重型商用汽車輕量化研究

王 超，黨曉麗，鄭東利，李 鵬

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

重型商用汽車輕量化研究

王 超，黨曉麗，鄭東利，李 鵬

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

輕量化是汽車設計水平的一項關鍵指標，而談起汽車輕量化，行業內往往關注的是乘用車的輕量化技術，重型商用車的輕量化技術往往被忽視，本文就重型商用車輕量化技術的現狀和發展空間及瓶頸做簡要闡述。

重型商用車；輕量化；技術方向；應用

CLC NO.:U462.2Document Code:BArticle ID:1671-7988(2014)08-04-03

1、汽車輕量化概念

當波音747飛機以每小時240公里的速度降落時，落地的一剎那，每個飛機機輪都要承受17噸的沖擊力，而承受這個沖擊力的就是鍛造鋁合金輪。航空業的輕量化、高強度技術是汽車業發展極其有參考價值的技術趨勢，汽車輕量化是一個完整的概念，是指汽車在保持原有的行駛安全性、耐撞性、抗震性以及舒適性等性能不降低，且汽車本身造價不被提高的前提下，有目標地減輕汽車自身的重量。汽車輕量化是設計、材料和先進的加工成形技術的優勢集成。可見汽車輕量化實際上是汽車性能提高、重量降低、結構優化、價格合理四方面相結合的一個系統工程。

2、重型商用汽車輕量化的意義和特殊含義

據歐洲鋁協的材料表明，汽車重量每降低100公斤，每百公里可節約0.6升燃油。若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；若滾動阻力減少10%，燃油效率可提高3%；若車橋、變速器等裝置的傳動效率提高10%，燃油效率可提高7%。因此，車身變輕對于整車的燃油經濟性、車輛控制穩定性、碰撞安全性都大有裨益。

不同于賽車、小型乘用車輕量化的主要意義在于降低燃油消耗率和改善汽車的動力、操控性能，重型商用車輕量化的更直觀意義在于提高運輸效率，從而達到提高燃油利用率、減少資源消耗的戰略意義。

3、重型商用汽車輕量化的技術方向研究

整車自重構成：以總質量25噸的常規6×4公路標載牽引車為例，整車自重構成如下：

可見：驅動橋、車輪、駕駛室、發動機、懸架、車架、

前軸、變速器占到整車自重的90%，大總成的輕量化對于整車降自重可貢獻值更大。

輕量化措施：

a. 多個零件集成設計；

橫梁、推力桿支座集成設計，可實現降重15%

b. 單個零件拓撲優化設計；

利用CATIA、PRO/E、Hyperworks，ANSYS等有限元分析軟件對零部件進行優化設計和拓撲分析達到降低自重提高強度的目的。

可概括為：薄壁化、中空化、小型化、集成化

c. 輕質材料應用；

目前重型商用車最普及的輕質材料是鋁合金，包括鑄鋁、鍛造鋁，另外比較流行的的輕質材料包括陶瓷、塑料、碳纖維復合材料等。

d. 高強度鋼材應用；

采用高強度鋼板是汽車輕量化材料的首選材質，可實現對薄件進行進一步減薄同時不降低強度和剛度的目的，重卡主流的高強度鋼板包括，650L、700L等牌號鋼板。

e. 新加工工藝帶來的輕量化新思路：滾壓結構大廂代替傳統焊接結構降低自重20%以上f. 新輕量化結構的應用

國外新結構輕量化措施必然會成為國內重卡輕量化的必經之路，僅僅是由于國內復雜的道路環境和使用的不規范導致一些成熟的新結構輕量化措施沒有得到普及應用，在此列舉兩個國外已普及應用的輕量化懸架結構。

4、國內重卡輕量化工作的瓶頸及前景

國內重卡輕量化熱潮的風向標是計重收費政策的實施，與國內廠家為了解決計重收費問題而推出的輕量化卡車不同，國外商用車企業在推出輕量化卡車時，最主要的考慮因素就是降低尾氣排放，提高燃油利用率，提升整車的安全和穩定性能為根本出發點。因此國內重卡的輕量化存在著思路上的不合理性，同時也存在許多人鉆政策的空子非法改裝懸浮橋，使得懸浮橋在很多地方遭到封殺的例子，還有比如鍛造鋁合金、復合材料、碳纖維等輕量化材料高昂的成本，以及部分用戶非法超載等運輸環境因素，這些都實際上制約著輕量化技術的應用和普及。

對于國外的汽車制造商而言，降低汽車自重是減少燃油消耗、增強車輛安全性的一個重要手段。從發動機的輕量化到車身相關部件的輕量化，歐美已經走過了近40年的道路。隨著國家節能減排、甩掛運輸等利好政策的不斷實施、加大對城市環境的關注度，以及貨運市場的不斷規范化，重卡輕量化技術依然是行業熱捧的關鍵技術，同時也將是各大廠家的核心競爭力之一。

Heavy commercial vehicle lightweight research

Wang Chao, Dang Xiaoli, Zheng Dongli, Li Peng
(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200)

Light is a key index of automobile design,And talked about the automobile lightweight,The industry is always the lightweight technology for passenger car,The lightweight technology of heavy commercial vehicles are often overlooked,This paper briefly expounds the present situation and development space and the bottleneck of heavy commercial vehicle Lightweight Technology.

Heavy commercial vehicle; lightweight; The technical direction; Apply

U462.2

B

1671-7988(2014)08-04-03

王超，就職于陜西重型汽車有限公司。