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新型輕量化材料 國外重卡瘦身之道

        從2008年早些時(shí)候,我國的重型卡車(chē)行業(yè)掀起了一股重型卡車(chē)“輕量化”的熱潮,這其中既有老牌的中國重汽、陜汽集團和上汽依維柯紅巖,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、復合材料、高強度鋼板車(chē)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F3000,這是國內首款采用BEST技術(shù)(balance of bodyshape & fuel efficiency& safe technology)來(lái)演繹“平衡哲學(xué)”的重卡。它成功打破了國內重卡行業(yè)找不到重卡整車(chē)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,很多技術(shù)的不成熟還是在一定程度上限制了中國重卡輕量化的進(jìn)程,很容易進(jìn)入重量輕了安全系數下降的誤區,近期記者在整理國外重卡輕量化方面技術(shù)資料時(shí)發(fā)現,國外的很多先進(jìn)技術(shù)或許就是我國重卡未來(lái)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(chē)將采用飛機發(fā)動(dòng)機的輕量化技術(shù),并表示經(jīng)過(guò)幾年的研究,在吸收航天科技的基礎上,超級輕量化材料制造的卡車(chē)有望實(shí)現生產(chǎn)。在未來(lái)的10年內,卡車(chē)的重量將有望減少20%。

沃爾沃卡車(chē)
沃爾沃卡車(chē)


        沃爾沃AB公司技術(shù)經(jīng)理卡爾·弗雷德里克·哈爾通說(shuō):“我們在計算機環(huán)境下進(jìn)行了上萬(wàn)次的模擬,該輕量化車(chē)型在保證車(chē)輛碰撞性能和載重量等其他性能不變的同時(shí),車(chē)輛的自重也大大減小。”
       
  對于國外的汽車(chē)制造商而言,降低汽車(chē)自重是減少燃油消耗、增強車(chē)輛安全性的一個(gè)重要手段。從發(fā)動(dòng)機的輕量化到車(chē)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)機相關(guān)部件和車(chē)身相關(guān)部件的鋁化。如在美國、加拿大、歐洲、南非、澳大利亞,大量商用車(chē)都配裝了鍛造鋁合金車(chē)輪。哈爾通還表示:“首先公司會(huì )從降低鋼板的厚度開(kāi)始,之后會(huì )嘗試使用鋁和碳纖維材料。”
       
  采用高強度鋼板在等強度設計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(chē)身分別減重6%、12%和18%。采用高強度鋼板還提高了車(chē)體的抗凹陷性、耐久強度和大變形沖擊強度等安全性。

        德國曼--- 青睞玻璃鋼復合材料

       
2007年,德國曼將玻璃鋼復合材料——片狀模塑料(SMC)應用到TG系列重卡駕駛室。而曼、雷諾、奔馳、依維柯、達夫等歐洲重型卡車(chē)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(chē)的安全和可靠性能也進(jìn)一步提高。

德國曼
德國曼


        通過(guò)使用鋁、金屬合金、金屬復合材料以及其他的輕量化零部件,歐洲汽車(chē)制造商提高了車(chē)輛的燃油經(jīng)濟性,并且減少溫室氣體排放。
       
  國外汽車(chē)廠(chǎng)商致力于汽車(chē)輕量化車(chē)型的研發(fā),還有一個(gè)重要的原因,就是政府在燃油經(jīng)濟性標準上的不斷提高和減少CO2排放的要求。而輕量化車(chē)輛在燃油經(jīng)濟性方面的良好表現,讓企業(yè)把車(chē)輛輕量化作為實(shí)現節能減排的重要手段。

        豐田----輕質(zhì)材料的廣泛應用
 
        
輕量化的最主要手段就是輕質(zhì)材料的大量應用,如鋁、鎂、陶瓷、塑料、碳纖維復合材料等。機體是發(fā)動(dòng)機中單件質(zhì)量最大的零件,一般都超過(guò)發(fā)動(dòng)機質(zhì)量的1/4,甚至接近1/3。與鑄鐵發(fā)動(dòng)機相比,全鋁合金發(fā)動(dòng)機可以輕一半的重量。
       
  后來(lái)是鋁鎂合金在汽車(chē)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,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(lái),豐田的“1/X”混合動(dòng)力車(chē)車(chē)身骨架通過(guò)采用重量更輕、剛性更強的CFRP(即碳纖維復合材料),車(chē)體重量?jì)H為420kg,這款車(chē)曾創(chuàng )造出百公里耗油2.7升的超低燃耗紀錄。此外,三菱EVO X極致輕量化的車(chē)身改造,均緣于大量碳纖維套件的使用,如牌照框、導風(fēng)罩、散熱孔罩等構件均采用碳纖維材料。

豐田碳纖維方向盤(pán)
豐田碳纖維方向盤(pán)


        日本的汽車(chē)業(yè)者一向把汽車(chē)的輕量化列為汽車(chē)整體設計上一個(gè)極重要的指導綱領(lǐng),在汽車(chē)輕量化上不遺余力,因此長(cháng)期下來(lái),日本汽車(chē)的輕量化成果卓著(zhù)。受到ACEA的CO2削減規劃影響,日本銷(xiāo)往歐洲的車(chē)輛,同樣受到管制。據悉,日本出口歐洲的汽車(chē)今年要將CO2排放量降至140g/km,而2010年要求汽車(chē)的燃油效率需提升24%。

儀表內部也毫不保留的鑲嵌碳纖維材料
儀表內部也毫不保留的鑲嵌碳纖維材料

         與國內廠(chǎng)家為了解決計重收費問(wèn)題而推出輕量化卡車(chē)不同,國外商用車(chē)企業(yè)在推出輕量化卡車(chē)時(shí),最主要的考慮因素就是降低尾氣排放,提升整車(chē)的安全和穩定性能。我國的重型卡車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水準大大落后于發(fā)達國家,在核心零部件技術(shù)上“有突破、無(wú)發(fā)展”。從發(fā)動(dòng)機的輕量化到車(chē)身相關(guān)部件的輕量化,歐美已經(jīng)走過(guò)了30多年的道路,而中國在輕量化的道路上才剛剛開(kāi)始。

來(lái)源:卡車(chē)網(wǎng)[www.i-freeware-download.com] 作者:胡永紅
文章關(guān)鍵詞: 德國曼 輕量化材料 沃爾沃 豐田
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