镁合金在汽车上的应用
摘要：介绍了镁及镁合金的类型和它们的基本性能，国内外在汽车材料方面对其的应用情况，镁合金在汽车轻量化方面的应用，展望了镁合金在未来的应用前景。
1、镁及镁合金的特性
镁是银白色的金属元素,常温下镁的密度为1.74 g/cm ,约为钢的1/4,铝的2/3。在金属镁中添加其他元素可以形成各种镁合金。镁合金是现在大量使用的工程结构材料中最轻的,其比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当。同时,镁合金还具有良好的减振性,在相同载荷下,减振性是铝的100倍、钛合金的300~500倍。镁合金还具有良好的切削加工性及尺寸稳定性,其耐凹陷性、铸造成型性及表面装饰性俱佳,加之具有易回收利用、导热优良性、抗电磁干扰及屏蔽性能等特点,镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动及风动工具和医疗器械等领域。金属镁主要用于:铝基合金的重要添加元素,用量约占镁的总消耗量的43%左右;制造各种零部件的用量已达到镁消耗量的35%左右;炼钢脱硫约占13%;阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等。
当今，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，三类材料占整车比例合计约为80%，其中钢铁约占62%，铝合金和塑料大体相当，均占8%-10%。镁合金在汽车上的应用比例为0.3%，平均重量约5kg，但近几年的增幅却较大。镁的比重为1.74g/cm3,是铝的2/3，钢的2/9，和塑料相当，是最实用的减重轻金属材料。镁合金也具有比强度、比刚度高等优良性能。正因为如此，镁合金有利于汽车轻量化、有利于节能和减排。据资料介绍：轿车质量每减轻100kg，油耗可降低5%。如果每辆汽车使用70kg镁合金，CO2年排放量能减少30%以上。汽车减重可以提高其加速性能；顶部和车门减重，可以降低汽车重心，增强稳定性；前部减重，可以使汽车重心后移，改善操纵性能。同时，镁的减振系数远高于铝和钢铁，具有优良的抗冲击性能，有利于减振降噪，选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声，受冲击时能吸收更多的能量。镁合金的散热性好，抗电磁干扰性高，使汽车更为安全舒适。
2、常用镁合金类型及其性能
由于交通工具轻量化的推动，世界各国都展开了对镁合金的研究，而限制镁合金发展的一个主要原因是镁合金的高性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差，因此新材料的研发主要是针对这一问题进行，概括的说主要包括两个方面，一是对现有合金的优化，主要是针对现有的商业镁合金，特别是对AZ、ZK系合金进行改性，通过添加合金元素以期改善合金的高温性能；二是新合金系的开发，主要是指新型Mg-RE系的研发。
镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az系列）、Mg-Al-Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（AS）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n(ZK)、Mg-Zn-RE系（ZE）等合金。常用铸造镁合金的牌号及性能见表1。表2为常见变形镁合金的化学成分及基本特性。
3、镁合金在汽车工业应用现状
镁合金材料制造的汽车零部件品种繁多，从汽车的运动部件（如车轮），到汽车的结构部件（如汽车座椅框架），再到承受高温的耐高温部件（如缸体），这些零部件的共同特点是承受的机械和化学负载较低。镁合金材料经常用来制造“支架”、“壳体”、“端盖”或“堵盖”类零件等。由于镁合金材料具有极好的铸造流动性能，因此，非常适合于制造横拉杆之类的薄壁结构件和大面积的车辆内部结构件，如车门和前、后舱盖等。金属镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件，最常采用镁合金材料的零部件有：
♦ 向轴，全球50%的转向轴采用了镁合金材料；
♦ 横梁，欧洲产轿车中使用了约6000t的镁合金材料；
♦ 变速器壳体，大众公司B型车架的轿车中每天使用约600个镁合金材料制造的变速器壳体。
原则上讲，镁合金材料主要用于汽车的内部结构的驱动系统中，大批量、由汽车零部件供应商提供的镁合金零部件有望在今后的5年内大量进入汽车制造业，那时，戴姆勒-克莱斯勒公司生产的汽车将采用镁合金自动变速器；BMW公司生产的轿车将采用镁-铝复合材料的发动机缸体。从长远来看，镁合金材料在车架制造和底盘制造中以及耐高温零部件的制造中也会进一步增加。
除了可以比钢和铝减轻40%～70%的重量这一优点之外，镁合金材料在减振、降噪和环保等方面也具有很大优势。地球上镁元素的含量丰富，便于对镁合金材料废旧零部件进行回收再利用；与铝合金材料相比，镁合金材料熔化、铸造时的能源消耗少，切削加工时机械磨损少，因此，整个生产费用可比铝合金材料减少20%左右。镁合金材料良好的焊接性能可能会给汽车的结构设计带来一场新的革命，它可以用来制造大量的结构件，特别是可以制造出一些薄壁件和大面积结构件，进而降低汽车的总装费用。
尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些，这一价格上的劣势因镁合金材料生产加工过程中的费用低廉而得以弥补，单位体积的镁熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性，因此，总价格比铝合金材料仅高出20%左右。此外，镁合金材料还有一些不足之处就是耐腐蚀性差、抗蠕变性能差、刚性较差。在镁合金零部件的生产制造过程中，有许多问题需要解决，例如，在浇铸时，要克服不良的（冷）变形问题；另外，镁合金材料在实际应用中还有外部裸露件的锈蚀问题，还有在不同材质零件混和运输过程中都要注意提高镁合金的抗接触腐蚀能力，防止金属镁的自燃等问题。
汽车用镁及镁合金部件包括仪表盘、支架、座位框架、导向轴部件、变速箱、汽缸头外壳、进气岐管等非结构件。镁汽车部件开发包括车蓬板、结构支架、后甲板盖、内车门框架、发动机头、发动机主体等。
表3是汽车上镁合金典型应用类型零件。从该表可以看出采用镁合金制作汽车零件均能达到减重的效果，同时很多部位也能充分利用镁合金的减振性能，提高整车的NVH性能。
4、汽车工业的用镁前景
世界交通世界交通运输车辆总趋势是轻量化，达到节能 降耗的目的。与%’年前相比，国外汽车自质量减轻%’HI%/H。未来汽车不管选用何种动力，都必须轻量化，尤以轿车最为突出。轻量化、节能降耗和降低排放污染是发展轿车的三项战略性课题，其中轻量化是关键。因此轻量化是汽车发展趋势。减轻汽车自质量最有效的途径是采用轻质材 料制造汽车，实践证明，选用轻金属（铝、镁）和塑料等轻质材料代替钢铁，能有效的减轻汽车自质量。在铝材和塑料已被广泛应用，汽车排放法规日趋严格，节能降耗更为迫切的新形势下，世界汽车业把目光投向镁合金，认为它是比铝合金和塑料更为优良的轻质材料，对汽车的减重效果更明显、节能降耗更有效、环境保护更有利。镁比铝更轻，是工业实用金属结构材料中最轻的金属。镁具有高的比强度和比弹性模量，良好的刚性及抗电磁干扰屏蔽性，优于铝的切削加工性和尺寸稳定性，高的阻尼性能和减振抗冲击能力。镁合金材料可回收利用，在当今世界环保意识高涨的今天，能高度回收利用的材料和制品将日益受到重用。因此，镁合金是减重节能、吸振降噪、安全环保型汽车结构材料，在汽车上最有应用潜力，它是汽车工业最有发展前途的轻金属结构材料。
我国镁资源相当丰富，储量居世界首位，而且产镁的地区大都电力充足，熔炼用辅料硅铁丰富，具有发展镁工业得天独厚的条件。目前国内用量很少，尤其是汽车工业用量极少，供大于求，大量低价出口。同时我国镁合金牌号、品种规格较少，无自成体系的压铸镁合金，零件制造成形技术落后，这 与我国镁资源优势很不相称，既影响到镁工业的发展，又制约着镁合金材料在汽车上的合理应用。因此，研究开发汽车用镁合金及零件先进制造技术，是结合国情，既现实又有发展前景，并亟待研究的重要课题。中国应重点开发丰富的镁资源，扩大在工业上的应用范围，并应紧跟世界汽车用镁合金的趋势，开创具有中国特色的汽车用镁合金新局面。
1 汽车轻量化使用的主要铝合金材料
从汽车公司的实践来看, 在汽车轻量化中主要使用了铸造铝合金、变形铝合金、铝基复合材料。这些材料各有自己的特性, 因此在使用中有所差异。
1.1 铸造铝合金的使用范围
从世界范围来看, 铸造铝合金是目前汽车轻量化的的主要材料。铸造铝合金的使用范围很广, 从发动机、活塞到车轮、零部件等, 都可以使用铸造铝合金。但是由于铸造铝合金的耐热性有较大的缺陷, 因此, 在对铸件强度有较高要求的零件中, 铸造铝合金的使用较少。不过, 随着铸造锻造法以及半固态成型法的不断成熟, 铸造铝合金的强度较之以前有了很大的提高。
1.2 变形铝合金
变形铝合金包括铝合金板带材、挤压型材和锻造材。从目前的的实践来看, 变形铝合金主要在车身上使用, 而且具有很好的轻量化效果。另外, 在散热器、车轮、悬架系统零件等方面, 变形铝合金的使用正在扩大。
1.3 铝基复合材料
铝基复合材料的密度很低, 但是比强度和比模量很高, 同时具有极高的抗热疲劳性。但是, 由于现代技术的限制, 铝基复合材料的价格很高。在目前汽车市场更多的依靠价格的竞争格局面前, 成本因素是汽车生产厂商必须重视的一个因素。目前铝基复合材料主要是一些零件方面使用, 比如连杆、制动钳等。
2 铝合金材料在汽车轻量化的应用
2.1 发动机
发动机被认为是汽车的“心脏”, 而且发动机的质量一般占整车的20-30%。而机体又是发动机中最大的单件零件, 其质量占发动机整体质量的25-35%。因此降低汽车发动机机体对于汽车轻量化具有重要意义。为了降低机体质量, 广泛采用了铝合金材料。从样本机来看, 质量较之传统材料降低了20%左右。
2.2 变速器、离合器壳体
变速器、离合器是汽车制动系统的重要组成部分, 关系到汽车的加速与制动。从汽车公司的实践来看, 使用铝合金对变速器与离合器的安全性能并没有影响, 同时质量降低效果明显。目前已经在部分车型中得到了广泛的使用。
2.3 底盘悬挂
奥迪公司是最早开始将轻质材料用于底盘悬挂的汽车生产企业。从奥迪公司的生产实际来看, 这项技术取得了很好的效果。我公司在近年来也加大了轻质材料在底盘悬挂中的使用, 很多部件都使用了铝合金管, 比如刹车卡钳。另外, 在行李箱盖、方向盘支架以及仪表的内衬结构等也使用了铝合金, 取得了良好的效果。
2.4 全铝车身设计
国外汽车厂商为了进一步降低汽车的质量, 较早的开始了全铝车身的设计。其中, 奥迪公司的全铝车身设计无疑是翘楚者。奥迪A8作为一款全铝车身设计的车型, 其整车质量与一辆中型车相似, 可见全铝车身设计在汽车轻量化具有很广的应用价值。奥迪公司的全铝车身设计又被称为ASF, 其最大特征是车身结构是由积压的铝部件即有关压铸件组成。目前奥迪A8的整车质量不到250kg, 而轻量结构系数也达到了1.5。
2.5 镁铝合金的使用
随着现代材料工业的发展, 除了传统的铝合金外, 镁铝合金也在汽车轻量化中得到了广泛的使用。以奥迪R8为例, 在使用镁铝合金后, 其车身结构的重量仅为200kg, 较之单纯的使用铝合金的重量又降低了50kg左右。
2.6 汽车散热器
在传统的汽车制造技术中, 汽车散热器主要以铜作为原料。随着金属价格的上涨, 目前铜的价格已经远远高于铝。从国外发达国家的汽车工业发展来看, 早在21世纪初, 就基本上普及了铝合金在汽车散热器的使用, 而且取得了较好的效果。但是, 目前我国诸多汽车企业由于技术等方面的限制, 汽车散热器主要以铜箔为材料, 铝合金在汽车散热器中的使用较少。但是, 铝合金在汽车散热器的使用扩大将会成为我国汽车工业尤其是轻量化发展的一个重要方向。从现有的实验和信息来看, 使用铝箔可以帮助汽车的散热器降低40%左右的质量。
3 实现汽车轻量化的认识
3.1 汽车轻量化的意义
汽车轻量化具有显著的社会、经济效益。首先, 从环境保护的角度来看, 汽车轻量化可以有效降低温室气体排放, 减少汽油消耗, 从而实现环境保护的目的。其次, 汽车轻量化可以帮助企业节约生产成本, 提升企业的竞争力。同时, 对于消费者而言, 更轻的汽车意味着更低的油耗, 也可以节约各种燃油费用。最后, 从社会的角度来看, 部分汽车的轻量化, 比如货车的轻量化, 还可以实现多拉货的目的, 促进社会物流发展。
3.2 汽车轻量化的实现路径
汽车要实现轻量化, 依赖于这样几个路径。首先, 是技术路径。汽车轻量化的发展依赖于现代技术的发展。这些技术即包括各种现代材料科学的发展, 通过引入质量更轻的材料实现汽车轻量化发展, 同时还要革新有关设计、制造技术, 进行设计创新与制造工艺的创新, 实现轻量化的发展。铝合金作为材料科学的成果, 在汽车轻量化发展中具有积极的作用。但是在强调材料科学的支撑作用同时, 还要注重多种技术的配合。其次, 是现代项目管理路径。汽车轻量化是一个系统的工程。虽然目前的汽车轻量化多是从某个部件或零件开始, 但是都是以服务汽车整体为目标。如果单纯的为了轻量化而轻量化, 不顾汽车整体性能的发挥, 显然违背了轻量化的建设目标。因此, 在汽车轻量化的设计中, 必须强化整车设计概念, 从而更好的实现轻量化目标。
4 结语
汽车轻量化是现代汽车工业发展的必然趋势。铝合金作为一种新型材料, 在汽车轻量化建设中得到了广泛的运用。在肯定铝合金材料在汽车轻量化建设中的显著效用的同时, 必须清晰的认识到, 汽车轻量化是一个系统的工程。要更好的实现这一目标, 在重视材料科学成果使用的同时, 还要结合现代汽车设计理论以及有关制造技术, 更好的促进汽车轻量化。
摘要：汽车轻量化是现代汽车工业发展的重要趋势, 实现汽车轻量化的途径可以包括技术革新与材料工程等。铝合金作为一种轻质材料, 在汽车轻量化中的使用较广。本文介绍了目前几种常用的铝合金材料, 并对铝合金在汽车轻量化的运用进行了讨论, 最后提出了有关看法。
关键词：汽车产业,轻量化,铝合金
参考文献
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【关键词】镁合金；轻量化；机构构建；应用
随着我国社会主义现代化建设的不断深入，国民生活发生了翻天覆地的变化。近年来，我国人均汽车拥有量急剧增长，汽车的私有化加速方便了人们的出行交通方式，但同时也带来了更为严重的环境问题。节能减排是现代汽车工业发展过程中不可绕开的一个部分，而从车辆本身而言，实现节能减排的方式有许多种，轻量化发展也是其中之一。本文主要基于汽车轻量化和节能减排的角度，介绍了镁合金在车辆结构构件上的应用情况。
一、汽车轻量化与节能减排
汽车车辆的节能减排是目前社会发展中一个重要的社会和环境课题。节能减排主要从“节能”和“减排”两个方便进行，所谓“节能”的关键就是对可再生绿色能源的利用，但新能源汽车技术仍处于研发之中，在普及过程中还有许多关键性的技术需要实现，还有许多难以克服的障碍需要扫清。从“减排”方面的实施，则是对清洁能源的利用以及降低汽车本身的排污。不管从哪一个层面来实现汽车车辆的“节能减排”，受替代能源储存和使用技术水平的限制，为了延长行驶里程、提高车辆动态相应能力，新能源汽车开发正面临着更大的减重压力。
目前，世界范围内对于实现汽车车辆的节能减排的途径主要包含两个方面。其一就是改变汽车内部的驱动能源，尽可能的提升汽车燃油能量的利用率，达到节能的目的，为了达成这一目的，许多发达国家，例如德国、日本都致力于研究节能的汽车驱动方式的研究，并且也取得了一系列的研究成果，例如混合驱动等车型的研发，但受到到动力高效传输技术、能源存储的技术限制，许多研发结果并不能够得到普及性的应用。例如电动汽车，其续航时间是有限的，只能够适用于短途的行驶里程代步，不能够起到内燃式燃料的行驶续航替代工作，在普及应用上存在较大的局限性。其二则是基于保障服役性能的车辆轻量化，如：采用高比性能材料替代传统地比性能材料，在确保车辆动态驾控性能和碰撞安全的前提下，降低车辆重量，降低车辆的制造、使用和回收的能耗和排放。相关研究统计证明，车辆重量与其燃油量存在正相关的数量关系，车辆重量的降低对于降低车辆油耗有着重要的作用。
目前，许多西方发达国家已经着力于对汽车轻量化的批量生产工作上，许多高端汽车品牌都拥有自身轻量化的核心技术，统计研究发现，汽车的轻量化不仅有助于降低车辆的排污量，还能够显著的提高车辆的驾乘动力学性能，更有利于汽车在行驶过程中的灵动性增强，有效提升汽车的稳定性和安全性。
随着汽车技术发展思路更新和节能环保理念深入人心，汽车轻量化已成为全球汽车发展的必由之路。目前公认具有市场竞争优势的汽车轻量化材料主要有：高强度钢、铝合金、镁合金和有机基纤维复合材料等。国产车在轻量化方面投入也越来越大，推动着轻量化技术的不断进步。如长安汽车在镁合金研发的基础上，在2006～2009年期间，除在新车型开发中进行镁合金零部件同步集成开发外，还对镁合金在汽车前端上的应用就行了系统深入的可行性研究。
二、基于汽车轻量化的镁合金应用
汽车轻量化的理念受到汽车制造商的青睐的根本目的在于，能够有效的提升汽车品牌的市场竞争力，能够为汽车制造带来更多的经济效益，并取得用户与企业的双赢局面。因此，许多汽车制造商都将汽车轻量化的目光集中在车辆构件减重的性价比上：一是替代材料的价格，二是替代材料所带来的减重对车辆的性能的改变。
实际上，对于车辆轻量化设计的考量，对于原材料的性能考量只占一部分，更多的是考量材料的可加工性、材料的广泛拥有、易于获取、价格经济合理等综合成本，最最终才能科学地评价一种轻量化材料可能带来的轻量化效果和技术经济特征。目前，汽车制造行业的核心技术优势在于集成技术，材料的工艺程序以及可否进行集成性设计及制造，成为了材料选择的关键所在，也是其核心竞争所在。
合金材料在汽车轻量化的发展中取得了较大的关注。例如镁合金、碳钎维符合材料等、铝合金等材料均被尝试性的应用至汽车结构构件的减重改造中。但相关研究表明，以上几种材料对于汽车轻量化所产生的结构性能改变中，从原材料到可供装配的零部件，不同材料因成形加工特性的差异，工艺成本差异明显；且构件的本体材料性能因工艺不同也与标准试样性能存在显著差异。例如在重量的比较上，CFRP（碳纤维复合材料）比铝合金轻，但其抗拉强度、弹性模量存在一定的波动性，如果碳纤维复合材料中纤维处于平行状态，其弹性模量、抗拉强度均要强于铝合金、镁合金，而如果纤维处于垂直状态，各方面性能将会出现显著下降。而镁合金与铝合金相比，它拥有与碳纤维复合材料质地轻的优势，同时又具有与铝合金类似的稳定性质，但在各方面属性上不及铝合金的性能。
三、镁合金在车辆结构构件上的应用情况
1.镁合金的主要特征
镁合金的主要特点包含以下几个方面：
质量轻：镁在20℃时的密度只有1.739/cm3，比铝、锌、铁的密度分别低36%、73%和78%，镁基合金是目前所有应用的工程材料中质量最轻，也是比强度最高的金属材料。作为轻质合金，镁基合金广泛地应用在一些对重量特别敏感的手提工具、体育器材、交通工具中。
抗震：与当前用途最广的轻金属铝合金相比，镁合金不但轻，而且抵抗振动和降低噪音能力也非常的高。以镁合金AZ91D为例，在35MPa应力水平下AZ91D的衰减系数为25%，而铝合金A380只有1%；在100MPa应力水平下AZ9ID的衰减系数上升为53%，而铝合金A380只达到4%。镁合金是一种非常理想的减振材料。
抗干扰：镁合金还具有很高的屏蔽电磁干扰的性能。此外。镁合金还是非常易于回收的材料。镁合金的熔化潜热比铝合金还要低，熔炼消耗的能量低。显然，镁合金的这些特性非常适合于3C（计算机、通讯器材和消费类电子）产品的需要。镁合金与现代化紧密相连，被冠以“时代金属”和“2l世纪金属”的称号。
良好的耐蚀性：按照ASTM B117盐雾试验标准，腐蚀速率≤0.25mg/emZ/Day；
熔点低：有良好的压铸成型性能，铸件及加工尺寸精度高，可铸造薄壁件以及比铝、铁更复杂的零件；
良好的阻尼性：100%可回收再利用；对环境无污染，被誉为“21世纪的绿色金属结构材料”。
2.镁合金在车辆结构构件的应用情况
目前的镁合金制造工艺技术，能够有效的实现利用镁合金制造集成性能较高的车辆结构构件，一方面，镁合金具有良好的铸造性，加工条件较为简答，加工工艺简单，且加工有效性较高，不易产生废品，另一方面，镁合金较高的阻尼系数，能够增添汽车结构的抗震性，十分符合汽车工业制造对于材料的多项功能的追求目标。目前，镁合金在车辆结构构件的制造中广泛应用，例如在车辆的传动系统中，在合器外壳、齿轮箱外壳、离变速箱外壳等零件的铸造方面就大量的使用了镁合金。在车体结构中，车门内衬、仪表板、车灯外壳、引擎盖、车身骨架、底盘系统转向架等也大量使用了镁合金压铸产品。许多国外发达国家对于镁合金的应用程度要远远高于国内汽车制造业，例如许多汽车高端品牌兰博基尼、保时捷等都采用了镁合金减重设计，其车辆的相关性能都得到了很好的提升。但由于国内基于汽车安全性的考量，对于镁合金材料的应用情况较少，仍旧多用铝合金的形式来对汽车重量进行控制。
3.镁合金在车辆构件应用中存在的问题
镁合金的广泛应用为汽车减重、节能减排带来了新的机遇，但同时也还存在一些问题有待解决。首先，是镁合金材料的回收问题，目前对于镁元素的回收技术相对局限，且回收成本极高，大大的超出了一般性合金的回收价格。其次则是镁元素的易氧化、较活泼的化学性质，为镁合金的集成化、模块化在汽车零部件使用上带来了调整，其对制造工艺的要求较高，大大增强了生产工艺的难度。最后一点，则是对于镁合金的相关性能测试的数据存在一定的欠缺，由于对镁合金材料的研究不深，在信息时代，对于镁合金相关的基础数据资料的整合存在较大的欠缺，无法更有效的提升对镁合金性能的利用程度。
4.镁合金在车辆构件应用的发展趋势
镁合金与铝合金相比，其合金强度存在一定的弱势，因此，为了进一步的提升镁合金在汽车领域的应用，其未来的发展趋势应该可以分为高强度镁合金、耐热镁合金、耐蚀镁合金、阻燃镁合金。
提升镁合金的强度，一般可以从改变合金元素（加入稀土元素、铝元素等）、改变铸造成型工艺（半固态成型技术）、改变合金纯度等方式。提升镁合金的耐热强度，一般采用天剑钙，稀土等元素，提升镁合金的耐腐蚀、阻燃性，则可以采用表现处理技术、无溶剂气体保护法等方式。
参考文献
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【摘要】
热电技术利用热电材料可以直接将热能转化为电能进行发电，同时也可以将电能转化为热能进行加热或者制冷，是一种全同态能量转换方式，无需化学反应或流体介质。介绍了热电技术的基本原理，论述了热电装置在汽车尾气余热回收，减少汽车尾气中有害气体排放，新型汽车空调系统等方面的应用情况简述了热电技术在中国的发展情况 主题词:热电技术汽车应用
1、前言
能源短缺和环境污染问题成为了当前汽车工业发展的两大挑战。因而绿色环保技术的研究和应用越来越受到各个国家的关注和支持。成为当今世界汽车工业发展的主题热电技术是一种古老而又全新的绿色环保技术。该技术利用热电材料可以直接将热能转化为电能进行发电。同时也可以将电能转化为热能进行加热或者制冷。是一种全固态能量转换方式，无需化学反应或流体介质。热电设备在工作过程中具有性能稳定，无噪声，无磨损，体积小，质量轻，移动方便，使用寿命长等优点。
2热电效应的基本原理
热电效应包含了3个分别定义过的基本效应:赛贝克效应(Seebeckeffect)，帕尔贴效应(Pehiereffect)和汤姆孙效应(Thomsoneffect)，这3个效应奠定了热力学中热电理论的基础。也为热电转换材料的实际应用展示了广阔的前景。
赛贝克效应是1821年由德国科学家ThomasJohannSeebeck发现的，指的是在两种不同导体a，b或导电类型不同的半导体构成的回路中。当两个接点温度不同时。则两个接点间有电动势产生。且在回路中有电流通过。赛贝克效应可由赛贝克系数S出来表征。5lim.AV/At=(1)△￡—0u
式中。AV为电压降;为温度差。帕尔贴效应是由法国科学家JeanCharlesAthanasePehier在1834年发现的与赛贝克效应的现象正好相反。帕尔贴效应是指两种不同导体组成的回路的接点。当有电流通过时，在其中的一个接点处有吸热或放热的现象。如果改变电流的方向，吸放热也会也随之反向。在时间内产生的热量与流经的电流，成正比。即dQ=xrjdt(2)——1——
综述。式中，1『出为帕尔贴系数。1854年。英国科学家WilliamThomson发现当电流通过一个单一导体。且该导体中存在温度梯度，就会有可逆的热效应产生。该反应称为汤姆孙效应，产生的热为汤姆孙热汤姆孙热与通过的电流，经历的时间成正比。即dQ,dT,.,一-g-，各种半导体材料进行热电转换的效率是不同的。而且每种热电材料都有其适宜的工作温度范围，通常用刀这一无量纲值来描述材料的热电性能，其中为材料的平均温度，z为材料的优值系数(figureofmerit)，Z的定义如下:Z:s2叮04，式中，5为赛贝克系数;为电导率;A为热导率。提高材料的热电转换效率。关键是在于寻找高值的材料随着当今新材料合成技术的发展。以及用x射线衍射技术和计算机来研究化合物能带结构参数等新技术的出现。热电材料的研究日新月异。各种新材料层出不穷。
3热电技术在汽车工业中的应用
根据热电效应的基本原理。利用半导体材料加工成的热电模块可以实现发电，加热及制冷等功能，这些功能在汽车上得到广泛的应用。随着热电材料技术的发展。热电模块向着体积更小，效率更高方向发展美国Hi—Z公司是研发和生产热电模块的着名公司。
3.1热电发电机——汽车尾气余热回收
内燃机在工作中。燃油燃烧的总热量只有30%～45%用于汽车的动力输出。其中汽油机的输出功率一般只占燃油燃烧总热量的20%～30%。而柴油机输出功率一般占燃油燃烧总热量的30%～45%即至少一半以上的热量以废热的形式排出车外。这些热量包括循环冷却水带走的热量和汽车尾气带走的热量如果用热电发电机替代传统发电机。将这部分热能转化成电能储存在蓄电池内，汽车的燃油经济性将会得到明显的提高在混合动力汽车上安装热电发电机。同样可以回收这些热
能。转化成电能储存在动力电池内。从而进一步降低混合动力汽车的油耗传统汽车的汽车电源由蓄电池，发电机及其调节器组成。发电机通常可以提供1～2kW的电能给蓄电池及其它的汽车用电设备。发电机通过皮带与汽车发动机相连。在发动机低速运转时效率约是60%。发动机高速运转时效率约为30%。如果再考虑到发动机本身的效率。那么发动机及发电机组成的发电系统的综合发电效率非常低。约10%～15%。因此每产生1kW的电能大约需要10kW的化学能。而热电发电机不需要汽车发动机提供动力。通过回收汽车尾热。可以为汽车的电力系统提供足够电能，并且在提高了整车的燃油经济性的同时。减少了汽车尾气余热的对大气温室效应的影响。另外。热电发动机具有使用寿命长，低维护费用，性能稳定等很多传统发电机不具备的优点。早在1964年，美国，日本及欧洲很多国家就开始了利用热电发电机对汽车尾气余热回收的研究。1992年美国Hi—Z公司的J.C.Bass等研制的热电发电机由72个HZ13模块组成。每个HZ13模块功率是13W热电发电机总长为48.26cm，最大直径为22.86cm，总质量为13.6kg，最大功率是1068W。Bass等研制的热电发电机1998年日本Nissan汽车公司研究中心研制的热电发电机。同样由72块热电模块组成。每个模块可以输出功率1.2W该发电机整体外形是长方形。尺寸为440mmxl80mmx170mm。连接在排量为3L汽油机的排气管中部。在道路试验中。当汽车以60km/h的速度爬坡时。发电器可转换排气中1l%的热量。宝马汽车公司与美国BSST公司共同研制开发的一款热电发电机可以回收和转化汽车技术。综述。
5%的尾气热能。目前，宝马汽车公司开始批量生产一款装有热电发电机的车型一一BMWX6ActiveHybrid。该车均耗油量仅为9.9U100kW随着更高性能的热电材料的出现及热电发动机成本的不断降低。专家预测未来的发动机将是现有发动机和热电发电机的综合性发动机3BMW5系车上安装的热电发电机 3.2热电模块预加热——减少汽车尾气排放
随着人们环保意识的加强。汽车排放法规越来越严格。而元催化器作为汽车尾气污染处理的主要部件。存在着严重的不足汽年尾气中的有害气体主要有CO，HC和NO。这3种气体通过j元催化反应器中的净化剂时。进行氧化还原化学反应。其中CO在高温下氧化成无色，无毒的二氧化碳气体，HC化合物在高温下氧化
成水和二氧化碳气体NO还原成氮气和氧气。然而，i元催化反应器的工作温度是400～800℃，二作温度是300℃。而在汽车冷起动开始的2～3min内。元催化反应器内尚未达到起始温度。这期问排放的尾气约占汽车排放尾气总量的60%～80%t5¨1热电反应装置可以在这段时间内为三元催化反应器加热。使其迅速达到起始工作温度，使得汽车在冷起动时最大程度减少尾气污染。同时。热电反应装置也可以作为恒温器来工作。保证三元催化反应器的工作温度恒定在最佳1二作温度区间。对于混合动力汽车来说。热电反应装置的这种功效在减少汽车尾气排放上尤为显着这是因为混合动力汽车的发动机经常需要起停。特别是在城市工况行驶时。_二元催化器经常不能在最佳工作温度区间工作另外。二三元催化器在恒定的温度范围内工作。不仅可以减少汽车尾气排放。也可以增加其使用年限。
3.3热电制冷及加热——新一代的汽车空调系统
从1927年第一台单一供暖空调的出现到1977年的计算机控制汽车空调系统的研制。汽车空调系统现在已经成为了汽车的基本配置然而。在给人们带来舒适性的同时。汽车空调表现出了许多缺点和问题.a.汽车空调系统增加了发动机负担。降低了整车的动力性。汽车空调系统主要由压缩机，冷凝器，蒸发器和膨胀阀等组成。这些部件增加了整车的质量。又由于压缩机的动力来源于汽车发动机。使得汽车空调的使用降低了汽车的动力性在高温天气下，一些小排量的汽车在长时间使用空调后甚至会出现“开锅”现象 b.汽车空调中的制冷剂对环境造成严重污染。目前的汽车空调制冷剂。多数以RI2和R134a为主，R12渗透性极强，无毒，常温下无味。泄漏时不易被发现。R12中的氯分子对大气中的臭氧层进行破坏，对环境造成污染而R134a作为R12的替代产品，虽然对臭氧层没有破坏作用。但其GWP值(全球变暖潜能值)却高达1300，是全球温室效应的元凶之一，而且，它对现用冷冻润滑油相容性差。对铜管有腐蚀性。易造成泄漏
c.由于能源危机，不可再生能源石油资源在未来的几十年内面临枯竭。很多车辆采用代用燃料，如CNG，甲醇汽油，乙醇汽油等。由于代用燃料的特性原因，与燃烧汽油的发动机相比。发动机的动力性下降了很多，带动空调运行比较困难。因此，传统的压缩机制冷汽车空调不再适用于这些代用燃料车辆。热电空调系统
是根据帕尔贴效应。采用半导体材料制造的空调系统。可以同时实现制冷和制热12t-2zl它不需要汽车发动机提供动力源。减轻了发动机的负担增加了汽车的动力性。而且对环境没有污染。真正实现了“绿色空调”。热电空调同时具有以下优点: a.可靠性高，维护方便: b.结构紧凑，体积小;c.无噪声，制冷速度快: d.工作电源与汽车电源通用
4是美国艾梅瑞冈公司的一款温控座椅
fClimateControlSeat)。该款座椅采用热电装置，具 有既可加热又可制冷的主动控制功能，可同时满足 不同乘客的各自温度要求。是新一代的汽车空调系 统该温控座椅自1999年首次推出。迄今为止已经 销售了超过1000万套目前，包括丰田，福特，通 用，尼桑，捷豹/路虎，本田，现代和起亚的全球8大 汽车生产商选用了该款温控座椅艾梅瑞冈公司的 温控座椅系统成功替代了压缩机制冷汽车空调系 统。成为未来汽车空调的发展方向 ————。综述。
图4美国艾梅瑞冈公司的温控座椅 3。4其他方面的应用
现代汽车在满足动力性，安全性及经济性等性 能的同时。更加注重车内乘客的舒适性。根据热电 制冷原理制成的车载冰箱能让人在炎炎夏日里感到 一
丝清凉如图5所示。由热电模块制成的车载加 热制冷槽。加热槽作为微型的热水器，让人们随时可
以喝到一杯热咖啡或者热茶汽车上许多重要电子 部分的冷却也是由热电制冷模块来完成。
4热电技术在我国的研究情况
中国在热电技术方面的研究起步比较晚。参与研究单位比较少，目前主要集中在浙江大学，清华大学，武汉工业大学等一些学校。而且主要是一些基础理论的研究。但是，随着能源危机及环境污染等社会问题的日益严重。我国对新能源技术开发和绿色环保技术的研制提升到了一个新的高度。如国家重点基础研究发展计划(亦称973计划)将热电技术:“高效能热电材料与设备的基础研究”列为专项计划进行研究在热电材料理论研究的基础上。我国部分科研单位已经开始了热电技术在汽车上实际应用的研究。在国家重点基础研究发展计划和上海汽车工业科学技术发展基金的共同支持下。中国科学院上海硅酸盐研究所与上海汽车集团股份有限公司技术研究中于2009年共同启动了热电技术新项目。这个项目计划开发一款功率为500W的热电发动机。并安装在排量为2.5L的汽车上。预期目标是提高8%～10%的汽车燃油经济性。5.结束语
汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。在目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成。汽车电线又称低压电线，它与普通家
汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。在目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成。
汽车电线又称低压电线，它与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单蕊电线，有一定硬度。而汽车电线都是铜质多蕊软线，有些软线细如毛发，几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管（聚氯乙烯）内，柔软而不容易折断。汽车线束内的电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的电线，它们各自都有允许负载电流值，配用于不同功率用电设备的导线。以整车线束为例，0.5规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等；0.75规格线适用于牌照灯，前后小灯、制动灯等；1.0规格线适用于转向灯、雾灯等；1.5规格线适用于前大灯、喇叭等；主电源线例如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5至4平方毫米电线。这只是指一般汽车而言，关键要看负载的最大电流值，例如蓄电池的搭铁线、正极电源线则是专门的汽车电线单独使用，它们的线径都比较大，起码有十几平方毫米以上，这些“巨无霸”电线就不会编入主线束内。
在排列线束前要事先绘制线束图，线束图与电路原理图是不一样的。电路原理图是表述各个电气部分之间关系的图像，它不反映电气件彼此之间怎样连接，不受各个电气元件的尺寸形状和它们之间距离的影响。而线束图则必须要顾及各个电气元件的尺寸形状和它们之间的距离，也要反映出电气件彼此之间是如何连接的。
线束厂的技术员根据线束图做成线束排线板后，工人就按照排线板的规定来截线排线了。整车主线束一般分成发动机（点火、电喷、发电、起动）、仪表、照明、空调、辅助电器等部分，有主线束及分支线束。一条整车主线束有多条分支线束，就好象树杆与树支一样。整车主线束往往以仪表板为核心部分，前后延伸。由于长度关系或装配方便等原因，一些汽车的线束分成车头线束（包括仪表、发动机、前灯光总成、空调、蓄电池）、车尾线束（尾灯总成、牌照灯、行李箱灯）、篷顶线束（车门、顶灯、音响喇叭）等。线束上各端头都会打上标志数字和字母，以标明导线的连接对象，操作者看到标志能正确连接到对应的电线和电气装置上，这在修理或更换线束时特别有用。同时，电线的颜色分为单色线和双色线，颜色的用途也有规定，一般是车厂自订的标准。我国行业标准只是规定主色，例如规定单黑色专用于搭铁线，红单色用于电源线，不可混淆。
线束用机织线或塑料粘带包裹，出于安全、加工和维修方便，机织线包裹已经淘汰，现在是用粘性塑料胶带包裹。线束与线束之间、线束与电气件之间的连接，采用联插件或线耳。联插件用塑料制成，分有插头和插座。线束与线束之间用联插件相接，线束与电气件之间的连接用联插件或线耳。
在开业仪式上的讲话（汽车维修）路通达南阳分公司成立仪式上的讲话各位领导、各位朋友、各位同行：今天，我们在这里隆重庆祝路通达南阳分公司成立，请允许我代表路通达南阳分公司全体员工，代表褚涛总经理向亲临成立现场的各位朋友、向关心分公司成立的各位领导表示深深的谢意，并借此机会向你们致以诚挚的祝福，祝你们心想事成，事事顺利！路通达南阳分公司是郑州市路通达汽车维修总公司根据市场以展的需要，着眼于东引西进的大气候，着眼于服务南阳汽车维修市场，着眼于公司的迅速发展作出的重大举措。在公司成立过程中，从选项立项、征地建设、证照办理到开业筹备等环节中，公司得到了众多领导和朋友的献计献策、大力帮助。我想，这就是我们公司不可缺少的财富，是我们公司发展的动力之源，是我们公司成功的希望之源。完全可以这样说：是你们，给了公司拓展业务的信心，是你们给了公司立足南阳的决心！我完全有理由相信，在各位领导和朋友的大力帮助下，公司一定有着一个美好的明天！今后的经营中，路通达南阳分公司将严格按照总公司的既定发展思路，以汽车维修和汽车零配件供应为主业，本着“服务第一、质量第一、信誉第一、用户至上”的经营理念，为厂家分忧，为用户解难；用成绩回报社会，用质量赢得市场，用诚心争取客户。我们将有效地利用郑州总公司给予我们分公司的技术优势、设备优势、资金优势和管理优势以及良好的社会信誉，迅速壮大自己，增强实力；我们将继承总公司“一切为了客户”的经营方针，从服务质量、服务态度和质量价格比上作文章。相信在总公司的正确领导下，在各位领导、各位朋友的关心和支持下，我们南阳分公司的明天会更好！谢谢大家！二oo四年五月八日
关键词：钛及钛合金,汽车零部件,应用现状
0 引言
随着汽车保有量不断的持续快速增长, 汽车的排放污染对我国环境质量造成了严重威胁。这种现状使得我国的汽车行业面临着严峻的挑战。要解决汽车保有量增加带来的巨大能源消耗和环境污染问题, 我国的汽车行业必须采取积极有效的节能减排措施。汽车“轻量化”是汽车行业一项非常重要直接的节能减排的措施, 目前已成为行业的共识。研究表明, 汽车所用燃料约60%消耗于汽车自重, 汽车每减轻10%的重量, 废气排放量可减少10%, 可降低油耗7%[1]。钛及钛合金是20世纪50年代发展起来的一种非常重要的金属及合金, 它们具有密度小, 抗腐蚀性能强, 比刚度、比强度高, 抗疲劳和蠕变性能好, 高温力学性能优等优良的综合性能[2]。钛及其合金逐渐广泛的应用于汽车行业, 它的使用减轻了车身自重, 带来燃料消耗的降低和工作效率的升高, 并提供更低的排放来改善环境。因此钛及钛合金是实现汽车节能减重的最理想金属, 也是以后汽车设计制造中重要的发展方向。
1 钛及钛合金在汽车上的应用
目前, 在国内外钛及钛合金在汽车产品上的用途主要分为两大类, 第一类的目的是减少原有零件的质量, 涉及零件主要有发动机的高速往复运动件和汽车自重。对于高速往复运动零件而言, 即使质量减少几克也会对零件性能造成非常大的影响, 而降低汽车总质量是我们节能减排的重要措施之一。第二类是用来制作耐腐蚀件, 主要包括排气系统, 底盘零件, 悬架系统等零件这类所处环境恶劣的汽车零部件, 提高汽车零件的使用寿命。目前为止, 汽车上钛及其合金主要应用在发动机关键元件和底盘部件上。在发动机系统中, 钛及其合金可制作连杆、阀门弹簧、阀门、阀簧承座等部件;在底盘部件主要为消声器及其连接件、减震弹簧、半轴和紧固件等[1], 主要使用部位的示意图如图1所示[3]。
2 发动机用零部件
2.1 发动机气门
用于发动机上的进、排气门, 是发动机中的重要部件。进排气门工作环境十分恶劣, 它不仅受到高温燃气的冲击, 还要承受高频的往复高应力的反复作用。气门质量的轻微改变都会很大程度影响发动机的性能。钛合金对于发动机进排气门是一种非常理想的结构金属, 利用钛及其合金来制作发动机的气门, 可以极大的减轻气门重量, 降低往复惯性力以提高提高转速, 延长使用寿命, 节省燃油[4,5]。美国和日本先后有公司把钛合金气门应用到发动机上, 其中, 日本早在20年前就把钛应用于赛车及一部分跑车, 如日产R382汽车因采用了钛合金制气门, 在日本大赛中获胜。户田制作所用Ti-6Al-4V生产的进、排气气门, 降低了气门质量, 提高了轻度, 从而改善了发动机的性能, 结果使汽车速度提高10%~15%。采用优良的钛合金粉末制成汽车进、排气气门已通过日本丰田公司的应用考核, 目前已装配在新型的丰田轿车上[6], 其开发的气门如图2。在美国方面, 利用钛合金制作发动机进、排气门比较普遍。由考虑到进排气门工况的不同, 所以采用不同特性的钛合金, 进气门使采用6Al-4V合金, 排气门使采用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金。
2.2 气门座
钛制气门座广泛应用于是赛车上, 它一般用Ti-6Al-4V合金制造, 也有采用Ti-5Al-2Cr-1Fe合金制作的。气门座形状非常简单, 加工制造成本低廉, 也不必要进行一些特殊的表面处理, 所以也是最容易推广的汽车钛零件。钛制的气门座和钢制的气门座相比, 能减重10 g~12g[7]。
2.3 连杆
连杆是汽车的高速运动件, 用钛合金制造连杆对提高发动机性能最有效, 钛制连杆能极大地提高燃油效率, 减少排气量。与钢制连杆相比, 钛制连杆的重量可以减轻15%-20%, 速度提高15%。首次使用钛合金连杆的汽车是意大利的法拉利 (Ferrari) 315LV8发动机与Acura的NSX发动机[8]。1992年, 日本本田轿车在新型高性能轿车上应用Ti-3Al-2V-rareearth材料的钛合金连杆, 极大提高了车辆性能。1999年, 保时捷运用Ti-6Al-4V材料制作钛合金连杆, 提高了发动机转速, 增强了发动机功率, 减小了燃料消耗, 取得较好效果。国内有研究表明, 钛合金连杆和钢制连杆在保持相同的油膜厚度条件下, 采用钛合金连杆的发动机转速比采用钢制连杆的发动机转速可提高700 r/min。转速的提高可使发动机的输出功率大幅度提高, 并且降低发动机的噪声和排放, 有利于环保。
2.4 曲轴和其它发动机部件
曲轴是发动机中重要的运动部件, 对其质量的减轻可以提高发动机转速和降低振动和噪声。目前, 钛合金曲轴还处于研究阶段, 日本正在试制Ti-5Al-2Cr-1Fe合金曲轴, 但是这种曲轴因需要进行防粘接处理, 目前还未实用。其它发动机部件如摇臂, 气门弹簧, 活塞阀, 涡轮盘和连杆的连接螺栓等可利用钛合金来自制造, 并有成功的例子, 如1999年, 丰田公司就在它的汽车上运用了Ti-6Al-4V&PM-Ti材料制作的活塞阀。2000年, 三菱公司在汽车上运用了β-titanium alloys簧保持器和γ-Ti Al涡轮盘。
3 整车用零部件
3.1 车用弹簧
钛合金弹簧是汽车上应用最广, 也是目前应用最成功的零件之一。与汽车使用的普通钢弹簧相比, 有以下6个方面的优势:
(1) 在满足相同弹性功能的前提下, 钛合金弹簧比钢制弹簧的高度降低了40%, 可以降低车身高度; (2) 因为钛弹簧弹性极限高, 弹性模量低, 这就导致弹性应变能非常高, 是普通钢制弹簧的10倍以上, 因此, 对乘车舒适度有着非常明显的改善; (3) 钛合金具有优异的疲劳极限性能, 可以承受较大弯曲疲劳强度的载荷, 增长了使用寿命; (4) 车用弹簧往往是裸露在环境中的, 所以要求很强的抗腐蚀性能, 钛合金弹簧不用对表面做额外的防锈处理就能拥有很强的抗腐蚀性能, 并且使用寿命比汽车本身还长, 无需中间更换; (5) 制备弹簧的钛合金一般为β钛合金, 其, 加工容易, 生产设备简单; (6) 由于钛合金的密度小, 钛弹簧的质量比钢弹簧重量减轻60%~70%, 所以在油耗方面表现优异。
从以上6个方面的优势, 可以看出钛合金弹簧应用到汽车上是非常具有优势的, 同时也涌现出一批装备钛合金弹簧的汽车。1999年, 欧洲大众汽车公司在Lupo FSI上首次使用了TIMETAL LCB材质的钛合金弹簧。2003年, 法拉利采用了同样材质的钛合金弹簧 (图3) 。
3.2 紧固件
目前, 钛合金紧固件在飞机, 航天以及船舶上被广泛的运用, 但是在汽车上的应用比较少。随着人们对汽车使用和性能要求的不断提高, 在2009年3月初世界首辆陆空两用汽车在美国实现了首飞。201年7月6日, 美国Terrafugia公司制造的陆空两用汽车, 被美国航空主管部门允许投入商业性生产。这些高科技的汽车对零件的特殊要求加大了对钛合金在汽车上的运用范围, 从目前汽车发展趋势来看, 未来轻型运输工具中运用钛紧固件是一条可行或必须的道路的。
3.3 车体及其他部件
Timet认为钛及其合金可用在家用汽车中, 以大大削减车重, 提高效率, 降低排放。可以运用的部件包括发动机元件、悬挂系统、驱动齿轮系零件、减震缓冲器中心杆、门突入梁、挂耳螺帽和螺栓、控制杆紧固件、车挡支架、从动轴、销轴栓等。用Ti-6Al-4V合金可制造离合器片、压力板等变速器部件。日本利用一种新的组合滑动模开发了一种汽车钛合金链轮。
4 防腐蚀零部件
4.1 回气管
钛制尾喷管/回气管组件由于良好的抗腐蚀性能, 可以不受路盐和含有硫的排出废气的腐蚀, 不会产生点蚀.并与不锈钢回气管相比可减轻40%的重量, 同时降低油耗。新型雪佛莱Corvette Z06型车中, 与传统不锈钢零件相比每辆汽车可减轻8.2kg重量, 这是一个很可观的重量削减。
4.2 消音器
对于消声器这样大尺寸的汽车零件, 是节能减重的重要关注对象。消声器减重不仅能减低燃油消耗, 更能提高发动机和车辆的整体性能。目前, 汽车在消耗钛材料一大半都用于消声器。钛制消声器与不锈钢消声器相比有如下优点:
(1) 钛消声器比传统的消声器减重40%以上; (2) 钛合金焊接性能较好, 与不锈钢相比不容易焊缝开裂; (3) 钛合金消声器不受路盐和含有硫的排出废气的腐蚀, 耐腐蚀性能优于不锈钢; (4) 钛合金的回收利用要好于不锈钢;
基于以上钛合金消声器的优良性能, 全球各大汽车厂家纷纷尝试在自己的产品中运用钛消声器。GM公司的2000款雪佛莱Corvette Z06汽车上, 用了一个11.8 kg重的钛消音器和尾气管系统代替了原来重20 kg的不锈钢系统, 减重41%, 强度不变, 开创汽车用钛消声器的先河[1]。2010年末开始批量生产的雷克萨斯LFA采用了Ti-1.2ASNEX材质的消声器, 也取得较好的效果。
5 钛及钛合金在汽车上的发展前景
目前, 为了满足市场对车辆节油和环境保护的要求, 车辆的设计的轻量化扮演着越来越重要的地位, 这时钛制汽车零件表现出的优异性能, 将是汽车设计开发重要的发展方向。在上文中已经阐述了钛及钛合金在汽车上主要的应用部位及相应成功的例子, 可见在汽车上钛合金的用途非常的广泛, 但是目前汽车上钛零件应用的还是较少, 制约其在汽车上运用的因素还是成本。但是, 随着科学技术的不断进步, 目前各种低成本钛合金不断地研发成功, 在汽车上钛合金的成本将会越来越低, 钛零件运用将会是有着很大的发展空间。到2015年, 全球的乘用车和商用车产量将超过7700万辆, 其中预计中国贡献40%左右, 约3000万辆, 如果每辆车上有1kg钛零件使用, 那么全球汽车用钛就将达到77000多吨, 中国汽车用钛达到接近30000吨, 这将是非常大的市场。
综上所述, 钛及钛合金在汽车行业的运用将有非常大的发展前景, 它会为汽车的工业进一步发展提供强大的推进力。
参考文献
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[2]彭昂, 毛振东.钛合金的研究进展与应用现状[J].船电技术, 2012, 10 (10) :57-60.
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今年来，电子技术的发展可以用日新月异来形容，随着智能化的推进，人们对于智能汽车的呼声也越来越高。现代化的电子技术开始在汽车上得到发展，如今的汽车正在真正的向着智能化的方向迈进，带给人们极大的便利。
【关键词】电子技术 汽车 应用
引言
随着汽车技术和电子技术的不断进步，电子技术被越来越多的应用到了汽车上，汽车电子化程度在快速提高，将人们带入了汽车电子化的时代。
最近几年，是汽车电子化发展的高速时期，一大批电子技术和智能化设备被应用到了汽车工业当中，本文在此对电子技术在汽车上的应用做出探讨。
1.电子技术在汽车上应用的巨大优势
1.1极大的增加汽车的安全性能
汽车是如今最贴近人们生活的交通工具，随着城市化进程的不断加快，汽车已经成为了大部分家庭所必需的工具。
汽车的数量越来越多，也伴随着人们对于其安全性能方面的问题的思考越来越重视，电子技术在汽车工业上的应用，能够极大的增加汽车的安全性能。
安全气囊的出现，是对汽车安全性能提升的一个重要标志，这是人们最能直观的发现的电子技术在汽车上的应用，安全气囊能够在一定程度上的降低因为撞击而对驾驶者造成的创伤，是一种效果显著的提升汽车安全性能的手段和技术。
另外，安全性能并不只针对于人，还针对于汽车本身，特别是价格昂贵的汽车，人们对于汽车的安全防盗意识也随之提高，在汽车上安装各种防盗报警装置和定位装置，能够极大的增加汽车的防盗性和追回可能性。
1.2提高汽车的智能化
如今智能化已经是一个深入人心的概念，人们对于智能化的追求也越来越多，从家电到物业再到汽车，这也促使电子技术在汽车工业上的发展。
人们已经不再单纯的满足于汽车的交通功能，在现代化的汽车上，人们可以观看电视、上网，甚至可以对家里的智能化设备进行远程操控，这些功能的实现，都是电子技术在汽车工业的应用。
2.电子技术在汽车上的应用
2.1在动力装置上的应用
汽车的动力系统主要是指发动机，在现代化的汽车中，针对发动机的电子技术相对成熟，主要表现在燃油供给系统、点火正时控制等方面。
在汽车的发动机相关位置安装各类传感器首先可以增加汽车的安全性，同时，电子控制汽油喷射系统，能够提高燃油的效率，在一定程度上降低燃油的损耗，是一种非常实用的功能。
2.2在传动系统上的应用
自动挡，是指汽车能够根据汽车当先行驶的速率、制动机的工作状况以及发动机的负荷情况等进行汽车档位自动调节的技术。
自动挡的出现，极大的简化了汽车的操作，给驾驶者带来了行驶上的便利，并且因为各种装置的精确控制，汽车在行驶过程中和起步时的安全性也有了一些提升。
2.3导航系统
导航系统，是现在人们普遍关注的一个问题，人们购车除了满足日常的交通需要以外，方便旅游也是一个极为重要的因素。
失去了导航系统，驾车在外的司机经常会出现迷路或者走错路的情况，因此，汽车工业积极的将导航系统引进。
现代化的汽车中，已经搭配了先进的导航技术，不但能够准确的对汽车自身进行定位，及时汽车被盗，也能够被追回，同时，最主要的是能够完成导航的功能，给出门在外的司机提供极大的便利，导航系统也是汽车智能化的标志之一。
2.4电子技术在娱乐和舒适度方面的应用
高品质生活，是人们如今所追求的一个方向，自然而然的也扩大到了汽车的方面，特别是对于长途坐车的人们和驾车旅游娱乐的人们，汽车的舒适度和娱乐性是一个必要考虑的因素。
电子技术的不断发展，电台应该算是人们第一个享受到的成果，而如今，电子技术所带来的成果已经更多。
车载空调能够为乘坐的人们提供足够的舒适度，影视音像也早已在汽车工业中得到普及，如今，汽车中已经开始逐步加入智能化的设备，即使在长途旅行中，人们也能够利用汽车中的多媒体设备进行游戏、上网等娱乐，极大的提高了汽车带给人们的娱乐性。
3.电子技术在汽车的应用发展趋势
3.1更加人性化
汽车智能化，已经成为了当今汽车工业发展的一个口号，随着越来越先进的电子技术的成熟，智能化汽车已经开始逐渐普及，在满足人们的不同需求时，智能化技术也在进一步的发展。
智能化的下一个阶段则是人性化，人工智能是未来的一个发展趋势，这种技术已经在目前取得了一定的成果，已经被用于了智能手机等移动设备当中，在未来的发展中，这种技术一定会逐步的发展到汽车工业，届时，汽车当中也会加入人工智能，可以实现汽车的人性化，其带给驾驶者的体验将会更加真实和丰富，汽车人性化的实现对于警报等方面具有更加显著的效果，也会对汽车行驶的安全带来质的飞跃。
3.2功能的多样化
当今世界，汽车的工业已经发达到了一定的程度，电力汽车已经开始走进人们的生活，最为新奇的是，汽车已经实现了飞行的功能，在2013年已经有相关的公司宣布这种能够飞行的汽车已经完成了相关测试，正在向着规模化生产的方向前进，再过不久这种先进的汽车就能够面世。
随着电子技术的不断发展，不难预见，汽车的功能也将会更加多样，如今已经能够飞行，将来的汽车能够在水面驾驶也就不无可能，到时，汽车将会成为一种能够进行水、路、空三种方式的交通工具，不仅只针对于形式的方面，汽车其他的功能也会被逐步开发，真正的实现功能多样化。
3.3真正的无人驾驶技术
无人驾驶，对于当代的人们并不是一个太过陌生的概念，其已经被广泛的应用在飞机上，但汽车工业方面还有着一定的距离。
无人驾驶技术能够带给汽车驾驶者极大的便利，及时是不会驾驶的人们甚至盲人也能够驾驶汽车，这种技术目前正在被大力发展，世界著名的汽车厂商奔驰已经联合了诺基亚导航部门进行积极的开发，而谷歌等一系列的国际科技巨头也对此展开了工作，再过不久，真正的无人驾驶汽车就能够到来。
4.结束语
电子技术对于汽车的发展是极为重要的，这也是汽车工业未来的发展趋势，电子技术与汽车工业的结合，能够给汽车提供更丰富更实用的功能，在保证驾驶者的安全的同时提升汽车本身的功能性和娱乐性，这也是人们对于高品质生活的追求所必需的。
目前来看，电子技术与汽车工业的结合已经取得了相当的效果和成绩，但随着人们的需求的提高，逐渐也会变得落后，因此，不断的改进技术才能够满足人们的需求，这就需要广大的汽车厂商在保证汽车质量的基础上不断地改革自己的技术，才能够不被未来所淘汰。
参考文献：
[1]宋广辉.浅析电子技术在汽车上的应用[J].中国电子商务.2011（5）.
