新型輕量化材料 國(guó)外重卡瘦身之道

        從2008年早些時(shí)候，我國(guó)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(guó)重汽、陜汽集團(tuán)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(dòng)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(fù)合材料、高強(qiáng)度鋼板車架等技術(shù)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F(tuán)3000，這是國(guó)內(nèi)首款采用BEST技術(shù)(balance of bodyshape & fuel efficiency& safe technology)來演繹“平衡哲學(xué)”的重卡。它成功打破了國(guó)內(nèi)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(diǎn)的尷尬。
       
　　 然而，這畢竟是在中國(guó)，很多技術(shù)的不成熟還是在一定程度上限制了中國(guó)重卡輕量化的進(jìn)程，很容易進(jìn)入重量輕了安全系數(shù)下降的誤區(qū)，近期記者在整理國(guó)外重卡輕量化方面技術(shù)資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的很多先進(jìn)技術(shù)或許就是我國(guó)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化技術(shù)，并表示經(jīng)過幾年的研究，在吸收航天科技的基礎(chǔ)上，超級(jí)輕量化材料制造的卡車有望實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。在未來的10年內(nèi)，卡車的重量將有望減少20%。

沃爾沃卡車

        沃爾沃AB公司技術(shù)經(jīng)理卡爾·弗雷德里克·哈爾通說：“我們?cè)谟?jì)算機(jī)環(huán)境下進(jìn)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(shí)，車輛的自重也大大減小。”
       
　　對(duì)于國(guó)外的汽車制造商而言，降低汽車自重是減少燃油消耗、增強(qiáng)車輛安全性的一個(gè)重要手段。從發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化到車身相關(guān)部件的輕量化，而其中一個(gè)重要手段就是發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)部件和車身相關(guān)部件的鋁化。如在美國(guó)、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(huì)從降低鋼板的厚度開始，之后會(huì)嘗試使用鋁和碳纖維材料。”
       
　　采用高強(qiáng)度鋼板在等強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(shí)，車身分別減重6%、12%和18%。采用高強(qiáng)度鋼板還提高了車體的抗凹陷性、耐久強(qiáng)度和大變形沖擊強(qiáng)度等安全性。

        德國(guó)曼--- 青睞玻璃鋼復(fù)合材料

        2007年，德國(guó)曼將玻璃鋼復(fù)合材料——片狀模塑料(SMC)應(yīng)用到TG系列重卡駕駛室。而曼、雷諾、奔馳、依維柯、達(dá)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(xué)性能(高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐磨損等)和化學(xué)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(jìn)一步提高。

德國(guó)曼

        通過使用鋁、金屬合金、金屬?gòu)?fù)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(jì)性，并且減少溫室氣體排放。
       
　　國(guó)外汽車廠商致力于汽車輕量化車型的研發(fā)，還有一個(gè)重要的原因，就是政府在燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)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(jì)性方面的良好表現(xiàn)，讓企業(yè)把車輛輕量化作為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。

        豐田----輕質(zhì)材料的廣泛應(yīng)用
 
        輕量化的最主要手段就是輕質(zhì)材料的大量應(yīng)用，如鋁、鎂、陶瓷、塑料、碳纖維復(fù)合材料等。機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)中單件質(zhì)量最大的零件，一般都超過發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的1/4，甚至接近1/3。與鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)相比，全鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，使用塑料進(jìn)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(dòng)力車車身骨架通過采用重量更輕、剛性更強(qiáng)的CFRP（即碳纖維復(fù)合材料），車體重量?jī)H為420kg，這款車曾創(chuàng)造出百公里耗油2.7升的超低燃耗紀(jì)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(dǎo)風(fēng)罩、散熱孔罩等構(gòu)件均采用碳纖維材料。

豐田碳纖維方向盤

        日本的汽車業(yè)者一向把汽車的輕量化列為汽車整體設(shè)計(jì)上一個(gè)極重要的指導(dǎo)綱領(lǐng)，在汽車輕量化上不遺余力，因此長(zhǎng)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%。

儀表內(nèi)部也毫不保留的鑲嵌碳纖維材料

         與國(guó)內(nèi)廠家為了解決計(jì)重收費(fèi)問題而推出輕量化卡車不同，國(guó)外商用車企業(yè)在推出輕量化卡車時(shí)，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(guó)的重型卡車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)大大落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，在核心零部件技術(shù)上“有突破、無發(fā)展”。從發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化到車身相關(guān)部件的輕量化，歐美已經(jīng)走過了30多年的道路，而中國(guó)在輕量化的道路上才剛剛開始。