汪海朋　文/圖

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商用車輕量化技術(shù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)新趨勢(shì)

汪海朋文/圖

商用車輕量化是一個(gè)系統(tǒng)工程，我國(guó)商用車輕量化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其應(yīng)用比例還是較低的。只有國(guó)家政策扶植，人才及創(chuàng)新能力的持續(xù)培養(yǎng)，新裝備制造技術(shù)提升，現(xiàn)代化管理、服務(wù)水平的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，才能有效推進(jìn)。

商用車輕量化有助于汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。整車輕量化即減少質(zhì)量，方法有很多，如選擇輕質(zhì)合金材料、高強(qiáng)度鋼材、非金屬材料，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、合理配置等。但具體到不同車型，在保證其整車功能及安全的前提下，如何實(shí)現(xiàn)其輕量化，發(fā)揮其最佳性能，必須根據(jù)車輛特點(diǎn)有的放矢。筆者通過(guò)對(duì)數(shù)款前沿商用車產(chǎn)品的總結(jié)，分析了商用車產(chǎn)品輕量化轉(zhuǎn)型的新趨勢(shì)。

Abstract

Introduction of New Trend of Technical Features of Lightweight Commercial Vehicles

This article mainly introduced a few key features of lightweight of commercial vehicles, and conducted analytical summary of various configuration of major models. The author concluded that the different models should be applied with proper lightweight technologies in line with features of the whole vehicle, so that they would be fully reflected in real operation.

重型牽引車

重型牽引車可實(shí)現(xiàn)輕量化的部件有很多，鋁合金變速器及油箱、鋁合金輪輞、無(wú)內(nèi)胎輪胎、高強(qiáng)度單層梁、少片簧或空氣懸架、盤式制動(dòng)器、6×2單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋、非金屬材料附件，等等。在2015年國(guó)內(nèi)一些重大展會(huì)上，可以了解牽引車產(chǎn)品輕量化的趨勢(shì)。

例如，中國(guó)重汽HOWO-T7H牽引車采用德國(guó)曼輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)、6×2型單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋及相關(guān)總成，12擋鋁殼變速器，高強(qiáng)度單層車架，前后橋盤式制動(dòng)，后橋氣囊懸架帶可提升橋。其可靠性、經(jīng)濟(jì)型、舒適性、安全性等指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，特適合物流甩掛作業(yè)。

上依紅牽引車為雙轉(zhuǎn)向前橋，550 L鋁鎂合金油箱，6×2驅(qū)動(dòng)形式減少1個(gè)驅(qū)動(dòng)橋和2個(gè)輪胎的質(zhì)量，整備質(zhì)量?jī)H為6 970 kg。

聯(lián)合卡車6×2 R系牽引車, 輕量化配置前橋少片簧，中后橋空氣懸架，后橋可提升，前后橋盤式制動(dòng)，500 L+300 L組合鋁合金油箱，適合長(zhǎng)途運(yùn)輸，有較高的安全性、舒適性。

陜汽6×2驅(qū)動(dòng)形式LNG牽引車，雙前轉(zhuǎn)向橋，鋁殼變速器，單級(jí)減速橋，配輕量化單擺鞍座及輕量化結(jié)構(gòu)氣瓶座。與6×4驅(qū)動(dòng)形式牽引車相比減少1個(gè)驅(qū)動(dòng)橋和2個(gè)輪胎的質(zhì)量，整備質(zhì)量為7 500 kg。

從眾多產(chǎn)品總結(jié)，重型牽引車主要輕量化技術(shù)如下。

多數(shù)牽引車都可選配鋁合金油箱、注塑進(jìn)氣罩及擋泥板、鋁合金踏板、子午胎等；高端配置有盤式制動(dòng)器、鋁合金輪輞、鋁合金殼變速器、高強(qiáng)度單層梁等。按上述輕量化配置6×4結(jié)構(gòu)牽引車比普通配置共降低質(zhì)量約880 kg(同款車型)。

6×2牽引車為雙前轉(zhuǎn)向橋時(shí)，可減少1個(gè)驅(qū)動(dòng)橋及2個(gè)輪胎質(zhì)量，但是受雙轉(zhuǎn)向橋布置及軸距制約，很難配置500 L以上的鋁合金油箱；當(dāng)前為單轉(zhuǎn)向橋時(shí)，后橋一般配空氣懸架可提升車橋，可減少1個(gè)驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量，并能夠配置500 L以上的鋁合金油箱。

6×4牽引車一般為前后少片簧結(jié)構(gòu)，可配置500 L以上的鋁合金油箱。

半掛車

廂式半掛車、側(cè)簾半掛車、運(yùn)油半掛車等系列半掛車都采用了輕量化車架及廂體結(jié)構(gòu)，材料一般為高強(qiáng)度鋁合金(或高強(qiáng)度鋼板)，并配置了空氣懸架、鋁合金輪輞、425/65R22.5輪胎；高檔車型基本選擇了BPW車軸帶前提升橋、美鋁輪輞、JOST支腿、威伯科制動(dòng)閥等，具有配置高、自質(zhì)量輕(小于7 000 kg)、不生銹、有效載重大、行車安全性好、環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)。車架大多采用鋁合金型材(也有采用高強(qiáng)鋼的)，采用自動(dòng)焊接技術(shù)提高焊接質(zhì)量，與其他部件多采用鉚接或高強(qiáng)度螺栓連接。

例如，中集3軸側(cè)簾半掛車配置鋁合金輪輞、無(wú)內(nèi)胎單胎及盤式制動(dòng)器，車廂側(cè)面簾布結(jié)構(gòu)；油氣懸架專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，質(zhì)量小，確保車輛適應(yīng)全路況運(yùn)行。

中集液罐半掛車，采用兩節(jié)筒式結(jié)構(gòu)，依靠罐體結(jié)構(gòu)本身承重，貫通式半掛主車架，質(zhì)心低，行車穩(wěn)定性好，罐體容積更大。雖然罐體為鋼結(jié)構(gòu)，因采取了輕量化設(shè)計(jì)，附件為鋁合金材質(zhì)，整備質(zhì)量?jī)H為8 500 kg (普通鋼結(jié)構(gòu)3軸液罐車自重約為11 000 kg)。

遼寧忠旺鋁合金廂式半掛車采用全承載式無(wú)縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，車廂高度可降低100 mm，車廂板采用一次性擠壓成型的鋁合金板拼裝，表面平滑光潔，風(fēng)阻小；采用鋁合金輪輞、無(wú)內(nèi)胎單胎、鋁合金附件等配置，質(zhì)量?jī)H為6 600 kg。

從眾多產(chǎn)品總結(jié)，半掛車系列主要輕量化技術(shù)如下。

半掛液罐車的車架、罐體、輪輞、護(hù)欄、擋泥板、爬梯、備胎架等可采用鋁合金材質(zhì)；配置無(wú)內(nèi)胎輪胎、空氣懸架等。

半掛廂式車和側(cè)簾車的車架、廂體框架、輪輞、護(hù)欄、擋泥板、備胎架等采用鋁合金材質(zhì)；配置無(wú)內(nèi)胎輪胎，空氣懸架；車廂配玻璃鋼蒙皮、簾布等輕質(zhì)材料。

鋼結(jié)構(gòu)半掛液罐車及半掛廂式車通過(guò)采用高強(qiáng)度鋼板，采取優(yōu)化設(shè)計(jì)手段簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，合理匹配輕量化的空氣懸架、鋁輪輞、無(wú)內(nèi)胎輪胎、車廂蒙皮等，同樣可達(dá)到輕量化效果。

為進(jìn)一步節(jié)能降耗及減重，上述半掛車可根據(jù)不同要求配置提升橋，盤式制動(dòng)器，鋁合金支腿等。

渣土自卸車

時(shí)下，渣土自卸車普遍采用了高強(qiáng)度耐磨鋼板、U型貨廂、前頂液壓舉升機(jī)構(gòu)、動(dòng)力密封篷布蓋等。與傳統(tǒng)渣土自卸車比較，上裝自質(zhì)量可降低20%～40%，質(zhì)心降低20%以上，體現(xiàn)了高效安全、穩(wěn)定可靠的優(yōu)越性能及綠色運(yùn)輸理念。

從眾多產(chǎn)品總結(jié)，渣土自卸車主要輕量化技術(shù)如下。

主體為高強(qiáng)度耐磨鋼板，在保證強(qiáng)度的前提下，板厚減薄，車廂可減30%以上的質(zhì)量，提高了載質(zhì)量利用系數(shù)。鋁合金材料車廂受到硬度小、抗沖擊能力低等指標(biāo)制約，國(guó)內(nèi)還未得到有效推廣。

U型車廂截面形狀，與矩形廂比較受力均勻分散，廂體無(wú)底板框架，取消車架下縱梁及邊板加強(qiáng)梁，質(zhì)心降低100 mm左右，行駛穩(wěn)定性更高。

動(dòng)力篷布密封蓋，重量只有硬頂鋼板結(jié)構(gòu)蓋的20%，且噪聲低，環(huán)保不生銹，操作安全。

前頂式液壓缸布置，無(wú)中頂式液壓舉升機(jī)構(gòu)及舉升支架，質(zhì)心降低，自質(zhì)量減小，安裝維修方便，配套更專業(yè)化。

其他附件如擋泥板有廠家采用整體橡膠板，固定在支架上，自質(zhì)量小，耐腐蝕；側(cè)護(hù)欄用薄鋼板與擋泥板做成一體式，美觀又減重；側(cè)護(hù)欄也有可做成鋁合金材料。

廂式貨車

輕量化的廂式貨車一般為4×2或6×2驅(qū)動(dòng)形式，廂體及蒙皮多為鋁合金或玻璃鋼結(jié)構(gòu)，四周用鋁型材包邊鉚接，匹配鋁合金輪輞及側(cè)護(hù)欄。例如，江淮、東風(fēng)的廂式車將側(cè)護(hù)欄、擋泥板與車廂側(cè)面做成一體式結(jié)構(gòu)，整體外形美觀、協(xié)調(diào)、風(fēng)阻小、安全性好。特適合物流業(yè)對(duì)運(yùn)輸車輛輕量化、速度快、車廂容積大、出勤率高、油耗低的要求。

從眾多產(chǎn)品總結(jié)，廂式貨車主要輕量化技術(shù)如下。

4×2型廂式車可前后橋配少片簧，無(wú)內(nèi)胎輪胎，鋁合金油箱、儲(chǔ)氣筒、輪輞、側(cè)護(hù)欄等。

6×2型廂式車若配置為單前轉(zhuǎn)向橋，后橋可配置單驅(qū)動(dòng)橋帶提升橋，可有效降低輪胎磨損；若配置前為雙轉(zhuǎn)向橋，后橋可配置為單驅(qū)動(dòng)橋，可少配2個(gè)輪胎。同樣前后橋可配少片簧，無(wú)內(nèi)胎輪胎，鋁合金油箱、儲(chǔ)氣筒、輪輞等。

輕量化車廂一般采用鋁合金或更輕的玻璃鋼材料，用鋁合金結(jié)構(gòu)框架及蒙皮時(shí)，比鋼板結(jié)構(gòu)車廂輕15%以上；用鋁合金結(jié)構(gòu)框架及玻璃鋼蒙皮時(shí)，比鋼板結(jié)構(gòu)車廂輕26%以上。

冷藏廂蒙皮一般用玻璃鋼成型板，夾層為聚氨酯保溫材料，周邊用鋁型材包邊，外蒙皮也有用鋁合金板的。廂體具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕，保溫性好、環(huán)保無(wú)毒等特點(diǎn)。

純電動(dòng)商用車

隨著國(guó)家大力發(fā)展清潔燃料汽車和新能源汽車，純電動(dòng)商用車也越來(lái)越多，目前市內(nèi)運(yùn)輸及作業(yè)車輛如公交車、環(huán)衛(wèi)車、廂式車等產(chǎn)品都有純電動(dòng)車。純電動(dòng)汽車具有零排放、駕駛操作簡(jiǎn)單、起步快、維護(hù)方便、質(zhì)量小等特點(diǎn)，不過(guò)它最大不足就是續(xù)駛里程短，要想提高純電動(dòng)車動(dòng)力性及續(xù)駛能力，輕量化是其重要的一條途徑。

從眾多產(chǎn)品總結(jié)，純電動(dòng)商用車主要輕量化技術(shù)如下。

應(yīng)深入研究電池組與驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的輕量化技術(shù)，提高tkm能耗值；改變傳統(tǒng)后橋驅(qū)動(dòng)方式及關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，推廣采用電驅(qū)動(dòng)方式。

因純電動(dòng)車不使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)及油箱，電池組安裝位置靈活，結(jié)合車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化及電驅(qū)動(dòng)方式的應(yīng)用，可與底盤實(shí)現(xiàn)一體化式結(jié)構(gòu)，減輕車輛整備質(zhì)量。

將現(xiàn)有成熟的輕量化配置應(yīng)用在純電動(dòng)車上，如鋁合金結(jié)構(gòu)車體、車廂、輪輞、護(hù)欄、少片簧懸架、無(wú)內(nèi)胎輪胎等。

總之，商用車輕量化是一個(gè)系統(tǒng)工程，我國(guó)商用車輕量化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其應(yīng)用比例還是較低的。只有國(guó)家政策扶植，人才及創(chuàng)新能力的持續(xù)培養(yǎng)，新裝備制造技術(shù)提升，現(xiàn)代化管理、服務(wù)水平的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，才能有效推進(jìn)。

首先是政策方面，在工信部《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2015)》中，確定優(yōu)先發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)為：節(jié)能與新能源汽車(第九節(jié))，含輕量化技術(shù)，底盤電動(dòng)化技術(shù)、噪聲控制等。

其次，我國(guó)科研人員從不缺乏發(fā)明及創(chuàng)造的能力，企業(yè)應(yīng)以尊重知識(shí)、尊重人才，以人為本的出發(fā)點(diǎn)，以寬松的環(huán)境，激發(fā)其自主創(chuàng)新能力及熱情。另外，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件，充分發(fā)揮其研發(fā)、制造、管理和營(yíng)銷優(yōu)勢(shì)，積極開(kāi)發(fā)輕量化車型并推向市場(chǎng)。同時(shí)要合理進(jìn)行商用車輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化及配置，不可因輕量化結(jié)構(gòu)而降低整車性能，且要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。

對(duì)車輛使用者而言，應(yīng)該充分發(fā)了解量化商用車的性能特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)接、成本控制、數(shù)據(jù)化管理等方面繼續(xù)創(chuàng)新，可多方面達(dá)到減排節(jié)能、效率提升的目標(biāo)，將輕量化商用車的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用得更加充分。T