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    拜仁慕尼黑vs巴黎圣日耳曼直播:为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

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    驱动技术杂谈

    拜仁慕尼黑里贝里 www.sfgtx.com 商用车底盘驱动技术从业者

    在油价持续攀升、政府治超治限不断加严的大环境下,整车的燃油经济性已成为各位卡友最为关心的问题了,为了追求我们的利益最大化,就不得不依靠提高运输效率来提高本就不高的盈利率了。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    实验证明,若整车重量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;整备质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3~0.6L。因此整车的轻量化设计就显现出极强的重要性了。本文将针对国内商用车各总成的部分轻量化现状及水平进行简要的总结与分析。

    轻量化驾驶室

    驾驶室的优化主要依靠使用高强钢等轻量化材料以及轻量化结构来达到减重的目的。一般情况下,驾驶室70%以上的材料均为软钢,其他部分为高强度钢,主要有HSLA钢(高强度低合金钢)、BH钢(烘烤硬化钢)和Q&P钢(淬火配分钢)。

    厚度大约为0.8mm~1.5mm,驾驶室白车身重量大约在600kg左右,通过结构优化设计,在保证使用需求以及不替换材料的前提下可以减重10%左右。

    然而我国商用车驾驶室的轻量化水平相对比较低,用材仍以软钢和烘烤硬化钢为主,抗拉强度600MPa及以上的高强度钢材几乎很少使用。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    轻量化车架

    我国中重型商用车的车架主要为双梁结构,钢板抗拉强度以510MPa和610MPa为主,有一部分企业已经开始使用700MPa的钢板制造单梁结构,逐步替换抗拉强度510MPa的大梁。

    目前,牵引车车架使用700MPa的单梁大梁在我国内的应用比例小于10%。中国重汽在全挂牵引车上采用的抗拉强度700MPa的单梁、上汽依维柯红岩引进的依维柯系列重型商用车的大梁采用650MPa、8mm的等刚度单梁结构,达到轻量化的目的。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    高强钢桥壳

    桥壳是汽车驱动桥的重要组成部分,支撑并?;て档闹骷跛倨?、差速器以及半轴等传动零部件,保证传动系统的稳定工作,同时还要承载整车的重量,必须具备足够的强度和刚度。

    基于轻量化汽车的发展趋势,桥壳的重量也许要尽可能地轻量化,由于桥壳结构上进行优化的空间有限,所以主要通过应用高强钢来减小桥壳壁厚,从而达到轻量化的目的。

    国内大量使用的桥壳为Q345、16MnL等抗拉强度在500MPa以下的钢板。而新一代高强钢桥壳已经产生。

    比如宝钢开发的抗拉强度在800~900MPa的重型货车桥壳用钢,单桥可减重50kg,减重率达到20%。此外,武钢、邯钢等钢厂也开发了抗拉强度达到600MPa以上的桥壳用钢,从而实现减重10%的轻量化目标。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    轻量化车轮轮胎

    车轮是安全性要求最高的零部件之一,车轮作为高速旋转的簧下质量。其轻量化效果相对簧上质量更加明显,可以显著地使悬架系统拥有更好的动态响应能力以及车辆的操控性,车轮轻量化产生的节能效果是其他零部件的1.5倍以上。

    商用车车轮以钢制车轮和铝合金车轮为主,其中钢制车轮分为型钢车轮和辊型车轮,轮合金车轮又分为铸造铝合金和锻造铝合金车轮。

    目前型钢车轮、铸造铝合金车轮由于性能不稳定、安全性差等因素逐渐被淘汰,辊型车轮虽然相对型钢车轮可以减轻20%~30%的重量。

    但轻量化发展的最终节点必然是锻造铝合金车轮。锻造铝合金单个车轮相对普通钢制车轮能减重20kg~25kg。但受制于成本的因素,目前锻造铝合金车轮仍仅适用于高端商用车上。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    传统中重型商用车驱动轮均为并装双胎,而目前个别高端车型已经开始匹配宽截面单胎(即“大单胎”)。

    国外的轮胎厂家做过相关的研究表明:牵引同样重量的半挂车,驱动轮采用“大单胎”的车辆,平均每百公里可减少1L左右的燃油消耗,并且整车降重200kg左右(车轮和轮胎)。

    同时最新轻量化轮胎技术还包括无内胎设计,尤其是“无内胎大单胎”在轻量化方面的优势更为明显,以三轴半挂车为例,使用“无内胎大单胎”比使用普通并装钢丝胎相比,单车轻量化可达到500kg以上,但受承载能力限制,该类车型严禁超载。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    轻量化悬架

    中重型商用车的悬架,是指车架和车桥之间一切传导受力连接装置的统称。主要包括弹性元件(钢板弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧等)、导向装置(推力杆等)、稳定装置(横向稳定杆等)、减震器以及其他悬架辅件。

    轻量化悬架主要是指对弹性元件系统进行轻量化设计。商用车悬架系统包括多片式钢板弹簧、变截面少片式钢板弹簧、空气弹簧悬架等。其中变截面少片式钢板弹簧、空气弹簧悬架都能实现不同程度上的轻量化设计。

    变截面少片式钢板弹簧是指由1片或多片(2~4片)纵向等长的变截面弹簧组成。相对传统结构进行了优化设计,使弹簧的应力分布更加均匀,可以减重30%~40%。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    空气弹簧悬架相对传统板簧悬架可降重45%,在变截面钢板弹簧的基础上减重400kg。国家层面也在主动地推动空气弹簧悬架的发展。

    近年来影响卡车市场的几个关键法规,都提到了空气弹簧悬架。比如GB1589中的“空气弹簧悬架整车重量加一吨”、GB7258中的“?;坊醭登?、?;钒牍页抵?、三轴栏板式半挂车轴、三轴仓栅式半挂车轴需装备空气悬架”。

    目前欧美发达国家的客车和重卡都普遍采用了空气弹簧悬架系统,而我国各商用车企业仅针对全新规划设计的高端物流快递牵引车使用空气弹簧悬架,比如一汽J7、重汽的汕德卡C7H、陕汽的X6000等。

    但基本仍处于“叫好不叫座”的尴尬局面上,真正被市场接受,实现批量销售还需要一段时间。

    为了降低自重,国产商用车做了哪些设计

    写在最后

    在国家三令五申严查超载超限的大背景下,汽车轻量化设计一直是各商用车及零部件厂商矢志不渝追求的方向,在保证总成性能及材料不变的前提下,零部件的结构轻量化设计已经被不断地压榨到趋于干净了。

    现阶段大量的轻量化设计都是通过使用高端轻量化材料或者高端轻量化总成来实现了,不可避免地带来整车成本的上升。

    购车成本在上升,运价又在下跌。某种程度上与我们做轻量化设计的初衷相违背了,也可能是轻量化技术无法全面展开应用的原因之一。

    如何平衡轻量化设计后的购车成本、运营成本,本想展开分析,奈何纸短情长,这是一个极其系统而又复杂的问题,把这个问题留给各厂商的产品技术部门和营销部门吧?。ㄎ?卡家号:驱动技术杂谈)

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