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幸运赛车重型卡车“轻量化”≠偷工减料
时间:2018-02-17 00:30    来源:未知     作者:admin    浏览: 次

  近期与重卡圈内的老同事和朋友们聊有关重型卡车轻量化问题,后又到了市郊的一些重卡品牌经销商店转了转, 真的发现一些重卡品牌的所谓“轻量化”产品成了“偷工减料化”,再与物流集散场地的司机们谈此话题,老重卡司机们都说现在新出的产品是“今不如昔”,还不 如上世纪的老斯太尔和十年前的国产重卡老产品,主要是太“软”不皮实,超一点载就会出现这样那样的问题,尤其是禁不起恶劣的工作环境。虽然现在新产品的科 技化水平和舒适度提高了不少,但产品的“骨架”却松散了许多,光自身重量轻了一些,可不如以前产品的安全系数高,毕竟卡车是养家糊口的“挣钱机器”,若提 高到理论高度就是社会的生产资料和劳动工具。

  如果“挣钱机器”因所谓“轻量化”而以牺牲安全为其代价,那就成为一个背离主要目的的悖论。从近年来重卡事故的报道经常见诸各种媒体,如混凝土搅拌车的 翻车事故、城市渣土车失速撞人事故、高速公路频频发生的重卡追尾侧翻等血淋淋的车毁人亡的惨祸而惨不忍睹。因此,生死瞬间重卡安全不能被忽视。

  现在在售的重型卡车可以说全都实行了轻量化设计,不仅包括看得见摸得着的地方,许多看不见摸不着的地方也进行了轻量化的设计,但笔者认为是绝大多数系材 料上的轻量化,而结构上的轻量化设计却很少。如保险杆设计,现在基本上都是分段式的,用材是PVC塑料,而不象国外重卡的保险杆设计,有不少也是用记忆性 PVC塑料并有包有蜂窝状钢筋作为支撑,因此强度相当高。此外,虽然也都是四点悬浮式驾驶室,但因许多非支撑结构也由全钢结构的汽车用钢板换成了PVC塑 料件模块,所以其强度硬度对比钢板也就差多了,一旦发生碰撞车祸,因无抗撞击性能而导致车毁人亡,悬浮式驾驶室也难保性命之虞。诸如此类所谓的从里到外的 “轻量化设计”,比比皆是,不胜列举。

  此轻量非彼轻量化,有些竟成“偷工减料”的借口,许多路边汽配店的假冒伪劣零部件猖獗,肆无忌惮。也有一些车企为了市场竞争而节约成本,对车辆有意地进行了所谓“轻量化设计”,其实也就是“偷梁换柱”或“偷工减料”。

  卡车的轻量化是一个系统工程,它涉及整车、发动机、悬架等各个领域,甚至包括新材料以及新技术的应用。汽车车身约占汽车总重量的30%,空载情况下,约 70%的油耗用在车身重量上。汽车重量每降低100公斤,每百公里就可节油0.6升。若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%8%;若滚动阻力减 少10%,燃油效率可提高3%;若车桥、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7%。如果车辆自重降低1.0吨就可以多装货物1.0吨,按照 每年行驶30万公里、每公里平均运价0.30元计算,一辆轻量化重卡一年可比载重量相同的普通车型增加收入10万元左右。因此,轻量化车对于整车的燃油经 济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。特别是在计重收费下,车辆自重每降低一吨,用户每年将会增加多少净收益是可以计算出来的。

  在欧美等发达国家,合理的运价、高附加值的货物,轻量化,是为了追求更高的运输效率,在载货重量不变的前提下,通过车身减重,幸运赛车实现提高车速、减少燃油消 耗、降低污染物排放的目的。但中国和欧美的货运环境不同,经济发展水平不同,在中国的货运市场上,低迷的运价、低附加值的原材料运输,使得超载卡车产品成 为主销和主流的必选。

  当 下,在国产重卡自重相比国外同类车型高出15%-20%的情况下,在实现轻量化的方法上,一是优化车辆设计结构,二是在优化产品结构的基础上应用新材料。 从基础设计入手,用轻量化理念覆盖整个一代产品,是不需要牺牲车辆任何性能的整体升级。通过优化结构及合理使用新材料、新技术,铝合金、镁合金、橡胶、塑 料等新材料的应用的高级阶段上。

  如采用铝合金油箱、采用少片簧、轻量化车架、空气悬挂或橡胶悬挂、把斜交胎换子午线轮胎、双胎改真空单胎,或将驱动桥改为转向桥、双层梁改为单层梁等, 合金变速箱等轻量化技术手段,但绝对数也只停留在比较简单的零部件替换和轻质材料使用方面的技术手段。不过由于国产金属材料技术水平的限制,不是减重幅度 有限,就是在减重的同时大幅降低了车辆的承载能力。

  国内企业普遍采用的在现有主流产品之外并行推出轻量化产品的做法,和国外重卡在升级换代中实现整个产品系列轻量化的做法有本质的区别。但眼下不少国产轻 量化重卡已经不能适应高强度超载和长期在恶劣路况下行驶的传统用车环境工作,只能在标称的载荷范围内工作,在条件较好的公路上行驶。重型卡车以皮实耐用, 承载力强著称,然后这些车辆表面看是实现了轻量化,但最终会威胁到司机和行人的安全以及实际真正的装载量。

  1、采用单层车架大梁和变截面少片簧结构板簧 相比钢板弹簧,车架的重量更大,有效减轻车架重量,将会大大的减轻整车的整备质量。随着设计水平、制造工艺的提高,材料性能的提高,单层车架在标准载荷的工况下是完全可以胜任的。

  变截面少片簧是由几片纵向方向上变截面的板簧组成的,不但可以减轻重量,还可以通过减少板簧间的摩擦而提高驾乘的舒适性、延长使用寿命。另外采用橡胶悬挂或者空气悬挂也可以减轻悬挂系统的重量。

  2、使用复合和铝合金材料 驾驶室是采用复合材料最多的总成,尤其是外覆盖件:前面板、包角板、翼子板、保险杠,甚至顶盖,都使用了大量的复合材料。这样一方面有效的减轻了整车重 量,另外一方面由于复合材料成形性好,造型结构上较金属冲压件可以更复杂、更加美观、尺寸更加精确。目前国产重卡仍偏好全钢结构的驾驶室结构,这主要和中 国重卡的恶劣工作环境有关。从近年来各重卡厂商推出的新产品来看,复合材料在整车所用材料中的比例逐渐提高,大量使用复合材料是必然的趋势。

  铝合金比钢材密度小,因此在一些复合材料无法替代的部位,可以使用铝合金材料,包括钣金件和铸造件。铝合金钣金件最有代表性的就是油箱,油箱采用铝合金 材料,不但自重减轻,而且油箱内不易生锈,免除定期清洗的麻烦。车身也可以采用铝合金代替冷轧钢板。轮辋、发动机机体、变速器机体等,也可以大量采用铝合 金铸造,可以在保证有足够强度、刚度的同时,最大限度的减轻重量。

  3、使用高强度钢材与拼焊板 使用高强度钢板,可以减薄钢板厚度,从而减轻重量。欧美重卡,重卡使用的钢材几乎100%是高强钢。以前国产重卡采用高强度钢板的比例较少,最近几年逐渐广泛使用,甚至自卸车的车厢都开始使用高强度钢板,以提高厢体强度、减轻自重。

  驾驶室由钢板冲压焊接而成,由于各部位的结构和受力情况不同,因此不同部位的钣金件也会采用不同牌号的钢板,一辆重卡的驾驶室可能采用几十种不同牌号、 不同厚度的钢板。然而随着CAE技术的发展,经过模拟实验和分析,可以计算出同一个钣金件的不同部位的受力情况,为了减轻一些零件局部的不必要厚度,激光 拼焊技术应运而生。激光拼焊技术是将经不同表面处理、不同钢种、不同厚度的两块或多块钢板通过激光焊接方法,自由组合成为一块钢板。

  4、采用铸造件和整合零件功能及减少数量 传统的冲焊结构零件,由于材料和制造工艺的限制,各部位只能是等厚度的,为了确保零件的整体强度和刚度,冲焊件往往都比较厚重。结构件可以通过有限元软件 进行CAE分析,对结构进行优化,根据各部位的受力情况设计成复杂的变厚度、变截面的结构,在保证有足够强度的前提下最大限度的削减不必要的局部厚度,从 而大大减轻零件重量。

  科学而合理地整合零件功能、将多个零部件集成,实现零部件的多功能,减少零件数量,使结构更加紧凑,也可以在一定程度上减轻整车重量。如:将油箱和工作台踏板结合,将油箱与SCR的尿素罐结合等。

  5、采用真空轮胎和超宽轮胎 采用真空胎和超宽轮胎也能在一定程度上降低自重。与传统轮胎相比,真空胎不但减少了内胎,轮辋的结构也相应减少了,整车全部换成真空胎,行驶阻力小,能够 在一定程度上降低油耗。重卡的驱动轮一般都用双轮胎,如果改为超宽单轮胎,不但能够减少轮胎数量,还能减少轮辋的数量。另外超宽单轮胎的接地面积不比双轮 胎小,除了能够降低自重外,还可以提高行驶稳定性、避免双轮胎的“吃胎”现象。

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