撰文/杨再舜

　　汽车轻量化是指在维持原有品质指标的基础上，针对性地减轻车身重量的各种汽车制造技术。据科学测试，汽车的整车质量每降低10%，燃油效率也可相应提高同等的指标，且二氧化碳的排放量也随之减少。轻量化技术已经成为颠覆传统的汽车制造工艺，是给整个产业带来变革的助推器。

　　目前，无论是乘用车还是商用车轻量化的途径主要有: 轻量化新材料应用、优化车身与零件结构设计、新工艺应用等，从而实现整体的轻量化。实现汽车轻量化的主要途径有三种：一是使用轻量化材料；二是采用先进的制造工艺；三是间接通过模块化平台，大量使用通用型零件，小型化零件也可为整个部件减轻重量，进而直接或间接地节省油耗。

　　现阶段对汽车轻量化在材料方面主要采用以下几种解决方案：一是碳纤维复合材料应用；二是高强度钢应用；三是铝合金材料应用，但目前我国在汽车轻量化方面主要还是对铝合金材料的应用，而在汽车轻量化其他方面与世界汽车发达先进国家相比，还尚差相当大的追赶距离。

　　西方汽车发达国家一般比较注重汽车轻量化在材料科学前沿——复合碳纤维材料上的应用，复合碳纤维材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点。选用碳纤维增强复合材料制作汽车零部件结构件、覆盖件，可减轻质量达30%左右，对于比燃油车更需要轻量化的新能源汽车，碳纤维增强复合材料有更大的应用潜力，在未来汽车轻量化中将会起到举足轻重的作用。

　　据资料表明，碳纤维系一种高强度的轻质材料，是碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的结构材料。其中汽车行业广泛应用的碳纤维环氧树脂复合材料，具有比重小、刚性好、强度高的特性，抗拉强度可达到普通钢材的十倍左右。因此，被广泛运用于航空航天行业。虽然世界汽车行业也早已使用CFRP碳纤维增强复合材料来打造高强度的轻量化部件，但是使用传统工艺生产汽车用的碳纤维复合材料，不仅工艺复杂，而且要耗费大量热能还很费时，批量生产CFRP车身钣件的成本相当高昂。此外，即便拥有碳纤维材料，如何让它跟其它金属部件相粘合不仅此是一大难题，而且更是高科技，难以向量产车普及。

　　所以多数汽车制造商更偏向于使用高强度钢或铝合金等金属轻量化材料。另据资料显示：高强度钢是目前汽车轻量化最常用的轻量化材料，由于高强度钢的刚度和强度都优于普通低碳冷轧钢，故能通过减少钢板厚度或钢板截面尺寸来降低车身结构的重量。如铌轻量化钢制解决方案采用结构设计、工程分析、制造工艺优化以及高强度钢应用等都可以达到较好的减重效果,提高装裁率。车架、悬架、桥壳、车轮、驾驶室等也保有一定的减重空间。不过高强度钢的成本过高，而不能普遍实现量产化的目标。

　　而当下在汽车轻量化方面普通钢质材料在逐渐被淘汰，不锈钢在北美部分使用，应用最广泛、最普遍的就是铝合金、镁合金、钛合金等低密度、高强度的轻金属材料。尤其是铝合金在欧洲和日本普遍使用。如在车身大梁、侧板空心型材、棚架型材以及车厢车架等均采用铝合金型材。经钻、铣、冲裁等精密加工后，用不锈钢抽芯铆钉、联接销等装配而成。铝合金汽车不仅重量轻、强度高、精度高、能耗低、互换性强且耐用可回收循环使用。与相同规格（容积）的钢制车身相比，铝车厢自重可减轻约30%，增加运能10%左右。

　　据了解，目前车用轻量化新材料的成本普遍都较偏高和很高，材料的加工成本控制难度大，特别是碳纤维复合材料，由于目前国内技术尚未达到一定水平，加工效率低，导致成本进一步增加。与此同时，采用新型轻量化材料意味着传统生产设备的改造，四大工艺中冲压、焊接、涂装生产线基本都需要面临着大幅改造或者重建，需要投入大量人力及财力，增加了轻量化材料进程的推广难度。

　　据笔者所知，现阶段我国在汽车轻量化方面只有重型卡车和大型客车走在了前面，除了在车身、车架等方面进行结构优化设计外，也使用了一些高强度钢或铝合金等金属轻量化材料，并取得了一些相应的节能减排成效，下一步将会在复合材料上加大研发力度与加强生产工艺水平与提高加工效率，将高昂的成本降低下来。

　　眼下，在国产皮卡生产领域，总体上对其轻量化的研发能力相对比较薄弱，基本上都还没有开展对此的研究工作而处于一个空白区域。现在无论是合资抑或自主品牌皮卡虽与SUV的品质快速拉近，但在实现节能减排降耗的轻量化设计与材料运用方面，却存在相当大的差距。

　　因此，笔者认为具有载货特殊功能的皮卡车产品，下一个目标是在实现外观造型设计SUV化、功能性配置CAR化以及排放标准时态化的情况下，实现整车的轻量化，在驾驶室、底盘、货厢以及部分零部件重新进行结构设计，同时对轻量化材料也进行可行性研究工作，并拿出轻量化的具体方案和时间节点出来，将福特公司下一代铝合金车身的F-150皮卡做为参考蓝本，进行符合国情、市场与工艺流程制造的一系列技术、生产的研究，唯有这样，才能与时俱进而立于在出口竞争上的不败之地。