新材料与工艺手册

[轻量化轻卡|重卡] 轻型卡车轻量化技术应用研究

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发表于 2020-9-7 14:26:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

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汽车轻量化在线】轻型卡车轻量化技术应用研究
许全保
(安徽江淮汽车集团股份有限公司,合肥 230601)
摘 要:轻卡“降重提质”推进节能减排,对我国降低能源消耗,减少主要污染物排放,改善环境质量,发挥了积极的促进作用。车辆轻量化,并不是降低车辆的安全性、强度,而是应用新技术、新工艺、新材料,能有效提高车辆强度,车辆更轻、载货更多。
关键词:轻卡;降重;环保
0 前言

“绿水青山,就是金山银山”,随着我国对环境保护越来越重视,环保措施查处也不断加大力度;轻型卡车行业是我国重要经济发展支柱,也是重要的民生工程,联系着千万人民生活的方方面面。轻卡轻量化,推进节能减排,对我国降低能源消耗,减少主要污染物排放,改善环境质量,发挥了积极的促进作用[4]。近年来,国家主流媒体也持续关注车辆重量问题,如2019 年5 月21 日央视焦点访谈栏目对聚焦轻卡市场“大吨小标”问题曝光,引起国家有关部门重点关注,重拳出击整顿轻卡超重乱象,为轻卡轻量化实施注入强劲助力。

轻卡主要组成部分包括动力总成、车身、电器、底盘四个主要部分,轻卡的轻量化措施主要从动力总成、车身、底盘三个部分上着手[1],大体可分为三类:对零部件结构调整、对零部件材料更换、对零部件调整结构同时更换材料。

1 动力总成部分

目前主要轻量化措施有两个:(1)发动机采用全铝壳体,能有效降重,降重率达30%以上,但是由于对材料和工艺要求严苛,这种全铝发动机价格昂贵,只有少数动力在用;(2)发动机部分零部件采用铝合金材质,如飞轮壳、油底壳由铁铸件改为铝合金材质,降重率达10%左右,对发动机整体成本影响小,也是目前很多厂家采用的降重措施。

2 底盘部分

底盘部分的轻量化措施,主要从供油、悬置、变速箱、悬架、车架、轮胎总成、制动系统七个方面来介绍。

2.1 供油系统

将铁油箱更换为塑料油箱和铝合金油箱,主要从油箱材质方面调整,是目前供油系统比较普遍的降重措施,不仅提高了油箱的观感,也有效提高油箱的抗腐蚀能力,更能降低油箱重量,起到“降重提质”作用。

2.2 悬架系统

悬架的钢板弹簧有多片簧、少片簧等组成,少片簧的应用,不仅可以增加车辆舒适性,还能降低悬架重量,目前市场上已广泛应用少片簧结构。新材料的开发,对钢板弹簧悬架能进一步降重,如复合材料板簧的应用,就是一种新趋势;新结构应用上,如单片钢板弹簧,也在轻卡市场上逐渐应用。

2.3 悬置系统

从结构方面调整,将元宝梁结构改为叉式结构,可有效降重。

2.4 变速箱系统

变速箱的材质主要由铸铁材质和铸铝材质,其中铸铝材质应用的变速箱越来越广泛,能有效降低变速箱重量,降重率达20%以上,而且外观上增加观感。

2.5 车架

优化车架结构,采用高强钢材料,是降低车架重量的重要手段;通过计算机辅助设计分析,在不影响原有车架总成结构和强度的情况下,采用高强钢材料,零部件厚度得以减薄,整个车架总成重量降低约10%。

2.6 轮胎总成系统

轮胎总成主要由轮辋和轮胎组成,轮辋的降重措施有普通钢材质(如380CL),改为用高强钢材质(490CL)的高强钢轮辋(应用越来越广)、或者铝合金材质的铝合金轮辋;轮胎采用无内胎结构,去除内胎重量,目前已普遍应用于各大轻卡产品[2]。

2.7 制动系统

将铁储气筒改为铝合金储气筒,是制动系统目前市场上比较广泛应用的降重措施,不仅储气筒外型更加美观,还能有效防锈蚀和降低储气筒重量。

图1 铝合金储气筒

3 车身部分3.1 货箱

货箱体积大、容量多,直接承担装货任务,是车身重要组成部分,也直接影响整车重量。货箱轻量化,主要从货箱底板、纵梁、横梁等部分,采用高强板轻量化结构。

3.2 侧防护

侧防护承担轻卡侧面安全性防护功能,对其轻量化,从结构上,铁质侧防护由双杆改为单杆,或者铝合金侧防护双杆改单杆;从材料上,铁质侧防护由铁质改为铝合金材质,不仅提高侧防护的美观度,也可提高防护强度和降低侧防护重量,实现“降重提质”[3]。

3.3 后防护

后防护承担轻卡后面安全性防护功能,主要降重措施有,铁材质改为铝合金材质,降重率达40%以上。

4 小结

新型轻卡在“降重提质”上做了很多技术革新,如应用全铝变速箱、车架重量减轻、铝合金防护、轻量化货箱,同时应用无内胎轮胎和高强钢轮辋、少片簧、塑料油箱,以满足法规政策要求,为顾客提供合规的蓝牌无忧产品[4]。

参考文献:

[1]余志生.汽车理论(第五版)[M].机械工业出版社,2011.

[2]王望予.汽车设计(第4 版)[M].机械工业出版社,2011.

[3]陈家瑞.汽车构造(上册)[M].机械工业出版社,2009.

[4]华润兰.论汽车轻量化对汽车发展的影响[J].汽车工程,2010(02).



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