早先主要存在于汽車(chē)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域
來(lái)自世界鋁業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告數(shù)據(jù)或許能說(shuō)清楚原因：
■整車(chē)重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%
■汽車(chē)每減重100千克，百公里油耗可降低0.4升、二氧化碳排放可減少1千克
■在駕駛方面，汽車(chē)輕量化后其加速性能得到提高
■在制動(dòng)時(shí)由于滾阻力降低，制動(dòng)距離也將縮小。
通過(guò)這些數(shù)據(jù)可歸納出汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)的三個(gè)優(yōu)勢(shì)：節(jié)油、減排、提升性能
如今實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化主要有以下三種途徑
■汽車(chē)結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)如結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化、發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化、底盤(pán)輕量化等
■應(yīng)用高強(qiáng)度和輕質(zhì)材料如應(yīng)用高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金、碳纖維、工程塑料等
■采用輕量化制造工藝如激光拼焊、內(nèi)高壓成形、結(jié)構(gòu)膠粘接等
三種途徑的有機(jī)結(jié)合與合理應(yīng)用，才能在控制成本、保證汽車(chē)性?xún)r(jià)比的前提下，有效實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化。
輕量化并不意味著降低汽車(chē)的安全性能和使用性能。設(shè)計(jì)上的優(yōu)化和制造工藝的提高反而有助安全性的提升，而且所采用的輕質(zhì)材料在剛性和強(qiáng)度上更優(yōu)秀。車(chē)沉而穩(wěn)錯(cuò)誤概念要屏蔽了 ，汽車(chē)的碰撞安全性不能用車(chē)的輕重和鈑金覆蓋件的薄厚來(lái)簡(jiǎn)單衡量，汽車(chē)沉重不等于碰撞安全性就好。
在全球?qū)ζ?chē)安全、節(jié)能減排越來(lái)越嚴(yán)格的背景下，輕量化注定會(huì)越做越主流，越做越廣泛。其實(shí)輕量化并不局限于昂貴的鋁合金或碳纖維，各種輕量化技術(shù)已經(jīng)從身價(jià)高昂的豪華車(chē)和性能 車(chē)下探到民用車(chē)上，這些技術(shù)也成為了車(chē)企吸引大眾眼球的宣傳噱頭。
在北京車(chē)展發(fā)布的全新奧迪A4L官方宣傳較現(xiàn)款整車(chē)減重110千克，我們通過(guò)這款熱門(mén)車(chē)型說(shuō)說(shuō)輕量化都輕哪里。
全新奧迪A4L的車(chē)身框架并沒(méi)有采用奧迪ultra輕量化技術(shù)全鋁車(chē)身，在真空結(jié)構(gòu)鑄件、車(chē)身結(jié)構(gòu)型材以及結(jié)構(gòu)零部件上使用了超高強(qiáng)度鋼板+鋁合金。奧迪工程師表示這種復(fù)合車(chē)身綜合表現(xiàn)勝 過(guò)全鋼車(chē)身和全鋁車(chē)身。其設(shè)計(jì)理念是在車(chē)身不同結(jié)構(gòu)的不同部位使用不同的材料，從而在剛性、強(qiáng)度、車(chē)重和成本之間取得最佳平衡。
在門(mén)檻型材、立柱部件和車(chē)頭防撞結(jié)構(gòu)件使用高強(qiáng)度鋼，前懸塔頂和發(fā)動(dòng)機(jī)艙部分結(jié)構(gòu)采用鑄鋁和壓鋁制造，車(chē)頂、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和前翼子板都將采用鋁合金制成。
各種材料組成的復(fù)合車(chē)身如何焊接呢？全新奧迪A4L所基于的MLB-Evo模塊化平臺(tái)將拋棄傳統(tǒng)的焊接鋼制全承載車(chē)身工藝，采用鉚接、激光焊接和流鉆螺釘?shù)雀鞣N高強(qiáng)度焊接技術(shù)。
新奧迪A4L底盤(pán)采用非金屬材質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)板以及底盤(pán)兩側(cè)毛氈材質(zhì)護(hù)板和尾部鋁合金護(hù)板，除了可以達(dá)到防腐的目的之外，輕量化設(shè)計(jì)也得以體現(xiàn)。新A4L前后懸架的主要部件均采用鋁合金材質(zhì)，不僅讓?xiě)壹鼙旧砀p盈能夠節(jié)能減排，還能提高整車(chē)運(yùn)動(dòng)性能。
對(duì)比新舊款?yuàn)W迪A4的懸架我們可以發(fā)現(xiàn)，新舊平臺(tái)的前懸架設(shè)計(jì)基本保持不變，依然是類(lèi)似于雙叉臂懸架的五連桿結(jié)構(gòu)，但是在結(jié)構(gòu)件上全新A4L采用了輕量化的鋁制材料，并且在部件造型上也有變化，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)件剛性的目的。
一眼看去就能發(fā)現(xiàn)全新奧迪A4L的后懸架采用了全新設(shè)計(jì)，比老款更加緊湊。去掉了下H擺臂，變?yōu)榱艘桓酒叫杏诤筝S的大托臂。螺旋彈簧的位置由減震器的前部（車(chē)頭方向），移到了減震器的內(nèi)側(cè)（后軸方向）。另外，防傾桿由前部移到了后部。從整體上來(lái)看，新懸架無(wú)論在材質(zhì)還是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上均實(shí)現(xiàn)了輕量化。
新一代奧迪A4仍將采用前縱置EA888發(fā)動(dòng)機(jī)，這款發(fā)動(dòng)機(jī)并非全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，采用全鋁缸蓋和鑄鐵缸體。有網(wǎng)友質(zhì)疑為什么不做全鋁缸體，可能是出于對(duì)成本和穩(wěn)定性的考慮。而且全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部也有鑄鐵成分，如果EA888采用普通結(jié)構(gòu)的鋁缸體，那么節(jié)省的重量應(yīng)該不超過(guò)10千克，體積反而會(huì)更大。在A4L這個(gè)級(jí)別上，奧迪估計(jì)更愿意體現(xiàn)性?xún)r(jià)比。
奧迪Ultra是其輕量化科技的命名，A4L的級(jí)別并沒(méi)有全面采用Ultra技術(shù)，A8、A7、A6、A3等才是Ultra技術(shù)產(chǎn)品。最初也是應(yīng)用在高端奧迪賽車(chē)領(lǐng)域中，近些年不斷普及在民用量產(chǎn)車(chē)上。Ultra技術(shù)體現(xiàn)了奧迪對(duì)輕量化的理解：“對(duì)的材料，用在最合適的位置，提供最佳功能”。除此之外，在輕量化上宣傳度很高的車(chē)企還有凱迪拉克，那么我們一起看看凱迪拉克又是如何詮釋輕量化。
凱迪拉克CT6是上汽通用金橋工廠(chǎng)第一款下線(xiàn)車(chē)型，搭載了通用汽車(chē)諸多全球領(lǐng)先工藝，其中包括了我們今天的主題輕量化技術(shù)。我們先從其鋼鋁混合車(chē)身說(shuō)起。
CT6的車(chē)身采用不同材質(zhì)，圖中可以看到前防撞梁、前縱梁、前輪拱、底板橫梁等真空構(gòu)件和結(jié)構(gòu)型材均采用了鋁合金材質(zhì)。其中鋁材的體積占比為80%，重量占比為58%。
其實(shí)鋁材只是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，CT6的鋁構(gòu)件就來(lái)自鋁鎂硅合金、鋁鎂合金、高壓鑄鋁等。而高壓鑄鋁更有意思，比如CT6使用高壓鑄鋁T5和T7，T表示經(jīng)過(guò)了熱處理，后面的數(shù)字表示不同的熱處理狀態(tài)，達(dá)到不同的塑形和韌性。
CT6與A4L遇到同樣的問(wèn)題就是復(fù)合車(chē)身多材質(zhì)的焊接。CT6采用了自攻螺接、直沖鉚接、激光釬焊、電阻點(diǎn)焊4種焊接工藝，實(shí)現(xiàn)車(chē)身不同鋁材與鋼材的拼接。其中，螺接和鉚接在全鋼車(chē)身上較為罕見(jiàn)。
凱迪拉克官方介紹，CT6的車(chē)身框架比傳統(tǒng)鋼制車(chē)身減輕了約99千克。我們?cè)倏纯雌涞妆P(pán)做了哪些輕量化，首先CT6前懸架采用長(zhǎng)短臂多連桿結(jié)構(gòu)，擺臂以及轉(zhuǎn)向支柱均是鋁合金材質(zhì)。后懸架方面，連桿和軸承座也是鋁合金材質(zhì)，可以說(shuō)凱迪拉克CT6懸架成本不低。
CT6的前副車(chē)架、底盤(pán)護(hù)板等也是鋁合金，可以說(shuō)凱迪拉克在CT6上打了“雞血”，底盤(pán)被全副武裝，輕量化率很高。
鋁合金車(chē)身可以說(shuō)奧迪是先行者，凱迪拉克CT6大面積鋁材車(chē)身也讓人驚嘆，但接下來(lái)該是玩碳纖維的老手出場(chǎng)了。寶馬在碳纖維加工方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，7系更是將鋁材、高強(qiáng)度鋼材和碳纖維融合在一起。
從寶馬7系的車(chē)身結(jié)構(gòu)可以看到碳纖維的使用比例很可觀(guān)。車(chē)頂型材、橫梁、車(chē)身ABC柱、車(chē)底中央通道以及后尾箱前沿均為碳纖維。這不僅減少了重量，而且大大提升了車(chē)身框架強(qiáng)度。
在頂蓋縱梁上采用“夾心”的設(shè)計(jì)，外側(cè)使用高強(qiáng)度鋼進(jìn)行包裹，內(nèi)部為碳纖維。相對(duì)于單一的高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度提升。B柱也采用相同的夾心結(jié)構(gòu)。
寶馬7系的懸掛系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)大量采用了輕量化設(shè)計(jì)其中僅鋁合金材質(zhì)的制動(dòng)總成便實(shí)現(xiàn)了1.3公斤的減負(fù)
如今7系與老款相比，自重就降低了130公斤，非簧載質(zhì)量降低15%。前后軸重量分配比例依然保持50:50的水平。據(jù)悉，在新一代的5系和3系上也將普及碳纖維的應(yīng)用。
總結(jié)：通過(guò)具體車(chē)型輕量化技術(shù)的解讀，我們明白輕量化是在滿(mǎn)足汽車(chē)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛性、振動(dòng)噪聲、被動(dòng)安全性和耐久性條件下的輕量化。通過(guò)優(yōu)化汽車(chē)結(jié)構(gòu)和零部件用材，選擇合理的制造工藝，讓合適的材料、最優(yōu)的車(chē)身結(jié)構(gòu)用在汽車(chē)合適的位置，充分發(fā)揮每一部分材料的承載、吸能、加剛作用。不僅不會(huì)降低汽車(chē)被動(dòng)安全性，反而還有效改善汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性，提升汽車(chē)動(dòng)力性、制動(dòng)性能和通過(guò)性，降低有害氣體排放。但是遺憾的是當(dāng)下輕量化技術(shù)所耗成本比較可觀(guān)，中低端車(chē)型的普及率還不夠高，相信隨著消費(fèi)者對(duì)輕量化的認(rèn)知度提升，更多車(chē)企會(huì)加入這個(gè)行列。
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