轻量化技术在一汽集团公司汽车生产中的应用

图为：中国第一汽车集团公司，研究员级高工  田洪福

田洪福：很高兴跟大家在这里交流，首先跟大家介绍下一汽的整体情况，全国有四大基地，总部长春是东北基地，天津和青岛是华北基地，在西南是成都，再就是华南基地。一汽整个车型覆盖比较全面，从重型卡车、轻卡，轿车，包括微车、客车，还有新能源汽车，智能网联汽车，还有军车，四大基地这些产品系列基本上是全覆盖。集团非常重视轻量化，我们有一个轻量化产品，我还曾经当过整个小组负责人，整个业务有技术中心统一研发，有材料部、设计和研发方面的材料、工艺、设计有一些相关的项目。子公司这块，卡车、轿车几大系列都有相关的负责人，集团规划作为一个项目管理单位，技术中心作为开发，前期做了技术储备，分成相关的级别，有一些做储备的，有些做研究开发，有一些做推广应用的，整个是按照项目制，在研发和一些流程当中逐渐把这些东西纳入到流程当中，不论是卡车还是轿车，我们轻量化的指标都有相关的要求，所以说未来这块会有很多的进展。

这个有两个相关概念，这些大家都比较熟悉了，车有三化两高，低碳化、智能化，网联化，都围绕轻量化的基础高品质高受益这一块，质量这块重量跟相关因素的影响，包括空气阻力，包括滚动阻力和爬坡阻力和相关的加速阻力，就是除了空气阻力之外，空气运动的阻力都和汽车质量有关系，汽车质量越大汽车受到的阻力越大，油耗也相应增加，每增加一克百公里耗油量降低0.5，这些大家都比较清楚。这是质量和性能的一些关系，包括用户的体验，可靠性，安全性和行业规范方面。刚才前面几位专家讲有些来宾提了质量与安全、智能的关系，后面有一些论述可能需要一个综合的考虑，就是对一方面性能有好的影响，一方面是负面影响，通过设计目标多优化多系统优化把不足弥补，达到最终的轻量化相关的指标要求。

把整个情况概述一下，这个表大家见的比较多，节能战略对节能化的要求，石油消耗量逐渐提高，已经超过了警戒线，威胁到国家安全，友好没有大的改善，按照普遍的预测到十三五末期，整个车的耗油量还是非常大同时对环保方面的要求，有二氧化碳的排放，现在也是比美国高，这个是多地的空气污染情况，国家必须实施节能减排，轻量化也是一个重要途径，这个是从国家节能战略方面。从法规要求，还有法规补贴政策，准入制度设计是车辆轻量化重要的约束某种情况下决定了轻量化程度，如果不进行轻量化，汽车未来的标准法规这块，包括它的几大发展趋势，都会受到影响，所以这块也是一个法规要求。

前面简要概述一下，这块大家都比较熟悉了。下面就介绍一下轻量化技术在一汽的应用情况，未来再跟诸位探讨如何合作扩大应用领域。

第一方面，总述。一汽在材料方面一个是在工艺和优化设计方面，有了一些研究和应用，首先从轻量化材料这块来看，无论是高强钢、铝合金镁合金，包括其他的轻质材料，从工艺上看我们有高强钢的工艺，激光拼焊技术，有结构优化设计方面，轻量化方面的一些有限源分析，单目标多目标设计，从三个方面来进行研究和应用。第一个方面关于高强钢这一块，在防撞梁上应用，在多个车型应用，就是在B柱加强板采用980MPA的高强钢。还有热成形技术，在我们中红旗轿车上面应用，这个H7这个项目在汽车行业获得一个特等奖，今年要冲国家一等奖，包括前地版、中通道、前围挡板横梁等，包括前围挡板大的零件，集团首次在自主车型上用了这个热成型零件开发。这个车型成功通过了五星级安全车测试。内高压成型，就是我们在跟学会一起搞了一个中汽学会轻量化联盟做了一个项目，跟相关的单位一起，我们自己跟这个项目不光是内高压成型技术，包括设备的开发，现在国家这块是学会有一些相关的不管技术联盟，还有在装备，很多装备都是进口，所以说国家项目就是在先进技术、工艺、材料、装备，连工艺和装备一起开发，2001年建成国内内高压线，跟自主企业合作，生产工艺开发和设备开发，实现我们B50、B70、X80的批量生产，我们用到红旗X7，SUV、D021还有新开发的扭力梁。同时开发铝合金高压成型技术，在红旗车上，开发了前后梁、后梁成型技术，包括红旗SUV等高端的应用。包括激光拼焊，我们在自主A级车上B50等多款车，得到大量应用，目前除了一些车门内板之外，在AB柱都得到应用，这个是不等厚度的板，通过激拼焊的的。还有就是压铸的应用，高强度、高致密性、可焊接等技术，高压铸造就是优点是效率比较高，不足我们通过新技术完善把这个技术进行优化，还有高真空压铸技术，生产薄壁件和受力件，提高效率和强度把性能得到改善。包括充氧压铸技术，这个对汽车轻量化发挥重要的技术，还有半固态压铸技术等，还有转向节、控制臂等，以前用铸铁，现在都是底盘上的，高档车包括奥迪都是用锻铝，目前这些转向节、控制臂都是用铁。还有挤压压铸技术，这个质量稳定、声惨效率高，成本低，包括底盘。现在铝合金在车上的应用，像发动机、变速箱、支架用的比较多，后面就是大量在车身这块，再就是底盘这块，还有在高档车在用在合资品牌，我们自主正在实验阶段。还有镁合金这块，一汽镁合金生产相当早，到现在量用的还是有限，我们现在有这些压铸机，这些生产设备，我们有1500吨的能力，目前这些件主要像装备大部分都是一些进口的或者合资企业的装备，目前镁合金比较多就是后面有一些图，就是反转骨架，座椅骨架，变速箱的上盖等这些表面有一些包的情况，刚才GF也讲有一些铝和镁的。

还有就是商用车高强钢的应用，这个屈服强比高14%，这个是刚才说的轿车的高强钢和还有商用车，到材料是铝合金这块，铝合金这块刚才就像我刚才讲一样，这块做了前期很多开发，研究比较早，但是现在应用比较少，在合资品牌有，自主这块还在实验开发阶段，铝合金覆盖材料为下一步研究开发应用奠定基础，主要在客车应用、消防车有应用，积累了一些铝合金成型、涂装减少工艺磨损，铝合金只限于少量车型和零件，因为量比较少、成本自行的性能工艺这块也是我们还没有完全掌握，也是运用量比较低的原因。铝板在车上应用，铝板应用还是一个空白，大众合资品牌在2011年开始有关车型采用铝板，主要从高低车向普通车过渡，包括一汽大众其他车型，包括自主车型，我们都已经应用和陆续应用这一块。铝合金铸件，刚才从工艺角度讲，这个是材料方面，我们目前几种方法，V6、发动机这块，我们这个采用了铝钢体这个材料，有的是铝钢，钢套还是铸铁，采用模拟软件，从材料角度讲有一些课题，现在目前钢铁工业比较多，现在就是压铸用的比较普遍，这个主要取决于客户这块，主要是产品，产品种类比较多，包括平台比较复杂，有的原来平台是压铸的，有的是从不是压铸，产品设计就是适合于重力或者沙型、低压，我们工艺非常多，下一步还要统一这一块，总的钢铁量不大但是工艺非常多，我们投资量也非常大。我们正在开发铸铁缸套，在铝逐渐投入非常大，刚才在国内四大基地，在长春有三个厂干铝合金产品，有压铸厂有两家，联合和一起压铸，我们在西南基地投入了一个铝压铸，我们自己这块铝这块有四大基地。

目前我们现在用的一些铝合金产品情况，我们可以看到目前产品主要是一些齿轮，高强度支架、底盘横梁、罩盖，非汽车类的壳体的零件，包括变速箱壳体，主要还在发动机变速箱，弱项在底盘上的件比较少。这个是镁合金，整个一汽大量车型的骨架实现的镁合金材料。这个发动机和变速箱的罩盖和壳体情况，国内厂家都一样，非常成熟，用的量非常大。这个是缸盖，这个是有低压的。镁合金在其他方面的应用，发动机罩盖，还有能适应1500吨能力，件达到1200万件，包括重卡的发动机盖，卡车脚踏板等一些应用，这个是另外其他一些镁合金产品，基本是刚才说的这些，这些都是包括换挡机构壳体，这些实现了镁合金产品。其他一些轻量化材料，包括后保险杠、横撞梁等达到了一些碰撞要求，包括一些全铝商用车的模块，包括聚丙烯的材料等，这些非金属材料这块。

第三个方面从设计这块这个主要跟其他一些单位合作，进行一些优化设计，从形貌到尺寸，包括单因素和多因素分析，跨领域分析，通过结构设计和优化，一要轻还要满足减重、碰撞的要求，振动噪声要求。这个是优化设计过程，这个是一个零件的图分析，从尺寸到形貌，这个就不一一介绍了。

一汽在这方面确实做了很多工作，一些非金属领域实力非常强，由于时间关系没有太讲，我们无论在材料方面、非金属、工艺和设计方法，我们做了很大储备，包括现在跟相关的一些产业链的合作都非常多，在这里希望我们在座的各位一起为这个轻量化工作共同来开发应用，跟多家都有一些合作的实验室，包括一些成立的公司，包括上游的一些情况。

一汽集团现在有一个小组，未来在轻量化这块从技术创新、管理创新和几大方面，集团的三化两投战略都制订了相关的轻量化，专门做一个轻量化规划，整个集团围绕十二五做了一版十三五，今年车展都发布了十三五规划。十二五末期要实现什么，十三五头两年怎么做，未来达到什么成果，这些都有相应的效果，后面我会讲具体的项目。这个就是具体的一些项目这块，就是现在从成型技术我们列出来，目前达到的一些水平，未来我们想做的，包括像冷冲压这块，高压、热成型、三维辊压、充液拉深、铸铝技术等，这个是连接技术，不光是焊接、粘接、铆接我们连接技术发展。

另外一方面是复合材料，我们做工作非常多，用的非常少，因为一汽技术中心非金属，复合材料我们还是有很大工作，希望跟大家共同合作，在铝合金、镁合金等方面跟大家合作。

总之轻量化对汽车降低排放改善性能汽车产业健康发展具有非常重要的意义，通过机车结构形状的设计优化，利用先进加工技术，提高汽车轻量化技术水平，形成技术优势，形成产学研用大联合，促进轻量化技术成果的转化，我的汇报到这里，谢谢。

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（文章来源：盖世汽车）