下載手機汽配人

新型輕量化材料 國外重卡瘦身之道

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2010-07-29
  從2008年早些時候,我國的重型卡車行業(yè)掀起了一股重型卡車“輕量化”的熱潮,這其中既有老牌的中國重汽、陜汽集團和上汽依維柯紅巖,也有重卡新軍華菱重卡和北汽福田。     

  在這一輪的“輕量化”的熱潮中,自動變速器、鋁合金殼體變速器、少片簧懸架、橡膠懸架、空氣懸架、復合材料、高強度鋼板車架等技術得到迅猛的發(fā)展。讓人恍如到了歐洲。比如2010年7月6日,陜汽推出輕量化德龍F3000,這是國內首款采用BEST技術(balance of bodyshape& fuel efficiency& safe technology)來演繹“平衡哲學”的重卡。它成功打破了國內重卡行業(yè)找不到重卡整車輕量化、燃油效率、安全性的黃金平衡點的尷尬。     

  然而,這畢竟是在中國,很多技術的不成熟還是在一定程度上限制了中國重卡輕量化的進程,很容易進入重量輕了安全系數(shù)下降的誤區(qū),近期記者在整理國外重卡輕量化方面技術資料時發(fā)現(xiàn),國外的很多先進技術或許就是我國重卡未來輕量化發(fā)展的必經(jīng)之路。 
     
  沃爾沃----嘗試航天輕量化材料      
  
  近日,沃爾沃AB公司宣布,沃爾沃Aero卡車將采用飛機發(fā)動機的輕量化技術,并表示經(jīng)過幾年的研究,在吸收航天科技的基礎上,超級輕量化材料制造的卡車有望實現(xiàn)生產(chǎn)。在未來的10年內,卡車的重量將有望減少20%。  

  沃爾沃AB公司技術經(jīng)理卡爾·弗雷德里克·哈爾通說:“我們在計算機環(huán)境下進行了上萬次的模擬,該輕量化車型在保證車輛碰撞性能和載重量等其他性能不變的同時,車輛的自重也大大減小?!?nbsp;    

  對于國外的汽車制造商而言,降低汽車自重是減少燃油消耗、增強車輛安全性的一個重要手段。從發(fā)動機的輕量化到車身相關部件的輕量化,而其中一個重要手段就是發(fā)動機相關部件和車身相關部件的鋁化。如在美國、加拿大、歐洲、南非、澳大利亞,大量商用車都配裝了鍛造鋁合金車輪。哈爾通還表示:“首先公司會從降低鋼板的厚度開始,之后會嘗試使用鋁和碳纖維材料?!?nbsp;    

  采用高強度鋼板在等強度設計條件下可以減少板厚及重量。鋼板厚度分別減小0.05mm、0.1mm和0.15mm時,車身分別減重6%、12%和18%。采用高強度鋼板還提高了車體的抗凹陷性、耐久強度和大變形沖擊強度等安全性。  

  德國曼---青睞玻璃鋼復合材料  

  2007年,德國曼將玻璃鋼復合材料——片狀模塑料(SMC)應用到TG系列重卡駕駛室。而曼、雷諾、奔馳、依維柯、達夫等歐洲重型卡車制造商的駕駛室材料中,也都大量選用了SMC。這些新材料因具有優(yōu)良的力學性能(高強度、高硬度、耐腐蝕、耐磨損等)和化學性能(耐熱沖擊、耐氧化、蠕變等),使整車的安全和可靠性能也進一步提高。  

  通過使用鋁、金屬合金、金屬復合材料以及其他的輕量化零部件,歐洲汽車制造商提高了車輛的燃油經(jīng)濟性,并且減少溫室氣體排放。     

  國外汽車廠商致力于汽車輕量化車型的研發(fā),還有一個重要的原因,就是政府在燃油經(jīng)濟性標準上的不斷提高和減少CO2排放的要求。而輕量化車輛在燃油經(jīng)濟性方面的良好表現(xiàn),讓企業(yè)把車輛輕量化作為實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。  
 
  豐田----輕質材料的廣泛應用     

  輕量化的最主要手段就是輕質材料的大量應用,如鋁、鎂、陶瓷、塑料、碳纖維復合材料等。機體是發(fā)動機中單件質量最大的零件,一般都超過發(fā)動機質量的1/4,甚至接近1/3。與鑄鐵發(fā)動機相比,全鋁合金發(fā)動機可以輕一半的重量。     

  后來是鋁鎂合金在汽車上的廣泛使用,鎂合金的密度為1.8g/cm3,是鋁合金的2/3,不足鋼的1/4。     

  豐田的1ZZ-FE發(fā)動機,使用塑料進氣管、不銹鋼制的排氣管等各種輕量化零件,被豐田宣布為世界上同排量中最輕的一款,只有96kg。后來,豐田的“1/X”混合動力車車身骨架通過采用重量更輕、剛性更強的CFRP(即碳纖維復合材料),車體重量僅為420kg,這款車曾創(chuàng)造出百公里耗油2.7升的超低燃耗紀錄。此外,三菱EVO X極致輕量化的車身改造,均緣于大量碳纖維套件的使用,如牌照框、導風罩、散熱孔罩等構件均采用碳纖維材料。  

  日本的汽車業(yè)者一向把汽車的輕量化列為汽車整體設計上一個極重要的指導綱領,在汽車輕量化上不遺余力,因此長期下來,日本汽車的輕量化成果卓著。受到ACEA的CO2削減規(guī)劃影響,日本銷往歐洲的車輛,同樣受到管制。據(jù)悉,日本出口歐洲的汽車今年要將CO2排放量降至140g/km,而2010年要求汽車的燃油效率需提升24%。  

  與國內廠家為了解決計重收費問題而推出輕量化卡車不同,國外商用車企業(yè)在推出輕量化卡車時,最主要的考慮因素就是降低尾氣排放,提升整車的安全和穩(wěn)定性能。我國的重型卡車產(chǎn)業(yè)技術水準大大落后于發(fā)達國家,在核心零部件技術上“有突破、無發(fā)展”。從發(fā)動機的輕量化到車身相關部件的輕量化,歐美已經(jīng)走過了30多年的道路,而中國在輕量化的道路上才剛剛開始。