中國(guó)重卡輕量化發(fā)展趨勢(shì)及介紹

1、中國(guó)重卡輕量化發(fā)展趨勢(shì)及介紹發(fā)展趨勢(shì)目前，在計(jì)重收費(fèi)法規(guī)即將全面推廣的情況之下，由于國(guó)內(nèi) 油價(jià)高位的運(yùn)行，重型卡車的輕量化改進(jìn)將會(huì)為用戶降低可觀的 使用成本。當(dāng)下國(guó)產(chǎn)重型卡車的輕量化趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾大 方面。1、采用變截面少片簧結(jié)構(gòu)板簧變截面少片簧是由幾片縱向方 向上變截面的板簧組成的，不但可以減輕重量，還可以通過(guò)減少 板簧間的摩擦而提高駕乘的舒適性、延長(zhǎng)使用壽命。另外采用橡 膠懸掛或者空氣懸掛也可以減輕懸掛系統(tǒng)的重量。2、采用單層車架大梁相比鋼板彈簧，車架的重量更大，有效減輕車架重量，將會(huì)大大的減輕整車的整備質(zhì)量。隨著設(shè)計(jì)水平、制造工藝的提高，材料性能的提高，單層車架在標(biāo)準(zhǔn)載荷的工況 下

2、是完全可以勝任的。3、 使用復(fù)合材料駕駛室是采用復(fù)合材料最多的總成，尤其是 外覆蓋件：前面板、包角板、翼子板、保險(xiǎn)杠，甚至頂蓋，都使 用了大量的復(fù)合材料。這樣一方面有效的減輕了整車重量，另外一方面由于復(fù)合材料成形性好，造型結(jié)構(gòu)上較金屬?zèng)_壓件可以更 復(fù)雜、更加美觀、尺寸更加精確。目前國(guó)產(chǎn)重卡仍偏好全鋼結(jié)構(gòu) 的駕駛室結(jié)構(gòu)，這主要和中國(guó)重卡的惡劣工作環(huán)境有關(guān)。從近年來(lái)各重卡廠商推出的新產(chǎn)品來(lái)看，復(fù)合材料在整車所用材料中的 比例逐漸提高，大量使用復(fù)合材料是必然的趨勢(shì)。4、 使用鋁合金材料鋁合金比鋼材密度小，因此在一些復(fù)合材 料無(wú)法替代的部位，可以使用鋁合金材料，包括鈑金件和鑄造件。 鋁合金鈑金件最有代

3、表性的就是油箱，油箱采用鋁合金材料，不但自重減輕，而且油箱內(nèi)不易生銹，免除定期清洗的麻煩。車身 也可以采用鋁合金代替冷軋鋼板。輪輞、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、變速器機(jī) 體等，也可以大量采用鋁合金鑄造，可以在保證有足夠強(qiáng)度、剛 度的同時(shí)，最大限度的減輕重量。5、使用高強(qiáng)度鋼材使用高強(qiáng)度鋼板，可以減薄鋼板厚度，從而減輕重量。歐美重卡，重卡使用的鋼材幾乎100%是高強(qiáng)鋼。以前國(guó)產(chǎn)重卡采用高強(qiáng)度鋼板的比例較少，最近幾年逐漸廣泛使用，甚至自卸車的車廂都開(kāi)始使用高強(qiáng)度鋼板，以提高廂體強(qiáng)度、減輕自重。6、 使用拼焊板駕駛室由鋼板沖壓焊接而成，由于各部位的結(jié) 構(gòu)和受力情況不同，因此不同部位的鈑金件也會(huì)采用不同牌號(hào)的鋼板，一

4、輛重卡的駕駛室可能采用幾十種不同牌號(hào)、不同厚度的 鋼板。然而隨著 CAE 技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)和分析，可以計(jì) 算出同一個(gè)鈑金件的不同部位的受力情況，為了減輕一些零件局 部的不必要厚度，激光拼焊技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。激光拼焊技術(shù)是將經(jīng) 不同表面處理、不同鋼種、不同厚度的兩塊或多塊鋼板通過(guò)激光 焊接方法，自由組合成為一塊鋼板。7、采用鑄造件傳統(tǒng)的沖焊結(jié)構(gòu)零件，由于材料和制造工藝的限制，各部位只能是等厚度的， 為了確保零件的整體強(qiáng)度和剛度， 沖焊件往往都比較厚重。結(jié)構(gòu)件可以通過(guò)有限元軟件進(jìn)行CAE 分析，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)各部位的受力情況設(shè)計(jì)成復(fù)雜的變厚度、變截面的結(jié)構(gòu)，在 保證有足夠強(qiáng)度的前提下最大

5、限度的削減不必要的局部厚度，從 而大大減輕零件重量。8 采用真空輪胎和超寬輪胎采用真空胎和超寬輪胎也能在一定程度上降低自重。與傳統(tǒng)輪胎相比，真空胎不但減少了內(nèi)胎， 輪輞的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)減少了，整車全部換成真空胎，行駛阻力小， 能夠在一定程度上降低油耗。重卡的驅(qū)動(dòng)輪一般都用雙輪胎，如 果改為超寬單輪胎，不但能夠減少輪胎數(shù)量，還能減少輪輞的數(shù) 量。另外超寬單輪胎的接地面積不比雙輪胎小，除了能夠降低自 重外，還可以提高行駛穩(wěn)定性、避免雙輪胎的“吃胎”現(xiàn)象。9、整合零件功能、減少零件數(shù)量整合所有零件功能、將多個(gè)零部件集成，實(shí)現(xiàn)零部件的多功能，減少零件數(shù)量，使其結(jié)構(gòu)更 加緊湊，也可以在一定程度上減輕整車重量

6、。列如：將油箱和工 作臺(tái)踏板結(jié)合，將油箱與 SCR 的尿素罐結(jié)合等。輕量化介紹近幾年，隨著低碳生活的逐步樹(shù)立和深入人心，隨著國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保政策法規(guī)的逐步建立和實(shí)施，隨著資源節(jié)約型、 環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)步伐的加快，汽車節(jié)能已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)關(guān)鍵性研究課題。研究表明，減輕汽車自身重量，是提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性、降低汽車C02 排放的有效措施之一。尤其是對(duì)于重卡行業(yè)，因?yàn)榛旌蟿?dòng)力、電動(dòng)和燃料電池等新能源汽車技術(shù)的 應(yīng)用困難重重和前景不明，故輕量化成為目前重卡行業(yè)節(jié)能減排 最現(xiàn)實(shí)而又最有效的技術(shù)措施。據(jù)世界鋁業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告指出，一般汽車重量每減少 10%,燃油消耗可降低 6%8%燃油經(jīng)濟(jì)性

7、的提高，意味著溫室氣體 CO2 排放量的相應(yīng)減少?？ㄜ嚨妮p量化是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及整車、發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架 等各個(gè)領(lǐng)域，甚至包括新材料以及新技術(shù)的應(yīng)用。汽車車身約占 汽車總重量的30%,空載情況下，約 70%的油耗用在車身重量上。 汽車重量每降低 100公斤，每百公里就可節(jié)油0.6 升。若汽車整車重量降低 10%燃油效率可提高 6% 8%若滾動(dòng)阻力減少 10% 燃油效率可提高 3%若車橋、變速器等裝置的傳動(dòng)效率提高10%燃油效率可提高 7%。因此，輕量化車對(duì)于整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、車 輛控制穩(wěn)定性、碰撞安全性都大有裨益。特別是在計(jì)重收費(fèi)下， 車輛自重每降低一噸，用戶每年將會(huì)增加多少凈收益是可以計(jì)算 出

8、來(lái)的。在歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家，合理的運(yùn)價(jià)、高附加值的貨物，輕量化， 是為了追求更高的運(yùn)輸效率，在載貨重量不變的前提下，通過(guò)車 身減重，實(shí)現(xiàn)提高車速、減少燃油消耗、降低污染物排放的目的。 中國(guó)和歐洲的貨運(yùn)環(huán)境不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，在中國(guó)的貨運(yùn)市場(chǎng)上，低迷的運(yùn)價(jià)、低附加值的原材料運(yùn)輸，使得超載產(chǎn)品依 然是主流。目前，全國(guó)基本上所有的高速公路都實(shí)施計(jì)重收費(fèi)，再加更為嚴(yán)格的超載治理，規(guī)定了允許車輛上路行駛的最大車貨總重。 而當(dāng)下如何既能提高載貨量，又能降低成本？眾重卡車企只有在 降低車身重量上絞盡腦汁、想辦法。當(dāng)下國(guó)產(chǎn)重自重相比較國(guó)外同類車型高出15%-20%的情況下，在實(shí)現(xiàn)輕量化的方法上，一是優(yōu)化車輛設(shè)

9、計(jì)結(jié)構(gòu)，二是在優(yōu) 化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上應(yīng)用新材料。在世界著名大腕重卡巨無(wú)霸們 目光已轉(zhuǎn)向如鋁合金、鎂合金、橡膠、塑料等新材料的應(yīng)用的高 級(jí)階段上，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)入手，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)及合理使用新材料、 新技術(shù)，在不降低承載能力前提下實(shí)現(xiàn)的整體輕量化而中國(guó)重卡 車企還在初級(jí)階段為如何車輛主體減重和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)而忙活呢。如重汽采用鋁合金變速箱、紅巖承載系統(tǒng)的少片簧結(jié)構(gòu)和陜汽的輕量化車架都達(dá)到了輕量化的目的。 用輕量化理念覆蓋整個(gè) 一代產(chǎn)品，是不需要犧牲車輛任何性能的整體升級(jí)。而把空氣懸 掛、鋁合金、真空胎等先進(jìn)技術(shù)的率先運(yùn)用，集瑞聯(lián)合重卡卻走 在了市場(chǎng)最前沿，這說(shuō)明集瑞重卡的產(chǎn)品研發(fā)人員的聰明才智。 雖然集

10、瑞聯(lián)合重卡還沒(méi)上市，但這一超前的設(shè)計(jì)理念卻值得學(xué)習(xí) 和贊嘆不已！況且筆者也曾參與了前期的產(chǎn)品研發(fā)與市場(chǎng)研究工 作，對(duì)此孕育了幾年的重卡產(chǎn)品是有感情的，至今都對(duì)曾經(jīng)共同 奮斗的同事們懷有深情厚義！自重輕的重型卡車一方面能省油多拉快跑得快，是掙錢機(jī)器?，F(xiàn)在客戶在買車時(shí)，特別是買載貨車和牽引車時(shí)，自重成為考量 的非常主要的因素。即使價(jià)格稍高，自重輕的卡車也會(huì)成為客戶 的首選。一般來(lái)說(shuō)，汽車重量每減少10%燃油消耗量將降低 8%左右。 對(duì)于在高油價(jià)時(shí)代艱難生存的卡車用戶來(lái)說(shuō)， 這無(wú)疑是非 常誘人的。如果車輛自重降低0.8 噸就可以多裝貨物 0.8 噸，按照每年行駛 20 萬(wàn)公里、每公里平均運(yùn)價(jià)0.28

11、 元計(jì)算，一輛輕量化重卡一年可比載重量相同的普通車型增加收入5-6 萬(wàn)元。治理超載、計(jì)重收費(fèi)只是推動(dòng)國(guó)產(chǎn)重卡向輕量化方向發(fā)展的 主要?jiǎng)右?，不僅推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)、輕量化的改進(jìn)。而 且為了不在高端市場(chǎng)重復(fù)過(guò)去的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，研發(fā)具有獨(dú)特適應(yīng) 性的輕量化車型成了企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需要第二動(dòng)因。如陜汽的 6X2雙前軸輕量化牽引車車輛自重較斯太爾平臺(tái) 非輕量化車型降低了 600-800 公斤，僅 7.5 噸，較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手輕量 化同款車型輕400-600 公斤。據(jù)悉，在同款車型車貨總重相等的 情況下，陜汽重卡較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可多拉0.4-0.6 噸，一年直接經(jīng)濟(jì)效益高達(dá) 36000 元。再如一重卡車企將牽引車原

12、有306 毫米的雙層大梁改為 273 毫米的雙梁車架，這樣一輛整車的自重就可以減 少大約500 公斤。而雙前轉(zhuǎn)向橋 6X2重型牽引車在承載力與6X4車型基本相同的情況下可以減少一根驅(qū)動(dòng)橋，雖然比 6X4車型多了一根轉(zhuǎn)向橋，但轉(zhuǎn)向橋的重量卻比驅(qū)動(dòng)橋輕了數(shù)百公斤。目前，國(guó)內(nèi)重卡車企推出的絕大多數(shù)輕量化重卡，從核心技 術(shù)含量的角度看，但與國(guó)外的高端重卡仍然存在一定差距。國(guó)內(nèi) 企業(yè)普遍采用的在現(xiàn)有主流產(chǎn)品之外并行推出輕量化產(chǎn)品的做法， 和國(guó)外重卡在升級(jí)換代中實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品系列輕量化的做法有本質(zhì) 的區(qū)別。重汽車以皮實(shí)耐用，承載力強(qiáng)著稱。用戶凡要求重載的，或 在惡劣工況下作業(yè)。據(jù)相關(guān)資料顯示，由于降低了承載能力，不 少國(guó)產(chǎn)輕量化重卡已經(jīng)不能適應(yīng)高強(qiáng)度超載和長(zhǎng)期在惡劣路況下 行駛的傳統(tǒng)用車環(huán)境。它們只能在標(biāo)稱的載荷范圍內(nèi)工作，在條 件較好的公路上行駛，對(duì)運(yùn)送重量輕、 附加值高的貨物更為適合 部分用途比較單一、 最大承載有限的專用車，也可以采取同樣的 輕量化技術(shù)路線。如果用戶仍然超載使用，將會(huì)對(duì)輕量化重卡造 成嚴(yán)重?fù)p壞。眼下，國(guó)產(chǎn)的重卡輕量化技術(shù)手段，多數(shù)鋁合金油箱、采用 少片簧或橡膠懸掛、把斜交胎換子午線輪胎、雙胎改單胎等，大 部分