摩托车轻量化是实现节能、环保的最有效途径之一。研究表明，约75％的油耗与整车质量有关，摩托车重量每减轻2%，油耗降低0.5％～1%，排放下降0.4%。
    摩托车用材的竞争日益激烈。近年来，为不断追求摩托车轻量化，铝合金、镁合金、塑料及复合材料与摩托车用钢竞争日益激烈，采用铝镁合金及复合材料来代替钢材是最直接且轻量化在摩托车贡献最大的解决方案，这种竞争也有力地推动了摩托车用高强度钢及超高强度钢的开发和应用技术发展。
    制造成本的压力不断增大，用户不断追求高的性价比（安全、节能、动力和舒适等），摩托车结构用材的多样性在一定程度上将增加制造成本（成形、连接、组装和回收等）；中低档大众车型仍占市场总量的80%以上，良好的性能和较低的价格车仍占市场主体，需要考虑未来摩托车仍以大众用中低档车为主高性价比的竞争力。
1摩托车轻量化技术发展基本路径
    从车身结构优化，新材料替代以及应用先进制造工艺这3条基本路径来实现摩托车轻量化，是行业内得到广泛认可的。
    从车身结构优化入手，实施摩托车轻量化是最能够体现摩托车设计和仿真分析水平的一条实施路径。通过近几年的国内外技术交流可以了解到，目前国际上许多整车企业正在寻找高效的车身结构优化手段和思路。采用多目标拓扑优化方法的分析流程，在项目前期概念设计阶段，就把重量作为性能目标是否合格的重要参考因素，而不像传统分析流程那样，性能计算达标后再考虑车身能否减重。多目标拓扑优化方法可以在设计前期通过修改模型参数提交多个方案，进行同步仿真分析来对比每个方案的轻量化指标和性能指标，使性能、成本及重量达到平衡，这样有助于避免过设计，同时能够有效缩短开发周期。
    轻量化材料主要有两个发展方向，一是以高强度钢、铝合金、镁合金为代表的金属材料；另一个是以碳纤维复合材料、玻纤复合材料及工程塑料为代表的非金属材料。对于传统的金属材料而言，新一代高强钢的应用已经越来越广泛，钢材强度也不断提高。在满足同样的车身安全性能、疲劳耐久性能的前提下，车身零件的料更薄，重量更轻。除了高强度钢板外，一些低密度的金属材料应用也越来越广泛，以铝合金、镁合金为最具代表性。摩托车轻量化应用的非金属材料应用前景更多依赖整车产品的成本驱动，主要以碳纤维复合材料、玻纤复合材料及工程塑料为主。尤其是以碳纤维复合材料为代表的非金属轻量化材料在高端车型或电动摩托车上得到应用。
    摩托车先进制造工艺主要有液压成形、辊压成形、变厚度轧制、激光拼焊、CMT焊接、铆接、结构胶等。先进制造工艺来实施摩托车轻量化是与新材料的应用密切相关的，新技术新工艺往往需要采用新的成型和连接工艺。如采用铝合金材料代替钢材，铝与铝之间的连接，或者铝与钢之间的连接也不再能使用传统的点焊工艺。
2轻量化材料应用瓶颈分析
    摩托车通过替换材料实现轻量化有2个途径：1）使用高密度、同弹性模量、强度高的材料代替原有的材料，如高强度钢；2）使用密度小、比强度高的材料代替原有的材料，如铝合金、镁合金、塑料、碳纤维、橡胶及其复合材料等。摩托车材料也开始了多样化应用趋势。
    轻量化材料的使用可以大大减轻车身的重量，但材料的价格一般要远远高于钢板的价格。因此摩托车轻量化的成本要高出一般摩托车的成本。当前高的成本是阻碍铝合金、镁合金、塑料、碳纤维等材料在摩托车大面积应用的主要原因。任何材料能否成为摩托车轻量化的主流材质取决于材料的发展，最终的标准是能否可承受的成本进行大规模生产。
    每一种材料都有与其相对应的应用领域。对于摩托车轻量化的新型材料来说，首先要考虑其大规模生产的可能性；其次要看它的成本是否廉价，另外，还要综合考量它的回收利用价值及环保性能。也就是说，一种新型材料之所以不能成为摩托车的主流材料，是因为它不能在较低的成本下实现大规模生产。
    铝合金具有良好的机械性能、耐腐蚀性能、加工性及回收性，铝的密度只有钢铁的30%，相关技术也相对较成熟。目前铝合金在摩托车上的应用主要在摩托车发动机箱体、缸体、缸盖、缸盖罩、车轮轮辐等部位，约占整个摩托车用铝量的80%。有铸铝（用于结构件，如轮毂）、铝板（用于覆盖件）、型材（规则形状的结构件），有大量应用于车身上的潜力。
    镁的密度是铝的2/3，是铁的1/4，是最轻的实用金属，高强度、高刚性。因此，应用镁合金无疑是摩托车轻量化的一个重要发展方向。现阶段，镁合金主要用于制造摩托车发动机箱体、箱盖、消声器、车轮气缸盖、变速器壳零件及一些覆盖件等，与传统金属材料相比，镁合金节能效果好、强度高、噪声小。由于镁合金在常温下加工性能差及常规制造成本居高不下，导致其在摩托车上未真正得以应用。对于小零件还将越来越多的考虑以塑代钢，并辅以集成化设计理念，将大大减轻摩托车重量。
    碳纤维是由非常细薄石化高分子的碳丝股绞在一起织成的纤维，价格昂贵，只有高档车才能接受。碳纤维复合材料中最有前途的材料之一是木质素，它是木浆转化为纸浆过程中的副产品之一。木质素若有可能取代以石油为原料的高分子材料制造碳纤维，则将大幅度削减碳纤维的成本，为碳纤维材料在摩托车上的应用打开了一扇窗户。
    新材料技术发展不足，原材料成本居高不下，制造成本是影响摩托车轻量化材料推广应用的主要原因。随着新材料技术的进一步发展，产品制造工艺的优化，轻量化材料成本将逐步下降，其在摩托车上的应用瓶颈将逐渐打破，届时将迎来摩托车真正轻量化发展。
3摩托车轻量化的技术方向
    考虑到不同的摩托车材料应用方案对于摩托车轻量化的贡献度大小不同，产品定位差异，以及配套产业链的发展程度，可将摩托车轻量化各种材料在摩托车上的应用分为3个方向。
    a）高档车轻量化材料。车身全部采用轻量化材料，虽然减重贡献度很高，但目前很难普及。首先，物料成本过高是主要的制约因素。铝合金单物料成本是钢件的2.5倍，且制造成本也明显增加。虽然采用铝合金可以减重30％左右，但摩托车总体成本还是达到了传统钢件的2倍以上。
    碳纤维复合材料更多应用在赛车和跑车的外覆盖件，虽然减重幅度可达60%，但物料成本是钢件的8～10倍，同时也是铝合金外覆盖件的3～4倍。显然，很难在主流大众车型上推广应用；其次，这些轻量化材料的技术成熟度也是重要的制约因素。一方面，铝合金需全面采用全新的成型工艺，如铝合金压铸、铝合金冲压和铝合金挤出等。另一方面，铝合金零件的连接也无法采用传统的点焊工艺，而是大量使用铆接、机械咬合等连接方式。这些新工艺对于国内的零部件供应商体系或传统摩托车制造的工艺冲击都很大，在时间或资金上都需要高额投入才能逐步完善。

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