多年来，轻量化一直是汽车行业的热门话题。然而，大多数努力集中在车身、底盘和内部应用。汽车工程师现在正把注意力转向动力传动系统部件。

IAV汽车工程公司动力传动系统设计与集成业务部门主管鲍勃·多兰说:“我们看到越来越多的这种情况，它正在采取一种全面的方法——以质量驱动质量。如果你能把发动机或变速器变得更轻，那么支撑它们的结构也会更轻，我们已经看到这个雪球效应在整个飞行器上发生。

“塑料和铝制身体面板肯定有很多，”加强了多尔。“但是，没有引擎计划我们参与其中没有针对每个组件，子组件和整体发动机追踪的群众。

“我们希望看到更多的材料替换，例如铁的铝，更多的镁和钛被使用，”Dolan指出。“同样，我们也继续在发动机外围设备上看到更多的复合材料，塑料和替代材料。”

除了使用替代材料，还可以通过使用更高强度的材料来实现减重。更高的强度意味着需要更少的材料来实现相同的性能特性。更少的物质意味着更少的质量。

早期努力切割动力火车重量，重点关注铝合金以歧管和气缸盖等应用替代铁。但是，更容易减少一些组件的重量比其他组件。

多兰说:“通过替换材料，固定结构获得了巨大的收益，因为那里的材料量最大。”“由于发动机内部的机制是旋转或往复式的，负载通常会更高，因此实现减重难度更大。”

减少内部结构的重量更具挑战性，如阀门列车，因为这些系统已经针对质量进行了优化。

多兰警告说:“除了对所有边界条件的深入理解之外，要想让它们获得更多质量，还需要非常仔细和深思熟虑的设计。”“活塞可能是最坚硬的，因为它必须足够强大，以支持燃烧负荷，它是驱动质量的主要部件。这些东西是你最需要平衡的。

多兰补充道:“要想获得良好的引擎平衡，你就必须拥有平衡引擎。“所以，如果你能减少活塞的质量，你就能减少配重的质量，因此，开始让整个引擎下降。”

德国的工程师最近建造了一个圆柱形套管，从纤维增强复合材料中制成一个气缸套管。“Fraunhofer项目组的轻量级电力列车设计研究经理为新款驱动系统，重量率相同，重量约为20％，成本相同，”Lars-Fredrik Berg，“轻量级电力列车设计研究经理。

“似乎是一个明显的解决方案，但到达那里涉及众多技术挑战，”伯格解释道。“所用的材料必须能够承受极端温度，高压和振动而不会遭受损害。”

并非所有动力系元件都是使用复合材料的良好候选者。“有些组成部分赋予了这一点，”达兰说。“[它们]通常在发动机外围设备上，如大型盖子和前端外壳。”

“与一些内部组件一起，我们没有看到像异国情调的东西的直接回报，因为Dolan增加。“但是，我们将继续看到多种用作歧管和凸轮盖的复合材料。

随着电力列车变亮，工程师可能需要采用新的或进化的装配过程。“当您优化其在引擎中的功能时，您必须查看每个组件中的所有功能以支持制造和组装，”Dolan指出。

多兰说:“这些也需要优化。”“发动机有很多特性和考虑事项与发动机的功能无关，而是与制造和组装有关。这些功能需要被缩小、瘦身，或者与引擎现有的其他功能相结合，以实现一定的质量削减。”