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摘 要：底盘系统是汽车的重要组成部分，重量约占汽车总重量的30%以上，底盘系统的轻量化不仅可以降低油耗，还对整车的舒适性有着重要影响。汽车底盘轻量化主要有结构优化、采用新材料和新工艺3 种方式。本文主要以底盘工艺轻量化为研究方向，从新工艺介绍、应用等方面进行阐述和说明。
0 概述
轻量化已成为汽车发展的新趋势，采用新工艺实现底盘轻量化是一条重要途径，同时结合新材料的应用，可以有效降低汽车底盘重量，最终实现汽车轻量化。汽车底盘工艺和生产成本息息相关，工艺轻量化研究意义重大，受到广大汽车厂商和底盘生产企业的关注。
1 底盘新工艺介绍
在进行产品设计开发时，我们应在保证产品结构及性能要求的前提下，尽量使用新的技术或工艺使结构及零部件中空、复合，以降低产品重量，实现轻量化目标。目前应用最广泛的成型技术内高压成形技术、热压成形、液压成形、粉末冶金、发泡铝成形等技术。以某一车型底盘副车架为例，在性能相同的情况下，对比先冲压焊接对通过这两种方式分别生产的底盘从零件总成数量、模具费用、零件成本和零件重量等方面进行了对比，发现采用管材液压成形方式生产的副车架的零件数量为2 个，小于冲压件总成的8 个零件；在生产成本方面，采用管材液压成形方式生产的副车架要比冲压件减少60%，零件成本减少20%，而零件重量减少30%。由此可以看出，新工艺的应用能够在保证产品性能的情况下起到轻量化的作用。
2 底盘新工艺应用
（1）成形工艺。一般传统扭力梁结构为钢板冲压成形，钢板厚度一般为4~7mm，为提高车型刚度要求，扭力梁内部增加一根稳定杆，导致扭力梁总成较高的重量。当前实现扭力梁重量降低的方法主要是使用封闭变截面管状扭力梁。变截面管状扭力梁有液压成形、钢管冲压成形和热成形扭力梁三种成形工艺，钢管厚度一般在3mm 左右。与钢板成形扭力梁相比，管状扭力梁轻量化效果在15%左右，封闭的管状结构对零件强度和刚度有了很大的提高，同时省去安装稳定杆，减少零件数量，降低零件综合生产成本。钢管冲压成形和液压成形使用热轧高强钢材料高频电阻焊接而成，常用材料为DP600、FB590、S460MC等。为提高零件强度，部分车型使用更高强度CP800、DP800 等先进高强钢材料，但为保证焊缝质量，焊管工艺需使用激光焊接工艺。
表1
（2）液压成形。使用低碳钢或低合金高强钢焊接钢管，利用液体作为传力介质，通过模具使工件成形的一种塑形加工技术。液压成形副车架的减震效果能达到30%左右，在实现轻量化的同时减少了零件数量，缩短了焊接和装配工序，降低了生产成本，在国内外车型中得到大量应用。铝合金副车架的成形工艺较多，铸造铝合金和变形铝合金都有应用。铝合金副车架成形工艺分析如表1 所示，多种铝合金副车架成形工艺都已得到奥迪、奔驰、宝马等很多中高端品牌车型采用，铝合金副车架实现车辆的轻量化，其轻量化效果能达到40%左右。
（3）铸造工艺。压力铸造是用于铸造镁合金的最常规工艺，因为该工艺在设计和制造方面有许多灵活性。镁合金和铝合金优异的充型性使其能够经济地用于生产大型、薄壁和复杂铸件，从而代替由许多冲压件和加强筋焊接组合的钢制子系统。
1）低压铸造。低压铸造工艺显著优点是能够生产那高强度和高结构效率的大型薄壁铸件，如凯迪拉克CTS 的空心副车架/冲压件焊接制成的发动机支架，如图1 所示。对比由若干冲压件焊接的支架建中10kg（约35%）。
图1
2）真空压铸。真空压铸是一种新工艺，这种工艺恰好是在压射之前，能降低压射室和铸型型腔的压力，没有空气裹夹在铸件中，能够制造出显著改进性能的相当大的薄壁铸件。当前用这种工艺生产的目标铸件是需要气密性和通过热处理获得良好力学性能的铸件。真空压铸拓宽了常规压铸的能力，同时保持了其经济性的益处，20%以上的铸造企业具有真空压铸能力。
3）真空辅助压铸。简单的真空系统，例如Fondarex 的真空阀和泵，能够用于真空辅助压铸工艺，并且足够减少镁压铸件气孔率。常规压铸件不热处理，因为加热到固溶温度，铸件疏松内残存的气体膨胀，会形成气泡。真空辅助压铸大量减少气孔，压铸件允许进行热处理而不产生气泡。
4）高真空压铸。高真空压铸工艺被认为是真空辅助压铸工艺的强化版本。高真空压铸工艺的关键特点包括铸模和浇注系统、强力真空系统、真空阀和控制系统、监控系统及压铸工艺设置。
3 结束语
汽车底盘工艺轻量化设计是一项系统性、复杂性的工程。在实际汽车底盘轻量化设计过程中，工艺轻量化要与结构优化、新材料导入同步开展，在保证底盘性能质量的前提下，有效降低底盘重量，提升汽车整体的轻量化。
参考文献：
[1]史东杰.汽车底盘轻量化材料和工艺[J].热加工工艺,2016.
[2]陈辉,景财年.热成形技术在汽车轻量化中的应用与发展[J].金属热处理,2017.
