汽车自身质量的大小是影响燃油消耗的重要因素之一，所以汽车设计轻量化成为发展趋势。近年来，世界石油资源紧张，油价不断上涨。对汽车工业和汽车运输业来说，降低燃油消耗量成为关键。随着《中华人民共和国道路交通安全法》、新版《汽车产业发展政策》以及((在全国开展车辆超载、超限治理工作的实施方案)的出台。这些都为加快汽车轻量化给予了政策支持和动力。实现汽车轻量化、降低燃油消耗、增加载质量、提高运输效率对约占我国汽车产量30％的载货汽车是至关重要的，也是各有关汽车制造厂商关注的焦点。

　　载货汽车轻量化与燃油消耗的关系

　　发动机的功率主要消耗在克服汽车行驶阻力上，汽车行驶阻力由空气阻力、滚动阻力、加速阻力和爬坡阻力等组成。空气阻力主要与车身的形状、迎风面积等有关，特别在高速行驶时关系更大，但它与整车的总质量无关；而除空气阻力以外的滚动阻力、加速阻力和爬坡阻力均与整车的总质量成正比，所以减轻自质量，是减少上述3种阻力的重要因素，也是降低燃油消耗的有效措施。根据国外有关试验资料，车辆减轻自质量10％，可降低油耗5％～8％。对载货汽车来说，减轻自质量还提高了有效载质量，即增加了质量利用系数，从而提高运输效率，降低运输成本，这相对来说也是降低了燃油费用。

　　国内外载货汽车轻量化材料的应用

　　自1973年世界能源危机以来，世界各国先后出台了各种针对汽车的能源政策和保护法，如平均耗油量达不到规定的燃油消耗标准者，每辆车的罚款数额呈逐年上升之势，所以欧、美、日等国的汽车公司都不惜巨资来研发汽车轻量化材料。

　　载货汽车轻量化包括各部分结构的合理设计和轻量化材料的使用2大内容，本文重点叙述轻量化材料的使用。目前国内外载货汽车上应用较多的轻量化材料有铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及复合材料等。各大汽车公司都已经将采用这些轻量化材料的多少作为衡量汽车生产技术和新材料开发水平是否领先的标志。

　　铝合金。与钢铁相比，铝合金具有质量轻(其密度为钢的1／3)、耐腐蚀性好、易于加工等特点，但成本较高，是近20年来在国内外载货汽车上使用最多的轻量化材料。常用的包括：铸造铝合金——活塞、气缸盖、车轮、离合器盖、曲轴箱、进气歧管等；型变铝合金——发动机罩、货箱地板、保险杠、车轮、热交换器(散热器与加热器)、温度调节器(冷凝器与蒸发器)、油冷却器以及冷藏车厢、保温车厢、半挂车的车厢与车架等。欧、美、日等国多年来铝合金在汽车上的用量平均年增幅为10％。据统计，2003年全球每辆汽车用铝已从1978年的50 kg上升为140 kg，增长1．8倍。

　　镁合金。与钢铁相比，镁合金密度小(比铝还小)、易于加工、压铸经济，其最大特点是阻尼减振性和抗凹性好。镁合金早在20世纪40年代末就开始被一些公司采用。镁合金在应用上比铝合金发展得慢，主因是因为其铸造性差、后处理工艺复杂、成本较高。当前世界上所有汽车镁合金平均用量仅2．3 kg。随着研制该材料技术水平的提高，目前正以每年15％～20％的速度递增。

　　塑料及其复合材料。汽车塑料制品一般分为内饰件、外装件和功能件等。据统计，美国的汽车塑料使用量自1975年至1980年曾经以每年30％～40％左右的增速发展，后来因某些部件用塑趋于饱和及发展新品技术难度日益增大等因素增速逐渐放缓。目前世界主要汽车用塑料件的内饰化已基本完成。玻璃纤维增强塑料(FRP)等新品种已随着技术的成熟而正在扩大应用，主要用于车身的外装件和功能件。可用于车门、发动机罩、前脸板、叶子板、保险扛骨架、门梁柱、通风百叶窗、导流罩等近20种车身板件。具有高比强度和高比弹性模量的碳纤维增强塑料(CFRP)及有机合成纤维复合材料(Kevlar)是欧美等国已着手研究的新材料，并已开始使用，但成本较高。如果能将其成本降至当前的1／3，将有望成为汽车功能件和结构件轻量化的优选用才。

　　高强度钢。在轻量化材料中，与铝合金、塑料相比，高强度钢具有以下特点：(1)价格低；(2)基本上可利用原有生产线；(3)其弹性模量高、刚性好、耐冲击性好及较高的疲劳强度，有些高强度钢的抗拉强度为普通钢的2～3倍；(4)耐腐蚀性差。

　　日本提出“以g为单位减轻车质量”的设计理念推动了汽车高强度钢板的应用。据专家介绍，北美1994年曾开发超轻钢汽车车身(ULSAB)，可以使板材的强度平均提高1倍以上。先进的高强度钢的研发是和铝镁等合金材料并驾齐驱进行的，有些甚至可以取代铝合金、镁合金，如车轮、车门、横梁、拖钩等。

　　与世界发达国家相比，我国载 货汽车轻量化材料的应用还有较大 差距。铝合金在国产车上主要用于制作发动机的活塞、气缸盖、进气歧管、飞轮壳等零件，但应用量还很少。早在20世纪70年代一汽、二汽等就先后开发了铝散热器、蒸发器等，但由于受价格及零部件加工技术的限制，制约了铝合金的扩大应用。目前我国汽车单车塑料用量约为：经济轿车，59～60 kg，中高级轿车，60～80 kg，中轻型载货车，40～50 kg，重型载货车，80 kg，相当于国际20世纪80年代初、中期水平。我国载货车应用高强度钢起步较早，1958年一汽就用16Mn钢代替30Ti钢制造车架，1971年开始，上海重汽15 t载货车用16Mn钢减薄纵梁板厚度。据有关资料介绍，在20世纪80年代发展到一辆“解放”采用高强度钢多达1 3 6种，质量468．51kg；二汽的EQl4020的多个零部件采用高强度钢，每车用量达750 kg。此外，南汽、济汽等先后采用高强度钢来制作传动轴、车轮等零件。

　　直至20世纪80年代中后期，我国通过与国际先进的汽车生产国家合资、合作及技术引进等手段，加快了新车型的技术发展步伐，载货汽车轻量化材料的应用亦随之加快。国产载货汽车轻量化材料应用展望 随着我国汽车市场竞争国际化的日趋激烈，首先国产车要达到国外同类车水平，尤其今后国产载货汽车加大出口份额也是必然趋势，因而新型轻量化材料的扩大应用已是迫在眉睫之事。当前国内各大汽车公司都提出了自主开发的战略，有的已启动轻量化研究。国产载货汽车由于自质量较同级国外车大，质量利用系数差距也较大，因而更具开发潜力。下面提出载货汽车应用轻量化材料中的几种情况，供有关人员探讨。

　　(1)竞争机制的形成。载货汽车的不少构件用材可多种选择，这就形成了一种竞争的格局。当前国内外高强度钢、铝合金和塑料在载货汽车车身外板、车架及车厢部分零部件等方面的竞争尤为突出。此种竞争必然推动各材料生产厂家提高工艺水平、降低成本，并推动汽车设计和制造工艺的进步。只要把握好时机，一旦某种材料在技术、经济及资源上取得了优势，就可使此类部件自身的份额获得突破性的上升。竞争机制的形成是推进载货汽车加速实现轻量化的动力。

　　(2)潜力的挖掘。由于种种原因，国产载货汽车应用轻量化材料进展较慢。出于对轻量化要求的紧迫性和应用上的现实性，目前载货汽车轻量化的主要目标点应在车身、前后保险杠、车厢、车架及装配在其上的各种支架、挡板等构件；因为这些构件比动力系统部件用材的性能要求低，易于实现用塑料、铝合金和高强度钢来代替。《商用汽车》杂志曾经报道，MAN载货汽车的车身应用轻量化材料使自质量减轻570 l(g，奥威载货车的车架采用高强度合金钢板制作，其抗疲劳强度提高了43％。随着技术的不断进步，轻量化材料的品种、用量也会日益增多，至于镁合金、钛合金、超高强度钢、吸振与吸音夹层薄板以及碳钎维复合-材料等优质轻量化材料的应用前景令人充满期待，对于载货汽车来说也可作为研发的重要课题。

　　(3)规划目标的实施。国内一些载货车厂或专用车厂应制定减轻白质量的远景规划和近期目标。在具体实施时则应借鉴和学习国际先进汽车厂商的轻量化材料应用技术与研发手段；与此同时，尤为重要的是掌握新型材料的成型、焊接、涂装等新技术。

　　(4)性能成本的评价。减轻自质量应满足3个基本条件一是不能影响构件的强度和刚度；二是不能使成本负担过重；三是修复成本不能太高。设计人员在应用轻量化材料时除进行强度和刚度等的技术计算外，应进行价值分析(即：价值=功能／价格)。例如，一种载货汽车需应用铝合金来取代钢制车厢，需获得多种资料(有关钢材与铝合金型材的售价、两者造价、燃油费、运价、预期运程、预期空载与满载比、预期使用寿命等)作为价值分析的基础，以此作性能成本的综合评价。

　　实现轻量化是衡量汽车工业技术成就的重要标志之一，也是业内人士长期追寻的技术课题。虽然目前我国轻量化材料的应用与国际先进水平尚有差距，但我们相信只要制定政策、明确目标、措施得力，国产载货汽车轻量化的进展速度将很快，其新产品也将会以崭新的面貌出现在人们面前。