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國(guó)內(nèi)卡車輕量化發(fā)展趨勢(shì)

A、輕型卡車輕量化發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)輕卡在產(chǎn)品 技術(shù)方面發(fā)展的趨勢(shì)主要在以下幾個(gè)方面：第一，節(jié)能技術(shù)，用車經(jīng)濟(jì)性是客戶和國(guó)家最直接可獲利和可感知的性能；第二，安全性，包括主動(dòng)安全和被動(dòng)安全，這 是必過的門檻；第三，低公害，包括排放標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，減振降噪等，也是必須過的門檻；第四，功能性，包括容載量，動(dòng)力性，可靠性、耐久性，駕駛、裝卸、維修方便性，乘坐舒適性，這些都是競(jìng)爭(zhēng)的因素；第五，電子控制、車聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用；第六輕卡制造技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)為新材料應(yīng)用、新工藝、新流 程、新裝備、新工具等。

此外，從近三年可以看出：輕卡的增量結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生明顯變化，輕卡正向高技術(shù)方向發(fā)展，新材料、輕量化、數(shù)字 化、網(wǎng)絡(luò)智能化、舒適化、功能多元化、乘用車化和人性化方向發(fā)展，主要體現(xiàn)為低噪聲、安全可靠、皮實(shí)耐用、維修便捷、節(jié)能低排放、多功能以及新能源的使 用。從輕卡產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)上看：

a. 在動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，已普遍采用增壓中冷裝置與高壓共軌，優(yōu)化改善了燃燒性能，使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與燃料經(jīng)濟(jì)性得到很大的提高，這提高了發(fā)動(dòng)機(jī)與整車的匹配性， 使得車輛的動(dòng)力輸出更為強(qiáng)勁、加速性好，又符合了國(guó)家的對(duì)柴油機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)力公司如康明斯、索菲姆、菲亞特、曼恩、納威斯達(dá)等發(fā)動(dòng)機(jī)，均采用 電控渦輪增壓高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油與燃燒優(yōu)化、智能電控、排放處理、濾清系統(tǒng)五大等核心領(lǐng)先技術(shù)。

此外，重型發(fā)動(dòng)機(jī)延伸至中輕卡，如中國(guó)重汽集團(tuán)杭發(fā)公司首臺(tái)MC05發(fā)動(dòng)機(jī)直列四缸、水冷、四沖程、增壓中 冷、高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力系統(tǒng)采用電控渦輪增壓成趨勢(shì)，是自主動(dòng)力最強(qiáng)、重量最輕、體積最小的發(fā)動(dòng)機(jī)，可滿足國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具備升級(jí)到歐Ⅴ、歐Ⅵ排放 潛力的發(fā)動(dòng)機(jī)，成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的利器。如奇瑞開瑞綠卡搭載全新設(shè)計(jì)輕質(zhì)量缸體、缸蓋的美國(guó)康明斯ISF2.8發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有缸套，最終形成的總成干重僅為214kg，并配上全鋁合金殼體的德國(guó)ZF變速箱，不僅重量輕，而且強(qiáng)度非常高。

b. 駕駛室造型設(shè)計(jì)上， 輕卡窄體、中體、寬體及雙排、排半、單排駕駛室更趨勢(shì)于乘用車化前臉造型更趨向于立體動(dòng)感凌厲，整體顯得更加大氣厚重。前大燈組更加飽滿犀利，吸納歐美鋼 性線條元素，轉(zhuǎn)角處保持日系車圓潤(rùn)飽滿基因。緩沖裝置采用乘用車型或分?jǐn)嗍轿芫彌_保險(xiǎn)杠。此外，整車可翻轉(zhuǎn)液壓駕駛室懸置、隔音、隔熱減震材料等細(xì)節(jié)品 質(zhì)上，都提供了堪比轎車的品質(zhì)呈現(xiàn)。

c. 功能性設(shè)計(jì)上，集成電子油門、助力轉(zhuǎn)向、離合助力、電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)車窗等轎車化舒適配置，靠攏乘用車標(biāo)準(zhǔn)。如液壓減震座椅、定速巡航等多項(xiàng)轎車化配置。ABS制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，感載比例閥加排氣蝶閥制動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)計(jì)，其優(yōu)化獨(dú)立儲(chǔ)氣單元，包括干燥器，四回路保護(hù)閥，螺旋冷卻管，多彩色管路等系統(tǒng)。

d. 車身車架設(shè)計(jì)上，在車型設(shè)計(jì)上，寬（窄）體駕駛室、長(zhǎng)（短）軸矩、長(zhǎng)（短）車身、加強(qiáng)型底盤、大動(dòng)力、高速重載與車聯(lián)網(wǎng)等，已經(jīng)成為輕卡研發(fā)的大趨勢(shì)與未 來市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。采用高強(qiáng)度的鉚接大梁和抗腐蝕車架等等，這些新設(shè)計(jì)可以有效增強(qiáng)車輛的輕量化和高速行駛中的穩(wěn)定性與安全性。此外，摒棄傳統(tǒng)的鋼板材 質(zhì)，采用全新設(shè)計(jì)的竹膠板與鋼制外板相螺接的新式鋼制/膠木結(jié)構(gòu)貨箱，在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)也確保了承載力。

B、中重型卡車輕量化發(fā)展趨勢(shì)

1、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)載荷的工況下是完全可以勝任的。

2、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。

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)。從近年來各重卡廠商推出的新產(chǎn)品來看，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)合材料已成為一種必然發(fā)展趨勢(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)合材料無法替代的部位，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。 此外，真空胎在輪胎穿孔的情況下，胎壓不會(huì)急劇下降，完全能繼續(xù)行駛，大大提高了高速行駛的安全性，而新式鋼制/膠木結(jié)構(gòu)貨箱具有耐磨、耐腐蝕、減震和抗 震功能，對(duì)于外來碰撞所造成的變形能自動(dòng)修復(fù)，運(yùn)送精密儀器和易碎貨物更安全。

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。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。

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