重型商用汽车轻量化研究

王 超，党晓丽，郑东利，李 鹏

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

重型商用汽车轻量化研究

王 超，党晓丽，郑东利，李 鹏

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

轻量化是汽车设计水平的一项关键指标，而谈起汽车轻量化，行业内往往关注的是乘用车的轻量化技术，重型商用车的轻量化技术往往被忽视，本文就重型商用车轻量化技术的现状和发展空间及瓶颈做简要阐述。

重型商用车；轻量化；技术方向；应用

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

1、汽车轻量化概念

当波音747飞机以每小时240公里的速度降落时，落地的一刹那，每个飞机机轮都要承受17吨的冲击力，而承受这个冲击力的就是锻造铝合金轮。航空业的轻量化、高强度技术是汽车业发展极其有参考价值的技术趋势，汽车轻量化是一个完整的概念，是指汽车在保持原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能不降低，且汽车本身造价不被提高的前提下，有目标地减轻汽车自身的重量。汽车轻量化是设计、材料和先进的加工成形技术的优势集成。可见汽车轻量化实际上是汽车性能提高、重量降低、结构优化、价格合理四方面相结合的一个系统工程。

2、重型商用汽车轻量化的意义和特殊含义

据欧洲铝协的材料表明，汽车重量每降低100公斤，每百公里可节约0.6升燃油。若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等装置的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。因此，车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。

不同于赛车、小型乘用车轻量化的主要意义在于降低燃油消耗率和改善汽车的动力、操控性能，重型商用车轻量化的更直观意义在于提高运输效率，从而达到提高燃油利用率、减少资源消耗的战略意义。

3、重型商用汽车轻量化的技术方向研究

整车自重构成：以总质量25吨的常规6×4公路标载牵引车为例，整车自重构成如下：

可见：驱动桥、车轮、驾驶室、发动机、悬架、车架、

前轴、变速器占到整车自重的90%，大总成的轻量化对于整车降自重可贡献值更大。

轻量化措施：

a. 多个零件集成设计；

横梁、推力杆支座集成设计，可实现降重15%

b. 单个零件拓扑优化设计；

利用CATIA、PRO/E、Hyperworks，ANSYS等有限元分析软件对零部件进行优化设计和拓扑分析达到降低自重提高强度的目的。

可概括为：薄壁化、中空化、小型化、集成化

c. 轻质材料应用；

目前重型商用车最普及的轻质材料是铝合金，包括铸铝、锻造铝，另外比较流行的的轻质材料包括陶瓷、塑料、碳纤维复合材料等。

d. 高强度钢材应用；

采用高强度钢板是汽车轻量化材料的首选材质，可实现对薄件进行进一步减薄同时不降低强度和刚度的目的，重卡主流的高强度钢板包括，650L、700L等牌号钢板。

e. 新加工工艺带来的轻量化新思路：滚压结构大厢代替传统焊接结构降低自重20%以上f. 新轻量化结构的应用

国外新结构轻量化措施必然会成为国内重卡轻量化的必经之路，仅仅是由于国内复杂的道路环境和使用的不规范导致一些成熟的新结构轻量化措施没有得到普及应用，在此列举两个国外已普及应用的轻量化悬架结构。

4、国内重卡轻量化工作的瓶颈及前景

国内重卡轻量化热潮的风向标是计重收费政策的实施，与国内厂家为了解决计重收费问题而推出的轻量化卡车不同，国外商用车企业在推出轻量化卡车时，最主要的考虑因素就是降低尾气排放，提高燃油利用率，提升整车的安全和稳定性能为根本出发点。因此国内重卡的轻量化存在着思路上的不合理性，同时也存在许多人钻政策的空子非法改装悬浮桥，使得悬浮桥在很多地方遭到封杀的例子，还有比如锻造铝合金、复合材料、碳纤维等轻量化材料高昂的成本，以及部分用户非法超载等运输环境因素，这些都实际上制约着轻量化技术的应用和普及。

对于国外的汽车制造商而言，降低汽车自重是减少燃油消耗、增强车辆安全性的一个重要手段。从发动机的轻量化到车身相关部件的轻量化，欧美已经走过了近40年的道路。随着国家节能减排、甩挂运输等利好政策的不断实施、加大对城市环境的关注度，以及货运市场的不断规范化，重卡轻量化技术依然是行业热捧的关键技术，同时也将是各大厂家的核心竞争力之一。

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，就职于陕西重型汽车有限公司。