輕量化,環(huán)保性將是未來重卡發(fā)展的趨勢,尤其是重卡輕量化對于降低運輸成本、提高運營效益有著明顯的作用。
汽車車身約占汽車總重量的30%,空載情況下,約70%的油耗用在車身重量上。汽車重量每降低100公斤,每百公里就可節(jié)油0.6升。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,輕量化設(shè)計不僅僅是為了節(jié)省材料、減輕自重,增加載質(zhì)量;更重要的目的是降低能耗、減少排放、提高運營效率和行車的安全性。
車輛輕量化主要有以下幾種方法。
1、采用單層車架大梁
相比鋼板彈簧,車架的重量更大,有效減輕車架重量,將會大大的減輕整車的整備質(zhì)量。隨著設(shè)計水平、制造工藝的提高,材料性能的提高,單層車架在標(biāo)準(zhǔn)載荷的工況下是完全可以勝任的。由于中國重卡嚴(yán)重的超載現(xiàn)象,所以在2008年以前,重卡使用單層大梁幾乎是不可想象的。2008年以后,國產(chǎn)廠商才開始陸續(xù)推出其輕量化產(chǎn)品,車架采用單層大梁結(jié)構(gòu)。
2、用復(fù)合材料
駕駛室是采用復(fù)合材料最多的總成,尤其是外覆蓋件:前面板、包角板、翼子板、保險杠,甚至頂蓋,都使用了大量的復(fù)合材料。這樣一方面有效的減輕了整車重量,另外一方面由于復(fù)合材料成形性好,造型結(jié)構(gòu)上較金屬沖壓件可以更復(fù)雜、更加美觀、尺寸更加精確。目前國產(chǎn)重卡仍偏好全鋼結(jié)構(gòu)的駕駛室結(jié)構(gòu),這主要和中國重卡的惡劣工作環(huán)境有關(guān):重卡面臨著太多的考驗和傷害,復(fù)合材料受損后很難修復(fù),提高了整車的維修保養(yǎng)成本。不過從近年來各重卡廠商推出的新產(chǎn)品來看,復(fù)合材料在整車所用材料中的比例逐漸提高,大量使用復(fù)合材料是必然的趨勢。
3、用鋁合金材料
鋁合金比鋼材密度小,且耐用因此在一些復(fù)合材料無法替代的部位,可以使用鋁合金材料,包括鈑金件和鑄造件。鋁合金鈑金件最有代表性的就是油箱,油箱采用鋁合金材料,不但自重減輕,而且油箱內(nèi)不易生銹,免除定期清洗的麻煩。車身也可以采用鋁合金代替冷軋鋼板。美國重卡為減輕自重,多采用鋁合金制造車身,由于鋁合金焊接性能較差,只能鉚接,因此我們見到的美國長頭重卡都是渾身的鉚釘,非常彪悍。
4、用變截面少片簧結(jié)構(gòu)板簧
鋼板彈簧由于都是金屬件,重量非常大,減輕板簧的重量,也是減輕整備質(zhì)量的重要措施。變截面少片簧是由幾片縱向方向上變截面的板簧組成的。變截面少片簧不但可以減輕重量,還可以通過減少板簧間的摩擦而提高駕乘的舒適性、延長使用壽命。另外采用橡膠懸掛或者空氣懸掛也可以減輕懸掛系統(tǒng)的重量。
5、采用真空輪胎和超寬輪胎
降低整車自重,輪胎也不能小看。采用真空胎和超寬輪胎也能在一定程度上降低自重。
真空胎與傳統(tǒng)輪胎相比,不但減少了內(nèi)胎,輪輞的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)減少了,整車全部換成真空胎,減輕的重量十分客觀。另外真空胎行駛阻力小,能夠在一定程度上降低油耗。
重卡的驅(qū)動輪一般都用雙輪胎,如果改為超寬單輪胎,不但能夠減少輪胎數(shù)量,還能減少輪輞的數(shù)量,減重效果十分顯著。另外超寬單輪胎的接地面積不比雙輪胎小,除了能夠降低自重外,還可以提高行駛穩(wěn)定性、避免雙輪胎的“吃胎”現(xiàn)象。
6、整合零件功能、減少零件數(shù)量
另外,整合零件功能、將多個零部件集成,實現(xiàn)零部件的多功能,減少零件數(shù)量,使結(jié)構(gòu)更加緊湊,也可以在一定程度上減輕整車重量。如:將油箱和工作臺踏板結(jié)合,將油箱與SCR的尿素罐結(jié)合等。
7、使用高強(qiáng)度鋼材
鋼的質(zhì)量大,會影響車輛的輕量化,但在其他材料無法替代、只能采用鋼材的部位,使用高強(qiáng)度鋼板,可以減薄鋼板厚度,從而減輕重量。用來制造車身的冷軋鋼板和制造車架的熱軋鋼板,均可以采用高強(qiáng)度鋼材。歐美重卡,重卡使用的鋼材幾乎100%是高強(qiáng)鋼。以前國產(chǎn)重卡采用高強(qiáng)度鋼板的比例較少,最近幾年逐漸廣泛使用,甚至自卸車的車廂都開始使用高強(qiáng)度鋼板,以提高廂體強(qiáng)度、減輕自重。
以上就是常見的車輛輕量化的方法,讀者可根據(jù)車輛自身情況酌情考慮。