車身輕量化的研究是現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)的一大主流。當(dāng)前，節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、智能和網(wǎng)絡(luò)是汽車技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，尤其是節(jié)能和環(huán)保更是關(guān)系人類可持續(xù)發(fā)展的重大問題。因此，降低燃油消耗、減少向大氣排出CO2和有害氣體及顆粒已成為汽車界主要的研究課題。減小汽車自身質(zhì)量是汽車降低燃油消耗及減少排放的最有效措施之一。

　　目前，車身輕量化發(fā)展主要有兩個(gè)方向，一個(gè)是優(yōu)化汽車框架結(jié)構(gòu)；一個(gè)是在車身制造上采用輕質(zhì)材料。

　　第一種方法的主要途徑是利用有限元法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減小車身骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)和車身鋼板的質(zhì)量。

　　第二種方法在目前看來應(yīng)該是車身輕量化的主流，而且針對(duì)規(guī)模化生產(chǎn)的需要，已經(jīng)有很多種輕質(zhì)材料已應(yīng)用于車身制造工業(yè)，比如高強(qiáng)度鋼、鋁、鋁合金和碳纖維等等。

　　鋁合金是最常見的汽車用輕金屬，而且在汽車上使用較早，相對(duì)比較成熟。現(xiàn)代轎車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞幾乎都用鑄鋁，這是因?yàn)榛钊�作為主要的往�?fù)運(yùn)動(dòng)件要靠減重來減小慣性，減輕曲軸配重，提高效率，并需要材料有良好的導(dǎo)熱性，較小的熱膨脹系數(shù)，以及在350℃左右有較好的力學(xué)性能，而鑄鋁能符合這些要求。同時(shí)由于活塞、連桿采用了鑄鋁件，減輕了重量，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，降低了噪聲，使發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗下降，這也符合了汽車的發(fā)展趨勢(shì)。

　　汽車車身約占汽車總質(zhì)量的30%，對(duì)汽車本身來說，約70%的油耗是用在車身質(zhì)量上的，所以汽車車身的鋁化對(duì)減輕汽車自重，提高整車燃料經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。奧迪汽車公司最早于1980年在Audi 80和Audi 100上采用了鋁車門，然后不斷擴(kuò)大應(yīng)用。1994年奧迪斥資800萬歐元建立的鋁材中心(1994-2002)，兩年前被更名為“奧迪鋁材及輕量設(shè)計(jì)中心”。1994年開發(fā)了第一代Audi A8全鋁空間框架結(jié)構(gòu)(ASF)，ASF車身超過了現(xiàn)代轎車鋼板車身的強(qiáng)度和安全水平，但汽車自身的重量減輕了大約40%。隨后于1999年在這里誕生的奧迪A2，成為首批采用該技術(shù)的量產(chǎn)車。2002年，奧迪鋁材及輕量設(shè)計(jì)中心又見證了第二代奧迪A8的誕生。

　　在此期間，美鋁還開發(fā)了全新的汽車生產(chǎn)技術(shù)。如今，鋁制車身制造的自動(dòng)化操作程度已達(dá)80%，趕上了傳統(tǒng)鋼制車身生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。與此同時(shí)，奧迪在鋁制車身研發(fā)方面的成績(jī)也在一定程度上對(duì)鋼鐵業(yè)產(chǎn)生了沖擊。為了配合奧迪全鋁車身框架結(jié)構(gòu)(ASF)的開發(fā)，鋼鐵制造商也加快對(duì)車身外殼所需的高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼材的開發(fā)研究步伐。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這些令人振奮的全新發(fā)展動(dòng)向表明了奧迪打算將鋁材料更廣泛地運(yùn)用于量產(chǎn)車的決心。此外，奧迪與美鋁一直保持著良好的合作關(guān)系，雙方合作的目標(biāo)是共同開發(fā)一款全新的可以量產(chǎn)的全鋁制車身汽車。

　　美鋁為全球汽車制造商提供品種繁多、性能優(yōu)異的汽車部件和總成，包括車身覆蓋件的鋁板、壓鑄輪轂、配電系統(tǒng)、底盤和懸架部件，以及保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、傳動(dòng)軸、車頂系統(tǒng)等總成。包括奧迪A8的第二代ASF框架結(jié)構(gòu)、寶馬5和7系列的鋁制懸架、日產(chǎn)Altima的發(fā)動(dòng)機(jī)罩和輪轂、法拉利612-Scaglietti的全鋁車體結(jié)構(gòu)和捷豹XJ采用的真空壓鑄技術(shù)，美鋁的產(chǎn)品和解決方案使這些車型向著更輕量化，更技術(shù)化的方向邁進(jìn)。

　　目前，鋁合金材料在現(xiàn)代汽車輕量已經(jīng)顯示出非常重要的作用。制約鋁合金在汽車上大量應(yīng)用的主要原因之一是其價(jià)格比鋼材高，為了促進(jìn)鋁在汽車上的應(yīng)用，必須降低材料成本。除開發(fā)低成本的鋁合金和先進(jìn)的鋁合金成型工藝外，回收再生技術(shù)可進(jìn)一步降低鋁的成本。擴(kuò)大鋁合金應(yīng)用的另一個(gè)研究方向是開發(fā)新的各種聯(lián)接技術(shù)，今后發(fā)展的多材料結(jié)構(gòu)轎車要求連接兩種不同類型的材料(如鑄鐵-鋁、鋼-鋁、鋁-鎂等)，對(duì)這些聯(lián)接技術(shù)以及對(duì)材料和零件防腐蝕的表面處理技術(shù)是今后擴(kuò)大鋁在汽車上應(yīng)用的重要課題。(文：劉遠(yuǎn)) 

                             美鋁提供的奧迪A8全鋁車身材料