從鋼鐵到復(fù)合材料、從膠木到聚氨酯,在過去50年中,用于生產(chǎn)卡車的材料已經(jīng)發(fā)生了巨大變化,未來也充滿了令人振奮的材料學(xué)進(jìn)步。用于生產(chǎn)現(xiàn)代卡車的材料和20世紀(jì)60年代的生產(chǎn)材料相比不可同日而語。
現(xiàn)代車輛所使用的材料壽命要長得多,強(qiáng)度也大大增強(qiáng),重量也大幅度減輕。而未來的新型材料技術(shù)也將很快來到我們身邊:使用可再生碳纖制造的復(fù)合材料指日可待,不僅重量很輕,還擁有無與倫比的堅(jiān)固度。
更輕的材料
如果說現(xiàn)代卡車的材料還有什么地方和“老一輩”大致相同的話,那可能就剩下車輛基本結(jié)構(gòu)的材料了。斯堪尼亞研究和開發(fā)部門的材料技術(shù)專家尹妮婭德·安娜戈恩(IngegerdAnnergren)表示仍有許多氣缸體使用灰鑄鐵制造,同時(shí),車輛的承載部件,如框架、橫梁和車身制造等一般還是由鋼制造。
“盡管鋼材依然被廣泛應(yīng)用,但從材料學(xué)角度看,已經(jīng)今非昔比,”安娜戈恩說道。“今天的鋼材明顯更加耐用、更容易鍛鑄,制造某個(gè)部件時(shí)不需要像以前一樣‘大動(dòng)干戈’了。更重要的是,鋼材的表面處理與以前也完全不同了,新技術(shù)的應(yīng)用使其能夠承受大得多的壓力。鍍鋅工藝和多層漆可保護(hù)鋼材不受腐蝕。”
更輕的材料
輕量化趨勢在乘用車市場越來越明顯,更輕的材料以及新型材料已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注,如使用碳纖維制造的復(fù)合材料。這種趨勢在重型商用車領(lǐng)域也日益明顯,但它背后的出發(fā)點(diǎn)和乘用車卻不盡相同。
早期的車輛材質(zhì):氣缸體:灰鑄鐵。后視鏡:鍍鉻鋼。輪轂:鋼。消音器:鋼。油箱:鋼。方向盤:膠木。變速箱:鋼,設(shè)計(jì)壽命40萬公里,重量300公斤。機(jī)油箱:開始為鋼制,后改為鋁制。保險(xiǎn)杠:鋼
強(qiáng)度更高的鋼材
“首先必須明確,卡車是一臺(tái)在能在路上跑的賺錢機(jī)器,”安娜戈恩表示:“出于這個(gè)原因,我們關(guān)注的重點(diǎn)首先是材料強(qiáng)度、耐勞度和生命周期。卡車必須要應(yīng)對各種工況下的重型負(fù)載,這一點(diǎn)與乘用車完全不同。但毋庸置疑是,即便在重型汽車領(lǐng)域,我們在未來也將繼續(xù)給材料‘瘦身’,以控制成本、減輕重量,避免像今天一樣‘浪費(fèi)’。”
強(qiáng)度更高的鋼材
斯堪尼亞設(shè)想,越來越廣泛的材料將被用于未來的汽車制造。材料的多元化,意味著各種不同的材料將精確地應(yīng)用于各種不同的配件。
“我們將看到強(qiáng)度更高的鋼材被用于底盤或駕駛室的承重結(jié)構(gòu)。”安娜戈恩表示。“更多的聚合材料,如碳纖維等復(fù)合材料,也將應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)、駕駛室內(nèi)飾和板彈簧的制造,而新型混合材料更有可能將多種特性集于一身。此外,我們也正在進(jìn)一步研究輕金屬,比如用鋁制造客車的支架和零部件、用鎂制造桌子表面、車內(nèi)支架和內(nèi)飾。”
安娜戈恩繼續(xù)說:“還有一個(gè)趨勢是,材料的功能性和今天相比也不盡相同,比如材料的表面處理可將車身的熱量分散、擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)可以像一臺(tái)顯示器那樣投影信息、承重梁內(nèi)也可以有管道穿過。”