8月16日, 由中信微合金化技术中心, 汽车轻量化技术创新战略联盟主办的 '第二届商用车轻量化技术国际研讨会' 在北京隆重召开. 会上, 东风汽车集团有限公司材料工艺总工程师康明进行了发言, 探讨商用车轻量化的现状与意义.
多因素助推商用车轻量化
在康明看来, 节能, 环保, 法规, 新能源及客户的需求是商用车轻量化技术发展的重要推动力.
截止2017年12月, 我国机动车保有量已达3.10亿辆. 其中汽车保有量达2.17亿辆, 与2016年相比, 增加2304万辆, 增长率为11.85%. 小型载客汽车(乘用车)及客车保有量达1.85亿辆(以个人名义登记的小型载客汽车达1.70亿辆), 占汽车总量的85.3%;载货汽车(商用车)保有量达2234万辆, 占汽车总量的10.7%. 据不完全统计, 我国商用车的总体燃料消耗量占汽车燃料总消耗量的55%~ 60%. 因此, 降低商用车的自重, 可以有效降低燃油消耗的总量.
汽车轻量化也是环境保护的需要. 100公里商用车排放量约为乘用车排放量的3~ 4倍. 汽车重量每降重10%可降低排放5%~ 6%;汽车减重100kg,CO2减排10g/100km.
同时, 汽车轻量化也是国家标准及法规的需要. 我国先后颁布了GB30510-2014《重型商用车辆燃料消耗量限值》法规和GB 1589-2016《汽车, 挂车及汽车列车外廓尺寸, 轴荷及质量限值》. 法规严格规定了车辆的油耗限值和车辆重量限值.
当前, 新能源商用车比例不断攀升, 为解决新能源汽车续航里程的问题, 轻量化技术是重要的解决手段.
对于商用车(载货车)而言, 车辆每减重1000kg, 按年行驶10万公里计算, 用户可获收入3.5万元~ 7.0万元. 因此, 汽车轻量化也是客户经济利益的需要.
商用车用材仍有差距
商用车轻量化已经受到全产业链的关注, 并取得了长足进步, 但在用材方面, 仍与世界先进水平存在差距. 康明表示, 国内商用车的技术水平得到了长足发展, 商用车的用材水平也得到了显着的提升. 先进高强钢, 铝合金, 镁合金, 非金属复合材料等等在国产商用车上已经屡见不鲜, 促进了商用车的轻量化以及安全性, 可靠性, 但是我国目前商用车先进材料的应用比例和应用的成熟度相较国外先进水平还是比较低的.
以白车身为例, 国内大部分商用车是以低碳软钢板为主, 少量采用了340MPa以上级别的低合金高强度钢板, 高强度钢板约占白车身重量的10%~ 15%. 而国际先进商用车的白车身340MPa以上级别的先进高强钢用量达40%~ 60%, 甚至更高. 不仅510MPa级别, 甚至590MPa, 700MPa和980MPa级别的先进超高强度钢也都有应用.
在底盘方面, 目前国内是以510MPa~ 590MPa级大梁钢板为主, 少部分车型采用了700MPa~ 800MPa级别的大梁钢板, 甚至热处理车架. 国际上先进商用车的车架普遍用钢强度已达到700MPa~ 800MPa级别水平. 部分公司还采用了1200MPa级别以上的热处理车架, 甚至铝合金车架. 车架重量明显低于国内同类产品.
在钢板弹簧方面, 国内变截面钢板弹簧的设计满载静应力水平普遍为400MPa~550MPa, 略高于等截面钢板弹簧的水平, 但是低于国际知名商用车板簧650MPa~ 750MPa的满载静应力水平.
目前国内用大马力发动机缸体缸盖的材料主要有: HT250, HT280, HT300, RT350, RT450等等. 这些材料的性能与国外发达国家相比相差无几, 完全可以满足商用车的运营需求.
康明表示, 围绕东风系列商用车的实际情况, 东风汽车从2015年起在确保车辆可靠性, 安全性, 耐久性的前提下, 制定了轻量化战略和技术路线, 组织产品设计, 材料工艺等技术人员大力开展了轻量化改进活动, 取得了可喜成绩, 赢得用户的认可. 据介绍, 2018年6月14日东风天龙2018款轻赢版TH37上市, 通过材料优化和结构优化, 轻赢版TH37自重再降低390Kg, 最低仅7.86吨.
对于商用车轻量化未来的趋势, 康明表示, 材料及工艺是汽车轻量化重要途径之一, 多种材料的集成应用是汽车用材的发展方向. 满足轻量化—成本—用户期望的协同发展, 新材料, 新工艺及新技术是发展的动力源泉. 未来, 应重点关注涂装材料及工艺技术, 低成本复合材料, 整体成型技术, 泡沫金属, 连接技术和回收技术.