8月16日, 由中信微合金化技術中心, 汽車輕量化技術創新戰略聯盟主辦的 '第二屆商用車輕量化技術國際研討會' 在北京隆重召開. 會上, 東風汽車集團有限公司材料工藝總工程師康明進行了發言, 探討商用車輕量化的現狀與意義.
多因素助推商用車輕量化
在康明看來, 節能, 環保, 法規, 新能源及客戶的需求是商用車輕量化技術發展的重要推動力.
截止2017年12月, 我國機動車保有量已達3.10億輛. 其中汽車保有量達2.17億輛, 與2016年相比, 增加2304萬輛, 增長率為11.85%. 小型載客汽車(乘用車)及客車保有量達1.85億輛(以個人名義登記的小型載客汽車達1.70億輛), 占汽車總量的85.3%;載貨汽車(商用車)保有量達2234萬輛, 占汽車總量的10.7%. 據不完全統計, 我國商用車的總體燃料消耗量占汽車燃料總消耗量的55%~ 60%. 因此, 降低商用車的自重, 可以有效降低燃油消耗的總量.
汽車輕量化也是環境保護的需要. 100公裡商用車排放量約為乘用車排放量的3~ 4倍. 汽車重量每降重10%可降低排放5%~ 6%;汽車減重100kg,CO2減排10g/100km.
同時, 汽車輕量化也是國家標準及法規的需要. 我國先後頒布了GB30510-2014《重型商用車輛燃料消耗量限值》法規和GB 1589-2016《汽車, 挂車及汽車列車外廓尺寸, 軸荷及質量限值》. 法規嚴格規定了車輛的油耗限值和車輛重量限值.
當前, 新能源商用車比例不斷攀升, 為解決新能源汽車續航裡程的問題, 輕量化技術是重要的解決手段.
對於商用車(載貨車)而言, 車輛每減重1000kg, 按年行駛10萬公裡計算, 用戶可獲收入3.5萬元~ 7.0萬元. 因此, 汽車輕量化也是客戶經濟利益的需要.
商用車用材仍有差距
商用車輕量化已經受到全產業鏈的關注, 並取得了長足進步, 但在用材方面, 仍與世界先進水平存在差距. 康明表示, 國內商用車的技術水平得到了長足發展, 商用車的用材水平也得到了顯著的提升. 先進高強鋼, 鋁合金, 鎂合金, 非金屬複合材料等等在國產商用車上已經屢見不鮮, 促進了商用車的輕量化以及安全性, 可靠性, 但是我國目前商用車先進材料的應用比例和應用的成熟度相較國外先進水平還是比較低的.
以白車身為例, 國內大部分商用車是以低碳軟鋼板為主, 少量採用了340MPa以上級別的低合金高強度鋼板, 高強度鋼板約佔白車身重量的10%~ 15%. 而國際先進商用車的白車身340MPa以上級別的先進高強鋼用量達40%~ 60%, 甚至更高. 不僅510MPa級別, 甚至590MPa, 700MPa和980MPa級別的先進超高強度鋼也都有應用.
在底盤方面, 目前國內是以510MPa~ 590MPa級大梁鋼板為主, 少部分車型採用了700MPa~ 800MPa級別的大梁鋼板, 甚至熱處理車架. 國際上先進商用車的車架普遍用鋼強度已達到700MPa~ 800MPa級別水平. 部分公司還採用了1200MPa級別以上的熱處理車架, 甚至鋁合金車架. 車架重量明顯低於國內同類產品.
在鋼板彈簧方面, 國內變截面鋼板彈簧的設計滿載靜應力水平普遍為400MPa~550MPa, 略高於等截面鋼板彈簧的水平, 但是低於國際知名商用車板簧650MPa~ 750MPa的滿載靜應力水平.
目前國內用大馬力發動機缸體缸蓋的材料主要有: HT250, HT280, HT300, RT350, RT450等等. 這些材料的性能與國外發達國家相比相差無幾, 完全可以滿足商用車的運營需求.
康明表示, 圍繞東風系列商用車的實際情況, 東風汽車從2015年起在確保車輛可靠性, 安全性, 耐久性的前提下, 制定了輕量化戰略和技術路線, 組織產品設計, 材料工藝等技術人員大力開展了輕量化改進活動, 取得了可喜成績, 贏得用戶的認可. 據介紹, 2018年6月14日東風天龍2018款輕贏版TH37上市, 通過材料優化和結構優化, 輕贏版TH37自重再降低390Kg, 最低僅7.86噸.
對於商用車輕量化未來的趨勢, 康明表示, 材料及工藝是汽車輕量化重要途徑之一, 多種材料的整合應用是汽車用材的發展方向. 滿足輕量化—成本—用戶期望的協同發展, 新材料, 新工藝及新技術是發展的動力源泉. 未來, 應重點關注塗裝材料及工藝技術, 低成本複合材料, 整體成型技術, 泡沫金屬, 連接技術和回收技術.