自主品牌乘用车轻量化技术应用现状

1.车身轻量化

车身作为汽车的四大系统之一，约占整车质量的1/4～1/3，是整车轻量化的主要方面。车身系统主要分为覆盖件与结构件，因覆盖件与结构件的功能不同，对用材要求也不同。车身轻量化水平被誉为汽车整车轻量化技术水平的标志。

汽车轻量化通常按照车身→电气系统→底盘→动力传动系统顺序进行，因为车身和电气系统轻量化后，底盘零部件承载减小，其轻量化空间更大，经过上述轻量化后整车质量会明显降低，发动机功率也可以减小，传动系统也需要重新匹配，这样才能实现全面彻底的汽车轻量化。可见，车身轻量化是汽车轻量化的首选。

1）车身轻量化水平

目前，被普遍接受的汽车车身轻量化技术水平评价指标是车身轻量化系数。车身轻量化系数的定义为

式中，L为车身轻量化系数；M为白车身质量，kg；CT为包括挡风玻璃和副车架等附件在内的车身静态扭转刚度，N·m/（°）；A为车身脚印面积，等于轴距与前后轮距均值的乘积，m2。

图3-14为历年欧洲车身会议参展的以钢为主的轿车车身轻量化系数平均值变化趋势。由图中可以看出，2002—2014年，车身轻量化系数平均值由3.84减小到2.48。根据欧洲车身会议资料显示，车身轻量化系数最大的为6.06，最小的为1.2。

图3-14 欧洲车身会议参展轿车车身轻量化系数平均值变化趋势

图3-15为国内部分乘用车车身扭转刚度和车身轻量化系数。从图中可以看出，国内自主品牌汽车车身轻量化系数普遍都在5以上，一些老的车型甚至超过10。目前，国内车身轻量化系数最好的为3.6。可见，国内在汽车轻量化整体水平上与国外还存在很大的差距。

2）车身轻量化设计

轻量化设计是车身轻量化的重要途径之一，是轻量化车身产品开发的基础和前提，通过轻量化设计使相应的材料、最优的结构形状和尺寸用在车身结构合适的位置，使每部分材料都能发挥出其最大的承载或吸能作用，可提高材料利用率、降低车身结构质量、减少材料成本，实现节能、减排、降耗。

图3-15 国内部分乘用车车身扭转刚度和轻量化系数

传统车身结构轻量化设计方法仍然以对标或类比设计为主，局限在车身零件壁厚优化以及高强度或轻质材料的简单替代上，没有对零部件的结构和梁断面形状以及尺寸参数进行拓扑优化、形状优化和尺寸优化，结构上有些部位的材料仍未充分发挥其承载、增加刚度或吸收能量作用，结构轻量化仍然有较大空间。由于车身结构复杂，轻量化设计必须同时满足强度、刚度、振动和噪声（Noise Vibration and Harshness，NVH）、被动安全性等多个性能目标要求，传统的以减重为单一目标的车身结构轻量化优化设计方法，无法满足对车身零部件多性能目标优化的需要，限制了在车身结构上充分挖掘减重的潜力。目前，应用于车身结构轻量化设计的方法主要是基于有限元、灵敏度或贡献度分析的结构优化设计方法，主要有：轻量化单目标优化设计方法，轻量化多目标优化设计方法，拓扑优化、形状优化和尺寸优化方法，车身结构参数化轻量化多目标协同优化设计方法。

由于车身结构复杂，包含的零件数量多且形状各异，很难用确定性数学模型对其进行建模与描述，有限元方法是建立车身近似数值计算模型最为有效的方法，是车身结构轻量化优化设计的基础。灵敏度或贡献度分析方法就是要在车身结构众多的零部件中，找出那些对车身结构性能不敏感但对减重较敏感零部件的厚度、断面形状和尺寸等设计变量，从而减少轻量化优化设计的计算规模和分析工作量，提高计算效率。

（1）单目标优化设计方法。该方法是最简单、最常用的轻量化优化设计方法，其数学描述如下：

式中，f（x）为优化设计的目标函数；gp（x）为不等式约束，共有一个；hq（x）为等式约束，共有m个；x=[x1，x2，…，xn]T为设计变量列向量；xiu≤xi≤xid为设计变量的取值范围，共有n个。

用该方法对车身结构进行轻量化设计时，以车身结构质量最小为目标，以车身弯扭刚度、强度、主要模态频率和车身正、侧碰结构抗撞性指标为约束条件，以车身零件结构尺寸为设计变量。因在车身结构设计中有多个性能目标需要同时得到优化，所以轻量化单目标优化设计方法有一定的局限性。

（2）多目标优化设计方法。该方法是车身结构轻量化优化设计中最有效的方法，其数学描述如下：

式中，f1（x），f2（x），…，fk（x）为优化设计的k个目标函数；gp（x）为不等式约束，共有一个；hq（x）为等式约束，共有m个；x=[x1，x2，…，xn]T为设计变量列向量；xiu≤xi≤xid为设计变量的取值范围，共有n个。

按照求解优化问题的计算规模，该方法又分为直接优化方法和间接优化方法。

直接优化方法利用优化数学模型直接进行优化计算，不需要再建立近似模型或代理模型。主要有加权系数法、动态规划法、遗传算法、非支配排序遗传算法（NSGA-II）等。直接优化方法用于模型简单、计算量不大的多目标优化问题。

间接优化方法是先计算出样本点，拟合出代理（近似）模型，对代理模型进行检验，满足精度要求后，再利用优化算法进行优化。代理模型主要有多项式响应面（RSM）、克里金（Kriging）、支持向量回归和神经网络方法等。间接优化方法用于计算工作量大的优化问题。

多目标优化设计是以减重和车身某几个性能等为目标，以车身弯扭刚度、强度、频率和车身结构抗撞性指标为约束条件，以车身零件梁断面形状尺寸和板厚为设计变量，对车身结构进行轻量化优化设计。

（3） 拓扑优化。拓扑优化主要用于优化材料在设计空间上的分布，主要用于汽车概念设计早期，研究零部件结构材料布局 ，优化结果决定了零件结构的最优拓扑，也就决定了零件的最终形状与性能，能保证结构设计的后续尺寸和形状优化是在材料分布最优形式下进行的，能够有效提高材料利用率。在车身结构设计方面，多用于车身安全件和承载件的断面形状拓扑结构设计以及车身板件的加强筋布筋优化上。

（4）车身结构全参数化轻量化多目标协同优化设计方法。近年来，参数化建模与分析方法开始在车身结构轻量化设计中得到应用，一般用于车身概念设计早期，对车身结构进行轻量化优化设计，适用于车身的平台化开发设计。德国SFE公司和美国DEP公司推出了专用的结构参数化设计软件SFE-Concept和DEP-Morpher，它可以根据车身结构的三维数模或详细有限元模型来提取参数，进而建立整个车身结构的参数化模型，然后进行网格划分，并与不同的求解器实现无缝连接，输出相应的数据文件进行结构性能的分析计算，根据分析结果和设计要求进行车身结构的结构局部修改甚至整体调整和变形，衍生出同一平台的不同车型的车身结构，车身参数化模型会根据所做的修改和变形自动调整与之相互关联的参数，而不再需要人工修改这些参数，从而显著减少了车身结构修改和变形的再建模和设计时间，大大提高了车身结构改进设计的效率。近年来，德国大众、美国福特和美国通用汽车公司均开始应用这些车身结构参数化设计软件，进行新车型车身结构的先期开发设计，取得了较好的优化效果，缩短了产品开发周期，显著提高了车身结构的分析设计效率，降低了开发成本。

国内一些汽车公司，如吉利、长安、奇瑞、上汽、北汽和一汽等汽车公司也开始应用车身结构参数化设计软件进行车身结构的建模和轻量化开发设计，减重效果明显。图3-16为车身参数化轻量化多目标协同优化设计方法流程图，图3-17为建立的某自主品牌轿车白车身的全参数化模型。

图3-16 车身参数化轻量化多目标协同优化设计方法流程图

图3-17 某轿车白车身全参数化模型

3）轻量化材料应用技术

我国在售车型，尤其是自主品牌汽车，受市场售价的制约，车身材料构成以钢为主，以工程塑料和轻质合金为辅。随着高强度钢的应用在国内受到越来越多的重视，自主品牌汽车车身的高强度钢板用量与强度级别也在明显提高，一些汽车公司新开发车型车身高强度钢的应用比例也已达到50%左右。图3-18为某汽车公司新开发车型车身用钢屈服强度σs分布图。

图3-18 某汽车公司新开发车型车身用钢屈服强度σs分布图

一些生产自主品牌汽车的公司逐步开展车身选材和优化工作，已经开始大量采用高强度钢板，某公司新开发车型P6的高强度钢的应用比例为62.9%。高强度钢板的强度等级最高为860 MPa。图3-19为某汽车公司正在开发的几款车型高强度钢用量情况。

另一汽车公司在新近开发的自主品牌车型上高强度钢应用也取得了显著成果。以某SUV车型为例，高强度钢在其白车身上的应用比例高达51.4%，此车型白车身应用高强度钢后比用普通钢质量减少36.1 kg。其中，高强度钢种类及应用范围包括：

（1）烘烤硬化钢：发动机盖外板、后行李舱盖外板、顶盖、左/右车门外板。

（2）加磷高强度钢（B250P1）：汽车内板、加强板。

（3）双相钢（B240/390DP、B340/590DP）：车身强度要求较高的安全件及承载结构件。

图3-19 某汽车公司正在开发的几款车型高强度钢用量情况

该汽车公司某自主品牌SUV车型白车身高强度钢应用情况如图3-20所示。

图3-20 某自主品牌SUV车型白车身高强度钢应用情况

国内一些钢铁研发机构和钢厂相继开展了第三代钢的开发工作。从2013年年初开始，某钢铁企业就已经开始向汽车企业推广其第三代汽车钢，并于2013年7月举行了第三代汽车钢首发仪式。此后一些钢铁公司也相继成功开发出第三代汽车钢热轧板卷和冷轧板，并逐步开始实现商业化生产。新高强度钢的技术发展与资源保障，为自主品牌汽车高强度钢的应用奠定了基础。

图3-21为福特focus车身与国内某款自主品牌A级车车身高强度钢应用分布情况比较。从图中可以看出，虽然自主品牌汽车高强度钢的总体应用比例与国外差别不大，但国内高强度钢的屈服强度为210～340 MPa，屈服强度大于550 MPa的超高强度钢用量非常少，超高强度钢的应用多采用热成形技术。制约国内高强度钢，尤其是超高强度钢应用的主要因素体现在成形和焊接技术方面。此外，限制因素还有国内的供应商配套资源，包括原材料供应商、零部件供应商和模具等工艺器具供应商的能力还有待加强。

国内乘用车铝合金用量只占到整车质量的6%～10%，平均用铝量不足100 kg。在车身方面，某汽车公司率先开展了铝合金在发动机罩盖上的研究应用，实现轻量化30%以上；接着，其他汽车公司也相继开展了铝合金发动机罩盖上的研发和应用工作，系统地完成了汽车铝板应用过程中的冲压、连接与涂装工艺技术。由于受成本制约，铝合金板材在我国自主品牌汽车产品上尚未被大规模应用。

图3-21 某自主品牌A级车与福特focus车身高强度钢应用分布对比

国内铝板资源主要来自江苏财发铝业股份有限公司和西南铝业（集团）有限责任公司等企业。图3-22为国内两家汽车企业研发的铝合金发动机罩盖样件。

图3-22 自主开发的铝合金发动机罩盖样件

在镁合金应用方面，国内平均单车用镁合金不足1.5 kg，主要应用在方向盘骨架和座椅骨架上。国内某汽车公司开发了包括镁合金仪表板骨架在内的21个镁合金零部件，首次在我国自主品牌汽车上实现了单车用镁量突破20 kg。目前，某自主品牌车型已开始批量使用镁合金仪表板骨架，单件减重达55%。此外，一些国产车型上也相继批量应用镁合金仪表盘骨架。图3-23为一些自主品牌汽车上应用的镁合金零部件。

图3-23 一些自主品牌车型上应用的镁合金零部件

4）车身轻量化制造工艺技术

汽车轻量化新材料与新结构的应用，需要配套的相关工艺技术支撑，才能最终在产品上得以体现。近年来，国内主要汽车企业与相关行业协同，自主开发轻量化成形工艺，取得了一定的研发成果。

（1）激光拼焊技术。激光拼焊技术是一种相对成熟的轻量化制造工艺，我国主要汽车企业，如一汽轿车股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、长城汽车股份有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、浙江吉利控股集团有限公司等自主品牌企业对激光拼焊技术非常重视，应用的主要部位包括前纵梁、门内板和B柱加强板等，如图3-24所示。一汽轿车股份有限公司开发的奔腾轿车激光拼焊板用量达到16块，是目前公开资料中单车激光拼焊板用量最高的车型，其他汽车企业新开发车型的门内板和前纵梁基本都采用激光拼焊板技术。奇瑞汽车股份有限公司A3车型的前纵梁采用激光拼焊板设计，在减轻质量的同时提高了正碰性能，成本与普通点焊设计基本持平。

图3-24 自主品牌汽车主要激光拼焊板应用零件

（2）热冲压成形技术。国内首家热冲压零部件公司于2005年在宝钢集团有限公司成立，用于热冲压成形的高强度钢为硼钢，原材料也是由宝钢集团有限公司供货。宝钢集团有限公司生产的硼钢牌号为：BR1500HS，厚度1.85 mm以上热轧；B1500HS，厚度为1.85 mm以下冷轧。该钢种与欧洲热冲压高强度钢22Mn B5对应，屈服强度1 000 MPa、抗拉强度1 400 MPa、延伸率5%。相对于热冲压零部件的批量生产，宝钢集团有限公司研究院技术中心拥有独立的试制生产线。

中国汽车轻量化技术创新战略联盟（简称轻量化联盟）内的部分汽车企业，开始开发热冲压成形生产线，并采用热冲压成形零部件。轻量化联盟在湖北襄阳建设了第一条自主开发的热冲压成形生产线。中国汽车工程研究院与浙江吉利控股集团有限公司联合开发了一些热成形零部件。奇瑞汽车股份有限公司新上市的一款A级轿车，单车应用热成形零部件达到7个，是国内自主品牌汽车应用热成形零件最多的车型。目前，热成形零部件主要包括前防撞梁、左/右B柱加强件、车顶侧梁等，其中左/右B柱加强件由于采用热成形技术，取消了左/右B柱内加强板，减重6kg，并且提高了整车的安全性能，如图3-25所示。

图3-25 一些自主品牌汽车上应用的高强度钢热成形零部件

此外，一汽红旗C131车型白车身前地板中通道、前围挡板横梁和前围挡板下板均采用高强度钢热冲压成形制造工艺；吉利汽车采用厚度为1.5 mm的热冲压用钢B1500HS生产B柱加强件，单件减重1.57 kg，减重率为26.6%，已完成试制装车，并通过性能验证和整车试验，已批量装车。

（3）内高压成形技术。内高压成形技术是在钢管内部施加高压液体，并在两端补料，使钢管发生塑性变形，制造出零件。它可以解决传统的冷冲压成形零件存在的工序多、零件数量多、截面变化简单和疲劳性能差等不足，主要用于制造底盘零部件。近年来，在车身上采用内高压成形制造工艺的零件也越来越多。目前，应用在车身结构上的内高压成形零件主要有吸能盒，A、B、C柱，顶盖横梁和前保险杠防撞梁等，如图3-26所示。内高压成形车身零件主要应用在国产合资和进口车型上，目前自主品牌汽车开始应用一些内高压成形底盘零件，车身零件应用较少。

图3-26 应用于车身上的内高压成形零件

（4）辊压成形技术。辊压成形工艺最早应用于车身的窗框，目前已经相当成熟，应用的材料强度级别较低。随着技术的发展，以及轻量化对高强度钢新制造工艺的需求，辊压成形技术在国内得到了快速的发展。目前，车身上高强度钢辊压成形技术应用最为成熟的零部件是保险杠横梁，奇瑞、长城、吉利和长安等汽车公司已批量应用。

长安汽车公司还采用辊压成形工艺制造了高强度钢门槛加强件。原冷冲压方案采用厚度2.0 mm的B410LA材料，质量为6.8 kg，现轻量化超高强度钢辊压成形方案，采用厚度1.4 mm的超高强度钢HC950/1180MS，质量为4.76 kg，单件可减重2.04 kg，减重率为30%，并能满足侧碰安全性能，现已批量应用。图3-27为辊压成形门槛加强件焊接总成样件。

图3-27 辊压成形门槛加强件焊接总成样件

此外，一汽轿车股份有限公司正与北方工业大学联合开发三维（3D）辊压成形技术，为高强度钢的应用提供了更多的新工艺选择。

（5）变截面轧制技术。目前，国内合资品牌汽车中应用的变截面轧制（VRB）零件全部依赖进口，东北大学为实现VRB产品的国产化，做了大量的研究和推广工作。据报道，现已与上海通用汽车公司等单位合作，成功研发出变壁厚管（差厚管）。图3-28为用于新君威和新君越的共用件——差厚管仪表盘横梁，该零件已完成试制，并搭载到整车上进行了相关道路试验。奇瑞汽车股份有限公司某车型在前纵梁上率先进行了变截面轧制板的应用研发，VRB前纵梁样件如图3-29所示，并拟在新车型上开发应用VRB零件。

图3-28 新君威和新君越共用件——差厚管仪表盘横梁

图3-29 奇瑞某车型VRB前纵梁样件

VRB板未来的发展趋势为：与TWB相组合得到真正意义上的“任意拼接板”；多种厚度、多个过渡区组合的VRB板；与热成形结合得到高强度、变厚度的汽车零件，达到同体厚度差异化及同体性能差异化，实现最优的节材效果；与内高压成形相结合，得到空心连续变截面钢管，提高零件的抗扭转力学性能。

2.其他典型零部件轻量化状况分析

除了车身总成外，整车轻量化工作还围绕内外饰、底盘、动力总成等三大系统开展，整车用到的轻量化新技术主要是高强度钢、变形铝合金、以塑代钢、热成形、激光拼焊、内高压成形、模块化设计等。图3-30为整车各系统的轻量化思路，很直观地反映了各大系统常用的轻量化技术。

下面从内外饰、底盘、动力总成三个系统分别介绍一些典型零件的轻量化技术方案。

图3-30 整车各系统的轻量化思路

1）内外饰典型零部件轻量化技术

目前，我国自主品牌汽车企业针对内外饰的轻量化开发开展了很多工作，但由于零部件企业研发能力相对薄弱，许多内外饰轻量化零件仍由合资或者外资零部件企业供应。部分内外饰零部件的轻量化技术应用情况见表3-9。

表3-9 内外饰零部件轻量化技术应用情况

续表

2）底盘典型零部件轻量化技术

底盘包括制动系统、转向系统、悬架系统、行驶系统和传动系统，约占整车质量的30%。底盘典型零部件轻量化技术主要包括铝合金和镁合金材料应用、内高压成形、以塑代钢等。铝合金是目前汽车零部件用材中技术最为成熟的轻合金，替换钢制件，减重可达40%。汽车底盘零部件由于受到结构形状的限制，一般采用铸锻件。内高压成形在底盘件主要应用于副车架，可以减轻零件质量（15%～20％）、减少零件和模具数量、一体成形便于尺寸控制、减少组装焊接量以提高生产效率和零件稳定性。长城汽车分别在副车架、悬架后摆臂等零部件上采用内高压成形工艺，并成功应用在哈弗H6、腾翼C50等车型上，其中哈弗H6系统的内高压成形副车架（图3-31）采购量达到1万套/月以上。

一汽奔腾B50车型副车架主管为内高压成形零件，B50前副车架等六总成采用内高压生产工艺，全年累计降成本5 900多万元。吉利某型轿车后桥采用内高压成形，比传统型后桥减重4.0 kg。

某汽车企业采用镁合金锻造成形工艺制造汽车车轮如图3-32所示。目前已完成产品结构设计、性能分析工作、模具设计制造、样件试制和性能试验，镁合金锻造车轮比相同的铝合金车轮单支减重1.42 kg，整车共可实现减重5.68 kg（4件/车）。

图3-31 长城哈弗H6车型内高压成形副车架

图3-32 锻造镁合金车轮

长城、长安、江淮和奇瑞等汽车公司也正在与中铝苏州有色金属研究院联合开发铝合金转向节、控制臂和副车架等零件，如图3-33所示。铝合金转向节和控制臂将批量应用，铝合金副车架由于成本原因，暂不计划批量应用。

图3-33 铝合金转向节与悬架控制臂

汽车底盘零部件的主要轻量化技术应用情况见表3-10。

表3-10 底盘主要零部件轻量化技术应用情况

3）动力总成典型零件轻量化技术

作为汽车核心的动力总成模块（包含发动机与变速箱），占整车质量的15%～20%，其轻量化空间较大，主要应用的轻量化材料包括高强度钢、铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料等，主要应用的轻量化技术包括发动机机体与变速器壳体等应用轻合金材料以及结构的设计与优化。

发动机的主体结构分为机体组和配气机构，机体组主要包括缸体、缸盖、气门室罩盖和油底壳。

缸体作为发动机质量最大的核心部件，其轻量化效果明显，目前主要利用轻量化材料（铝合金、镁合金）结合制造工艺和优化结构设计来达到减重目的。设计相同的情况下，铝合金缸体比铸铁缸体可减重30%以上。

目前，发动机汽缸盖大部分由铝合金材料铸造而成，有低压铸造缸盖和重力铸造缸盖。传统的气门室罩盖和油底壳采用钢板冲压而成，但随着轻量化要求的逐步提高，铝合金气门室罩盖和油底壳已广泛批量应用。随着塑料在汽车和发动机上运用范围扩大，塑料气门室罩盖壳也逐渐应用到发动机上。

发动机配气机构主要包括凸轮轴、进气歧管、排气歧管、正时罩盖等零件。为了降低凸轮轴的质量，传统的做法是凸轮轴铸造成实心坯料后，在芯部钻孔，加工成中空形状，以减轻结构重量，做成空心凸轮轴，可减重30％～50％。随着工艺技术的进步，近年来国外各大主机厂开始应用装配式凸轮轴，明显改善了燃油经济性，降低了排放，减少了振动，同时也降低了制造成本。

发动机进气歧管应用的材料主要有铝合金、镁合金以及塑料。铝合金进气歧管常用材料有Al Si7Mg（ZL104）、Al Si9Mg（ZL101A）、Al Si9Cu1、Al Si10Mg等。这些合金铸造性能良好，流动性高、无热裂倾向、气密性高。镁合金具有低密度、铸造性能好、易加工等特点，在进气歧管上的应用逐年上升。

目前，国内汽车企业正在自主开发纤维增强材料进气歧管。塑料进气歧管普遍采用的材料是PA66+GF30，能够一体成形，成形合格率高于铝合金进气歧管，且其机械加工费用也相对较低，其生产成本通常比铝合金进气歧管低20%～35%。

发动机排气歧管多采用不锈钢和铸铁，相比之下，不锈钢因质量小、能改善发动机性能、有效地降低热容量等因素多被采用。钛合金具有良好的高温力学性能和抗腐蚀性能，不亚于甚至超过了不锈钢，因而常用于排气系统。但是，因为成本的原因，目前钛合金排气歧管主要用于赛车、改装轿车或高档轿车中。内高压成形对形状和轮廓复杂的成形结构具有柔性，可以形成不规则形状，从而减少后加工成本，同时可保持紧密的公差配合而不需要昂贵的二次加工，因此近年来逐步采用内高压成形排气歧管，可达到同时提高性能和降低重量的目的。

正时罩盖主要采用铝合金、镁合金或者塑料制造。高压铸造铝合金罩盖集成了机油泵、油路、发动机支架及水泵水路为一体的设计，既减轻了质量又降低了制造工序和加工成本。镁合金正时罩盖也是一体式压铸，轻量化效果更加明显。

目前，大部分发动机采用镁合金装饰罩盖和塑料罩盖以达到减重的目的。各类发动机支架则通过使用轻质合金和塑料，以及拓扑优化设计手段，最大可能地降低发动机悬置系统总重。

在发动机曲柄连杆机构中，发动机连杆在国内早期常采用45钢或40Cr Mo调质钢锻造后，经淬火、高温回火制成。加工方法需要几十道工序，并且加工精度与装配质量的控制难度大、生产效率低、加工成本高。出于成本和效率等方面的考虑，随后又开发出微合金非调质钢，主要有35Mn V、35Mn S、38Mn VS5、C45S6等。20世纪90年代初发展胀断裂解连杆技术，该连杆的材料是德国生产的C70S6微合金非调质钢，利用锻造余热控制冷却来代替锻后的调质处理，并且直接胀断，利用断裂面的相互契合进行定位，具有加工工序变少、设备投资更小、成本更低、装配精度更高等优点。

同时，小型发动机上常用压铸铝合金连杆、锻造铝合金连杆和粉锻铝合金连杆。

钛合金是一种新型结构材料，密度是铁的1/2，熔点比铁高，热膨胀系数小，在450℃～500℃的温度区间能稳定工作。采用钛合金制造连杆，质量比钢制连杆轻15%～20%。基于成本原因，钛合金目前在普通发动机中的应用仍然很少，但随着发动机轻量化的要求，钛合金汽车零部件将成为一种发展趋势。我国钛资源丰富，矿储量为世界第一，因此开发钛合金在汽车行业的应用符合我国国情。

乘用车变速箱的轻量化技术主要集中在镁合金变速箱壳体和离合器壳体研发上。长安汽车股份有限公司和奇瑞汽车股份有限公司在“十五”和“十一五”期间承担并完成了国家“863”科技支撑计划“镁合金变速箱壳体”项目的研究工作，积累了大量的选材、设计、工艺与机加工经验，目前正在推进镁合金变速箱壳体的批量应用。

乘用车动力总成轻量化技术应用情况见表3-11。

表3-11 乘用车动力总成轻量化技术应用情况

续表

整车轻量化工作一般通过零部件结构优化设计、高强度轻质材料及先进制造技术的应用来实现。轻量化技术以汽车轻量化新材料开发为先导，重点发展高强度钢、铝合金、镁合金、塑料及纤维增强复合材料等轻量化材料应用技术，结合激光拼焊、内高压成形、热成形、辊压成形等先进的成形工艺，应用结构拓扑优化设计、多目标协同优化设计等轻量化结构设计方法及各种轻量化材料之间的特种连接技术，在确保产品性能及合理的成本控制前提下，扩大轻量化技术应用范围，不断降低汽车的自重，节省能耗、减少排放，提高产品的市场竞争力。