轻量化部件在汽车改装中的应用分析

轻量化部件在汽车改装中的应用分析

薛峰

江苏鸿运汽车科技有限公司

摘要：随着环保概念、高质量生活理念的大范围推广，我国居民对汽车的质量、驾驶体验等一期出了更高的需求。在此情况下，传统排放量大、体量大的汽车部件已经无法全然性的满足当下时代驾驶者的实际驾驶需求。反观轻量化部件不仅能够有效优化驾驶者的驾驶体验，同时有助于降低碳排放对环境的污染，是汽车未来发展的重要方向之一。本文以汽车改造中的轻量化部件为主要的研究方向，在对其适宜材料以及应用优势进行分析后，重点研究轻量化部件在汽车改装中的实际应用，以供参考。

关键词：轻量化部件；汽车改装；低碳减排

1. 汽车轻量化部件适宜材料分析

   1. 玻纤维复合材料

玻纤维复合材料是一种改性增强材料，即在尼龙树脂中加入一定比例研磨后的玻璃纤维已增强其各方面性能。相较于纯尼龙材料而言，玻纤维复合材料的刚性、耐热度、耐磨损度等性能更具优势，同时具备密度小、易成型、抗震效果突出等良好的物理性质。加之其成本价格相对低廉，使其一跃成为现阶段最受青睐与认可的汽车轻量化材料。在具体的应用中，玻纤维复合材料所铸造的汽车构件可以替代车门模块、车体电池托架、车辆仪表盘、保险杠。等一系列汽车零部件^[1]。

1. 2. 碳纤维复合材料

碳纤维复合材料通常应用在精密度极高的航空航天领域之中，因而该材料的质量与实用性是毋庸置疑的。而基于其质量轻、抗撞击能力强、抗腐蚀能力强、不易变形等优势，使其成为未来车身轻量化的主要材料。举例而言，碳纤维所铸造汽车部件，在印度抗打击能力等方面毫不逊色于钢材料，但重量却要轻60%左右。尽管在相关技术尚未发展成熟的情况下，碳纤维的生产成本较高。但据相关资料出发，2021年后，碳纤维复合材料的所需成本会持续下降，为汽车部件的轻量化发展提供明确方向。

2. 轻量化部件在汽车改装中的应用优势

首先，轻量化部件的应用能够达成提升汽车的美观性，减少汽车磨损的目的。以上文所提及的轻量化部件材料——玻纤维复合材料为例。基于玻纤维密度、易成型等优势，使其可以完美替代汽车现有的非结构部件。以保险杠梁为例，利用玻纤维复合材料所制作的保险杠梁不仅具有更高的安全性能，同时其外观也更加轻便，美观，结合玻纤维刚性强的特征，更能够大大降低保险杠梁的磨损率^[2]。

其次，我国现阶段机动车污染排放量已达到4500万吨，基于可持续发展目标出发，寻求更轻便、环保的轻量化汽车部件刻不容缓。结合数据出发，假设每辆汽车的自身重量能够降低10%，那么该汽车的燃油损耗便可节省7%左右。如此，利用碳纤维复合材料替代钢材料，能够帮助车身减重近300kg，使燃油使用效率提升，制既往的36%左右，随着燃油效率的提升，二氧化碳的排放量也会随之降低。由此可见，想要达成绿色环保的可持续发展目标，应用轻量化的汽车部件就是必然的发展途径之一。

最后，轻量化的汽车部件能够给予驾驶者更舒适、安全的驾驶体验。使用碳纤维复合材料所铸造的汽车部件，其能够再发生碰撞、摩擦事件后用远高于传统金属部件3~4倍的能量吸收率，全面性降低汽车温度，进而提升驾驶安全性。并且，无论是碳纤维抑或波纤维复合材料都具有更高的疲劳强度，可以保障汽车驾驶过程中具有更高的续航性与时效性。也可以有效降低汽车启动过程中的振动及摩擦，从而赋予驾驶者更优质的驾驶体验。

3. 轻量化部件在汽车改装中的应用

   1. 轮辋的轻量化改造

应用轻量化材质轮辋是促进汽车轻量化改装的常用方案，利用碳纤维轮辋抑或是铝合金轮辋替代传统车辆中笨重的轮辋。此举能够有效降低汽车内部机械悬挂系统中青轻簧构件下端技术结构所造成负荷，同时还可以有效调整汽车在紧急制动状态下的惯性水准，从而合理改善汽车驾驶过程中不利回转的问题。除此之外，轻量化材质的轮辋能够有效提升汽车减速反应中的灵活性，充分优化汽车驾驶过程中的动力性能以及制动性能，为驾驶者提供更安全、舒适的驾驶体验。实际汽车轮辋改装作业中，应对新伦网的材质特征、负重能力等方面进行充分调查，以保障汽车在改装之后能够实现其机械强度的升级。除上述内容外，想要通过汽车制动系统机械组成构件的改装，达成降低汽车自重的目标。就需要通过选取和应用具备轻量化特质的制动卡钳以及打孔制动盘等构件，由此才能最大程度促进汽车避震器构件在有序运行状态下免受惯性力度的干扰，降低避震器工作状态下对车身的冲击强度，维护驾驶者的驾驶安全^[3]。

1. 2. 离合器飞轮的轻量化改造

在改装过程中引入并安装轻量化的离合器飞轮，能够在维持汽车原有性能的基础上，帮助汽车获得更好的动力输出技术特征，同时有效降低汽车的自重，达成节能减排、降低油耗的目标。轻量化离合器飞轮的质量仅占原有部件的50%左右，将其应用于汽车改造中，能够有效降低汽车内部曲轴结构的负载，并充分提升汽车驾驶过程中的动力反应灵敏度，进而为驾驶者创造更优质的驾驶体验。除此之外，尽管在汽车制动技术系统中实行轻量化离合器飞轮的安装，能够有效提升汽车的高速动力反应性能，但却有可能造成汽车低速扭力性能的下降。孰轻孰重，还要在不断的技术探讨与试验中得出结论，因而需要相关技术人员加强对这一技术特点的关注，从而尽快得出结论以及相应的优化策略。

1. 3. 活塞连杆的轻量化改造

活塞连杆是汽车发动机内部机械构建系统中的重要组成部分。活塞连杆能够在汽车燃油燃烧过程中所产生推动力的作用下进行重复性的往返运动，并将需要的推动力传递到汽车动力装置结构中的曲轴构件上，带动整体汽车系统的有序运行。活塞连杆自身便具备较为复杂的重量特征，所以即使是在其有序运行的过程中，也难免会造成一定数量规模的燃料损耗。基于此，可以通过在汽车轻量化改装作业中应用轻量化活塞连杆结构达成有效降低动力损耗的目标，助力汽车发动机加速性能、汽车燃油使用效率、汽车运行状态稳定性、汽车运行过，从经济性的全面提升。例如传统合金钢、非调质钢连杆改装为钛合金连杆，密度为钢铁材料的58%，可减重30%。同时铝钒-钛合金连杆可显著增加转速、降低发动机噪音。

1. 4. 排气管的轻量化改造

改装排气系统是汽车轻量化改装中最重要的环节之一。此举不仅能够有效调整汽车的使用性能，同时改装后的排气管在外观以及排气声等方面皆有所优化。针对B级及以上具备较大废弃排量技术特征的汽车出发，由于此类汽车中排气系统所占据的比重较小，因而轻量化排气管的应用对其车身总重而言。并不具备良好的减重效果。反观b级以下小排量汽车的排气系统，针对原厂排气管进行分析，汽车生产商对原厂排气管的设定是基于对车辆动力性能、排气声音、排气环保性能、燃油使用率、生产成本等多方面考虑后的结果。因而B级以下小排量车型原有的排气管通常不会具备更好的性能，在使用钛合金材质、碳纤维复合材料等构造的轻量化排气管后，能够有效降低汽车总体质量，同时全面性提车汽车动力驱动装置的输出功率。由此需要相关技术人员针对不同等级汽车开展相应的改装方案，避免出现无效改装的情况。

4、结束语：

全球性气候条件变化以及全球性能源安全危机事关全人类的生命健康、生活质量以及整体人类社会的持续发展当下时代社会各界所重点关注的问题。而汽车作为现阶段必不可少的交通工具之一，利用更环保、安全的材料完成汽车部件的轻量化改造，仅是优化广大驾驶者驾驶体验的切实需求，同样也是整体汽车行业不断进步的迫切发展需要。由此，英语时代的发展为基础，持续性研究轻量化部件对汽车改造的积极影响，探究相关技术问题，维护整体社会的可持续发展。

参考文献

[1]李巍. 汽车底盘悬架关键部件轻量化设计分析[J]. 科技与创新,2021,(07):134-135.

[2]秦高梧， 汽车轻量化用高性能铝合金型材及部件制造关键技术与应用. 辽宁省，东北大学，2020-09-02.

[3]孙永飞,罗文静,陈贺峰,邸云龙,刘攀. 探讨汽车底盘悬架关键部件轻量化设计[J]. 内燃机与配件,2020,(04):20-21.