商用車輕量化有助于汽車產業的可持續發展。整車輕量化即減少質量,方法有很多,如選擇輕質合金材料、高強度鋼材、非金屬材料,簡化結構、合理配置等。但具體到不同車型,在保證其整車功能及安全的前提下,如何實現其輕量化,發揮其最佳性能,必須根據車輛特點有的放矢。筆者通過對數款前沿商用車產品的總結,分析了商用車及掛車產品輕量化轉型的新趨勢。
重型牽引車
重型牽引車可實現輕量化的部件有很多,鋁合金變速器及油箱、鋁合金輪輞、無內胎輪胎、高強度單層梁、少片簧或空氣懸架、盤式制動器、6×2單級驅動橋、非金屬材料附件,等等。在2015年國內一些重大展會上,可以了解牽引車產品輕量化的趨勢。
例如,中國重汽HOWO-T7H牽引車采用德國曼輕量化發動機、6×2型單級驅動橋及相關總成,12擋鋁殼變速器, 高強度單層車架,前后橋盤式制動,后橋氣囊懸架帶可提升橋。其可靠性、經濟型、舒適性、安全性等指標達到國內領先水平,特適合物流甩掛作業。
上依紅牽引車為雙轉向前橋,550 L鋁鎂合金油箱,6×2驅動形式減少1個驅動橋和2個輪胎的質量,整備質量僅為6 970 kg。
聯合卡車6×2 R系牽引車, 輕量化配置前橋少片簧,中后橋空氣懸架,后橋可提升,前后橋盤式制動,500 L+300 L組合鋁合金油箱,適合長途運輸,有較高的安全性、舒適性。
從眾多產品總結,重型牽引車主要輕量化技術如下:
多數牽引車都可選配鋁合金油箱、注塑進氣罩及擋泥板、鋁合金踏板、子午胎等;高端配置有盤式制動器、鋁合金輪輞、鋁合金殼變速器、高強度單層梁等。按上述輕量化配置6×4結構牽引車比普通配置共降低質量約880 kg(同款車型)。
6×2牽引車為雙前轉向橋時,可減少1個驅動橋及2個輪胎質量,但是受雙轉向橋布置及軸距制約,很難配置500 L以上的鋁合金油箱;當前為單轉向橋時,后橋一般配空氣懸架可提升車橋,可減少1個驅動橋質量,并能夠配置500 L以上的鋁合金油箱。
6×4牽引車一般為前后少片簧結構,可配置500 L以上的鋁合金油箱。
半掛車
廂式半掛車、側簾半掛車、運油半掛車等系列半掛車都采用了輕量化車架及廂體結構,材料一般為高強度鋁合金(或高強度鋼板),并配置了空氣懸架、鋁合金輪輞、425/65R22.5輪胎;高檔車型基本選擇了BPW車軸帶前提升橋、美鋁輪輞、JOST支腿、威伯科制動閥等,具有配置高、自質量輕(小于7 000 kg)、不生銹、有效載重大、行車安全性好、環保節能等特點。車架大多采用鋁合金型材(也有采用高強鋼的),采用自動焊接技術提高焊接質量,與其他部件多采用鉚接或高強度螺栓連接。
例如山東盛潤生產的鋁合金運油半掛車,罐體采用5083/6mm厚鋁合金材質,前后封頭為5083/7mm厚鋁合金,配歐標罐蓋,全鋁備胎架,全鋁工具箱,鋁合金車架和側后防護,在保證質量的前提下,車身重量大大降低, 整備質量僅為7600kg (普通鋼結構3軸液罐車自重約為11 000 kg),同時,相比于碳鋼罐,鋁合金油罐車使用壽命大大延長。
梁山沃德汽車制造的這一款全鋁合金倉柵半掛車,整備質量僅為5噸,最大總質量為40噸。這款掛車最大特點是全車鋁合金使用率很高,使用率可達到85%,一些重要部分如大梁和車輪輪輞都是鋁制,甚至緊繩器都是鋁合金制成。掛車還選用了富華盤式制動掛車橋,并且帶ABS;懸掛系統是可懸浮的空氣懸掛。
中集3軸側簾半掛車配置鋁合金輪輞、無內胎單胎及盤式制動器,車廂側面簾布結構;油氣懸架專利技術結構簡單,安裝方便,質量小,確保車輛適應全路況運行。
半掛車系列主要輕量化技術如下:
半掛液罐車的車架、罐體、輪輞、護欄、擋泥板、爬梯、備胎架等可采用鋁合金材質;配置無內胎輪胎、空氣懸架等。
半掛廂式車和側簾車的車架、廂體框架、輪輞、護欄、擋泥板、備胎架等采用鋁合金材質;配置無內胎輪胎,空氣懸架;車廂配玻璃鋼蒙皮、簾布等輕質材料。
鋼結構半掛液罐車及半掛廂式車通過采用高強度鋼板,采取優化設計手段簡化結構,合理匹配輕量化的空氣懸架、鋁輪輞、無內胎輪胎、車廂蒙皮等,同樣可達到輕量化效果。
在記重收費的今天,鋁合金等新型材料的使用已經讓掛車變得更輕,可以為用戶帶來更好的經濟效益,但同時,這種新型掛車也有其不可避免的高成本問題,一般的用戶還是有些難以承受,不過掛車輕量化的趨勢還是確定不移的。