TPV吹塑管与EPDM胶管硫化粘接 为一体
具体结构合理设计主要有以下3个方面： 通过结构优化设计，减小车身骨架及车身钢板的质量，对车身强度和 刚度进行校核，确保汽车在满足性能的前提下减轻自重。 通过结构的小型化，促进汽车轻量化，主要通过其主要功能部件在同 等使用性能不变的情况下，缩小尺寸。 采取运动结构方式的变化来达到目的。比如采用轿车发动机前置、前 轮驱动和超轻悬架结构等，使结构更紧凑，或采取发动机后置、后轮
1325g
657g
项目 — 6.9MPa 10.3MPa 制动液相容性试验 143±℃×5h 拉伸强度试验 臭氧试验 100mPa±10mPa /40℃±3℃/48h±10h 爆破压力
主要性能 — ≤0.6 cm3/m ≤1.0cm3/m ≥60MPa ≥1446N 外覆层无龟裂或裂纹 外覆层无龟裂或裂纹
汽车轻量化研究
内容
• • • • •
汽车轻量化的趋势 汽车轻量化途径 结构设计优化 制造工艺创新 材料轻量化
研究表明，轿车减重减重100kg与节油效果关系如下所示：
全寿命 减重 重量 平均油耗 减重节油 周期里程 全寿命节油 车辆类型使用条件
t 小型轿车 长途为主 1 L/100km L/100km 1000km 6 0.36 200 L 720
结构优化
原方案
前罩锁区域Z方 向刚度分析 变形 刚度
新方案
原始方案 1.53mm 100% 优化方案 1.39mm 110%
从模流分析结果看，原方案的玻纤取向 略差，经浇口调整后玻纤取向有所改善。 CAE计算显示优化后刚度提升了10%。
结合产品的结构设计，减重方案的开发与应用
高流动材料PP , 降低产品壁厚，提高产品刚性，产品减重
最新材料 23 46 1.08 17 2400 28±3
结合产品的 结构设计，可 减轻更多的重量！
mm
3.0
2.5
• 通过开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型 零部件整体加工技术和相关的模块化设计和制造 技术，使节能型汽车从制造到使用各个环节都真 正实现节能、环保。 • 通过结合参数反演技术、多目标全局优化等现代 车身设计方法，研究汽车轻量化结构优化设计技 术，包括多种轻量化材料的匹配、零部件的优化 分块等。从结构上减少零部件数量，确保在汽车 整车性能不变的前提下达到减轻自重的目的。
小型轿车 市区为主
1
8.5
9 11
0.55
0.28 0.52
150
300 500
829
844 2578
中型轿车 长途为主 1.6 中型轿车 出租 1.6
豪华轿车 长途为主
2
12
0.30
100
300
汽车轻量化趋势
＝
绿色、环境友好型趋势
在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车 的动力性能，减少燃料消耗，降低排气污染。
同时，还有零部件数量集成及功能集成，实现整车轻量化
结构优化
对汽车总体结构进行分析和优化，实现对汽车零部件的精简、整体化和轻质化。
在现代汽车工业中，利用CAD/CAE/CAM等软件辅助汽车设计已经成为不可或缺的环 节，涵盖了汽车设计和制造的各个环节。通过这类软件能够建立数字化模型，准确实
现车身的实体结构设计和局部设计，同时可以通过仿真计算来检验汽车结构的刚度，
驱动的方式，达到使整车局部变小，实现轻量化的目标。
在汽车结构优化设计方面，我国已经完全从依靠经验设计发展到 应用有限元等现代设计方法进行静强度计算和分析阶段。
新工艺的开发与应用
微发泡注塑工艺 优势： 1.轻量化：微发泡工艺可节省产品原材料20%左右及有利于内外饰件轻量化； 2.成本优势：微发泡工艺注塑可缩短产品成型周期及节省20%左右原材料有利 于降低塑料零部件成本； 3.高精度：微发泡工艺注塑可减小或消除了常规模塑在合模和保压过程中产生 的模内应力，提升了产品成型尺寸精度。
材料轻量化应用的现状
汽车材料在汽车上的应用比例
随着汽车材料技术的飞速发展， 现代汽车制造材料的构成也在不断发 生变化。以现代轿车用材为例，按照 重量换算，钢材占汽车自重的 55 ％～ 60 ％ ，铸铁占 5 ％～ 12 ％，有色金属
占 6％～ 10％，塑料占 8％～12％，橡
整车重量减少100kg
油耗：-0.4L/100km
CO2 : -10g/100km 环保和节能的需要… 轻量化已经成为世界汽车发展的潮流和趋势!
汽车轻量化的途径 结构设计优化
材料轻量化
高强钢、镁合金、铝合金、 工程塑料及其复合材料和陶瓷材料等
制造工艺创新
热压成型、液压成型、 内高压成型、激光拼焊等
TPU外覆层+钢丝增强+PTFE内管
低温弯曲试验（弯曲半径R60） ﹣45℃～﹣48℃×72h
以少代多典型应用案例二
EPDM胶管+不锈钢管+卡箍
项目
原管路系统 集成管路 7件 1.2kg 3件 0.75kg 减重率 37%
中 冷 器 出 气 管
零件数 重量
测试项目 爆破压力 剥离强度
集成管主要性能 常温 80℃ 1.4(MPa) ≥0.6 (MPa) ≥3KN/m
模态等参数，并且能够便捷地对汽车结构进行改造。 利用CAD/CAE/CAM一体化技术，可以准确实现各构件的开头配置、板材厚度的变化 进行分析，并可从数据库中提取由系统直接生成的有关该车的相关数据进行工程分析 和刚度、强度计算。对于采用轻质材料的零部件，还可以进行布局分析和运动干涉分 析等，使轻量化材料能够满足车身设计的各项要求。
• 通过开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型 零部件整体加工技术和相关的模块化设计和制造 技术，使节能型汽车从制造到使用各个环节应用案例一
金属管+橡胶管+卡箍+接头
项目 零件数 原管路系统 集成管路 36件 6件 减重率 50%
重量
离 合 器 软 管
容积膨胀量
1.高刚度保证零件的薄壁化
单位 填充物比例 熔融指数（230 ℃ ） 密度（比重） 拉伸强度 弯曲模量 冲击强度（23℃） 实例 （前保险杠壁厚变化） % g/10min g/cm3 MPa MPa KJ/m2 普通材料 15 18 1.035 21.1 1950 34±3
2.高流动性保证薄壁零件的成形性