(jié)合先進的CAE分析方法及新技術(shù)的進步，該類減重方案已經(jīng)成為主導(dǎo)方向。

4.2 車輛企劃定位精準(zhǔn)

明確市場的要求，準(zhǔn)確定位目標(biāo)、減少多余的規(guī)格，過剩的功能。確保開發(fā)的是用戶最需要的功能，而不是可要可不要的功能。

[1] 余志生.汽車?yán)碚?5版[M]北京:機械工業(yè)出版社.2010.3.

[2] 王望予.汽車設(shè)計[M]北京:機械工業(yè)出版社.2012.4.

[3] 濮良貴.機械設(shè)計[M]北京:高等教育出版社.2006.5.

[4] 張金換.汽車工程手冊（BOSCH）.

[5] 日本自動車技術(shù)會.汽車工程手冊.

On the Standard Method of Automobile Lightweight

Wang Wenjun

( Anhui jiang huai automobile group co., LTD technology center, Anhui Hefei 230601 )

By comparing and analyzing with competitive cars, this paper finds out the differences between the weight of each module and the competing products and the advantages that can be used by the competing products, refines and transforms them into our own products, and then puts forward an effective weight reduction scheme for our own cars to achieve the purpose of weight reduction. So that the performance, weight, cost and other performance of the vehicle are more reasonable and competitive.

light weight; benchmarking; proposal

A

1671-7988(2018)18-212-03

U462.1

A

1671-7988(2018)18-212-03

CLC NO.: U462.1

王文俊，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.071