劉丹丹

（安徽江淮汽車集團股份有限公司 ，安徽 合肥 230601）

前言

首先，節(jié)能減排，不僅僅要體現(xiàn)在節(jié)能上，還要體現(xiàn)在減排上。石油是現(xiàn)代汽車的主要能源，所以汽車設計、制造和使用的重要任務是節(jié)約燃油、提高燃油經(jīng)濟性。減輕汽車裝備的質量, 實現(xiàn)汽車車身及零部件的輕量化, 是降低油耗最有效的重要措施之一。

1 發(fā)動機輕量化的含義

發(fā)動機輕量化在機械化產(chǎn)品中應用非常廣泛，尤其在汽車的發(fā)動機中，輕量化是其節(jié)能減排的重要措施之一。其節(jié)能主要體現(xiàn)在大量的節(jié)省了汽車能源石油，而減排就是在其氣體的釋放上，能夠盡可能的減少污染性氣體的釋放。當然，所謂輕量化，顧名思義，就是在其裝備質量上進行降低，但是需要在保證其強度和安全性的前提下進行，汽車的石油能耗等能盡可能的降低，而且對于空氣污染性氣體也能有效的控制。當然，對于汽車的發(fā)動機輕量化而言，能耗的有效控制是其直接影響因素。當然，在影響汽車發(fā)動機輕量化的因素上也有很多。比如說汽車行駛過程中受到的阻力，直接的影響發(fā)動機的工作效率。另外，除了發(fā)動機輕量化能夠有效的改善能耗問題之外，其對汽車的質量分布也有一定的改善和調(diào)節(jié)作用，舉例來說，對于一個汽車的柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機進行對比，柴油發(fā)動機往往在重量上會比較沉，汽車的前橋部分會比例失調(diào)。所以，在進行汽車的發(fā)動機輕量化的處理上也對其整體功能，質量等分布也有細致的分析。

2 發(fā)動機輕量化的優(yōu)勢

首先，對于發(fā)動機輕量化來說，其對于汽車領域來說有非常大的優(yōu)勢。首先，就是節(jié)能減排，通過對于發(fā)動機輕量化進行考慮，能夠選擇出適合汽車生產(chǎn)的發(fā)動機材料，節(jié)能方向上，就是對石油等材料進行節(jié)約，通過發(fā)動機的輕量化處理，石油材料甚至會存在一個回收處理，即使沒有回收處理裝置，其使用的效率比較高，單位面積上浪費石油的量會比較少，這也是輕量化實現(xiàn)的一個標準。減排方向，雖然石油等材料通過燃燒會產(chǎn)生各種各樣不同的氣體，其中不乏有對空氣有毒有害氣體，比如說二氧化硫，一氧化碳等等，對于空氣污染性氣體，一般進行空氣凈化，在發(fā)動機輕量化處理上考慮安裝空氣過濾裝置，或者改變其材料燃燒途徑。另外，通過類似于汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的對比，也能考慮到汽車整體質量分布的不均勻，進行進行調(diào)節(jié)，不僅僅有局部的改良，而且整體上也有調(diào)節(jié)和改善。另外，也能直接促進汽車的發(fā)動機性能穩(wěn)步上升，直接帶動了汽車領域的發(fā)展。比如說灰鑄鐵材料，其摩擦學性能非常好，進而在比較適合汽車發(fā)動機的鑄造和加工，一般很少有材料能夠超過灰鑄鐵，另外，其生產(chǎn)制造的發(fā)動機氣缸體的整體工作效率非常強，而且，其材料的剛性非常強，制造的發(fā)動機壽命比較長，發(fā)生腐蝕或者損壞的可能性比較小，受到環(huán)境影響也比較小，比如說一般不會發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。當然，在汽車發(fā)動機生產(chǎn)的過程中，會嘗試利用很多不同的發(fā)動機材料，比如說鋁鎂合金，雖然其摩擦性能也比較強，但鋁合金相比鎂合金來說，密度會比較小，而且導熱性，鑄造能力上也不如鎂合金，但是這兩種合金材料都有一個弊端就是成本費用比較高，而且材料尤其在改善結構上，成本上升的更高。

3 如何進行發(fā)動機輕量化

3.1 采用輕質復合和高強度材料

首先，就是采用輕質復合和高強度的材料，一般輕質材料就是根據(jù)實驗進行比對測試，測試性能，一般來說，都是輕質的材料其性能優(yōu)化比較好，比如說柴油材料一般沒有汽油材料好，一般原材料選擇汽油材料，而且產(chǎn)生的有毒有害氣體會比較少。復合材料就是針對發(fā)動機的外部材料，一般選擇復合的鎂鋁合金等，合金能夠有效的綜合金屬材料的優(yōu)勢，當然，合金之間也要選擇最適合發(fā)動機工作的，輕量化處理上，一般鎂合金會比鋁合金有更好的效果。高強度材料也是針對發(fā)動機來說，發(fā)動機需要保證一定的工作壽命和工作效率，所以，對于其工作的強度也是有要求的，鎂合金的剛度強度效果都比較良好，而且受到外部環(huán)境的影響比較小，適合發(fā)動機輕量化改造處理，但是其弊端在于成本比較高。

表1

3.2 車身結構優(yōu)化設計和計算機輔助集成

另外，就是車身的結構優(yōu)化設計個計算機的輔助集成處理。車身的結構也就是汽車的整體化處理，一般在汽車設計構造的時候，發(fā)動機會是最先考慮的，因為發(fā)動機確定材料和大小形狀之后，會直接對汽車的前橋軸荷造成影響，一般車身會有比較大的質量分布，質量分布明顯不均勻。而且，如果不進行輕量化處理，整個汽車的形狀，包括車的零件構造都會顯得非常的笨重。其行駛過程中會產(chǎn)生非常大的阻力，間接增加了汽車的質量。當然，這也是發(fā)動機輕量化處理的一個目的。對于計算機集成化處理因為現(xiàn)在處理信息化時代，通過計算機網(wǎng)絡對汽車的整體構造進行檢驗模型處理，比如說利用CAD，CAM等就能直接實現(xiàn)汽車的輕量化設計。對于汽車的發(fā)動機輕量化處理，在最初階段，是通過計算汽車的一些零件規(guī)模，還有相關容量，甚至是汽車的行駛速度等，但是，計算這些會存在一定的誤差，如果沒有不斷進行技術更新，發(fā)動機輕量化處理進程的會比較慢。利用計算機輔助集成化處理，將整個汽車模型建立在計算機上，通過具體的標注，整體的設計非常的精細，計算機也能夠自動識別誤差，直接的縮短了汽車的開發(fā)周期，研發(fā)的投入也會迅速的減少，工作的效率也能夠大幅度增加。

3.3 豐富輕量化制造工藝

其次，就是豐富輕量化的制造工藝。通過以前的輕量化處理方式比較單一，選擇的材料，處理的手段受到很多的因素的影響，而且因循守舊，沒有過多的更新。比如說對于設計材料上的選擇和利用，塑料在近年來的發(fā)展前景很被看好。通過塑料可以應用于很多的汽車內(nèi)外裝飾上，比如說儀表盤，擋泥板，行李倉蓋等。直接也增加了汽車的格調(diào)。另外，除了美化作用，發(fā)動機輕量化處理也直接改完了功能化零件，例如其發(fā)動機的相關系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等，可以說，在發(fā)動機的輕量化處理上，豐富其制造工藝，不僅僅在于材料的原則上，包括處理手段上，可以是利用計算機軟件進行輕量化處理等等。

4 發(fā)動機輕量化發(fā)展前景

如今，對于發(fā)動機輕量化處理來看，雖然其發(fā)展前景很被看好，但是實際情況是，因為現(xiàn)在處于汽車發(fā)展領域的中堅時期，不能對于新的發(fā)展領域盲目的樂觀，要知道每一個成功的技術都是通過不斷地實踐才得以實現(xiàn)?？梢姡F(xiàn)在雖然汽車領域有意將發(fā)動機輕量化處理作為下一步的發(fā)展潮流，但是要想徹底實現(xiàn)仍然需要一定的時間，技術不完善的同時，如果盲目進行實踐，只會過分的增加成本，沒有實際價值。輕量化汽車雖然目的是將節(jié)省能源，實現(xiàn)汽車整體性能優(yōu)質化，但是，由于技術的不成熟，要想實現(xiàn)一個汽車的輕量化可能需要耗費巨大的成本，這樣的汽車價格往往會超出人們的預算，這不斷沒有給人們節(jié)省錢，汽車的整體價格反而增加了，以這樣的額外高價來看，油錢可能真的不算什么。

5 結語

汽車發(fā)動機輕量化處理雖然目前還在實踐過程中，但是可以看出，它的技術應用處在一個發(fā)展的過程中，在不斷完善發(fā)動機輕量化處理工藝的過程中，保證了發(fā)動機的強度和壽命，科學合理的處理，不僅僅有節(jié)能減排的效果，還能直接改善汽車的整體形態(tài)，避免產(chǎn)生質量分布不均勻的現(xiàn)象。雖然汽車發(fā)動機輕量化處理的完善需要經(jīng)過一個漫長的過程，但是，倘若其能實現(xiàn)，一定會在汽車發(fā)展領域上造成不小的轟動。

參考文獻

[1] 李虹玉.輕量化汽車車身設計[J].輕型汽車技術,2008（03）.

[2] 華潤蘭.論汽車輕量化對汽車發(fā)展的影響[J].汽車工程,2010（02）.