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新材料技术应用采用轻质材料如铝鎂陶瓷塑料

发布时间:2019-04-10 22:50:02

货车轻量化技术

货车轻量化技术是指采用轻量化的金属和非金属材料,或者运用现代设计方法和有效手段对载货汽车进行优化的设计,在保证汽车综合性能的情况下语音卡批发
,尽量实现货车自身重量的降低,从而达到减重、降耗、安全、环保的综合性能指标。载货汽车的轻量化技术、关键零部件轻量化技术、新材料技术应用。

结构轻量化技术。从改变车辆机构入手,通过结构优化、局部减重、采用新型结构等手段,达到结构轻量化的目的。例如将车架纵梁由双层改成单层,对承载较大的部位进行局部加强。在牵引车车架上应用高强度钢,将车架由双层改为单层;缩短牵引车轴距和后悬,提高机动性能,降低自重并满足国家标准对汽车列车长度要求。

关键零部件轻量化技术。车辆在满足使用要求的前提下,围绕车辆核心外购部件减重展开。例如选用新型的车桥、少片簧的悬架系统、盘式制动替代鼓式制动器。如车轴轻量化技术、空气悬挂技术、少片簧悬架系统、单宽胎技术。

新材料技术应用。采用轻质材料(如铝、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料等)进行车辆结构设计,例如采用铝合金变速器等新材料变速器;铝合金轮辋、变速器壳体、油箱、散热器、保险杠、轮辋等新材料技术在车辆上的应用;盘式制动器在牵引车上的推广应用。

我国货车轻量化的现状

当前国内各大货车制造企业都提出了自主开发战略,有的已启动轻量化研究。国产载货汽车由于自质量较同级国外车大,质量利用系数也较大,因而更具开发潜力。

据有关机构调查显示,就单车能效水平而言,我国重卡能耗水平较美国高20%-30%。究其原因,我国货车轻量化的研究起步较晚,普通货车的制造和使用过程中母婴监护仪
,轻量化技术都没有得到足够的重视。同时,我国货车品牌、结构繁多,性能、质量参差不齐,新结构、新工艺、新技术应用不足,专用化、标准化水平低等原因,都是我国货车轻量化发展不理想的重要因素。

随着我国节能减排的总体要求的提出,交通运输部提出将重点推动营业性货车车型标准化政策的出台,以及中国绿色货运行动倡导货运车辆标准化、专业化、轻量化、清洁化理念,我国货运与物流企业,特别是专业性强的货运企业正向轻量化方向发展。

以冷链运输为例,随着运输车辆的不断增加,轻量化设计已经成为降低全球运输车辆排放的迫切之需。产品轻量化是冷藏保温汽车技术发展趋势之一,随着汽车底盘质量利用系数不断提高和公路建设的飞速发展,面对居高不下的物流运输成本,加速发展重型车的势头会进一步加强,这就要求提高底盘的强度和刚度,又要特别注重减轻自重,增加载重后的尺寸稳定性和耐冲击性,确保整车的可靠性和安全性,满足货运企业多拉快跑的需求。

CGFI绿色货运车辆轻量化要求

中国绿色货运行动制定的《CGFI绿色货运车辆标准》鼓励货车轻量化,即鼓励提高营业性货车的载质量利用系数。这是车辆轻量化技术助推绿色货运发展的重要内容。

营运货车与普通车辆不同之处在于,营运货车是通过运输货物来进行生产,因此货车车辆的运输能力是一个很重要的指标。载质量利用系数反映运输车辆在相同整备质量的条件下运输货物的能力,在保障安全的前提下,载质量利用系数越高说明车辆技术水平越高。因此,在CGFI绿色货运车辆标准中借鉴《城市物流配送车辆技术要求》征求意见稿中对车辆载质量利用系数的要求,提出了绿色货运车辆的技术要求。

货车轻量化发展制约因素

在建立资源节约型、环境友好型社会的节能减排政策下,货车轻量化概念为越来越多的机构所重视,然而,货车轻量化目前实践效果不佳,是因为存在着如下制约因素:

超载阻碍轻量化。超子啊可以说是我国道路运输的一个顽疾,这也是公认的影响我国货车轻量化继续发展的重大障碍。一方面超载使轻量化的节能增效的作用予以抵消;另一方面,个别货运企业为了能够超载,与改装厂甚至车辆制造企业直接协定,要求厂家把货车制造得重一点。因此,只有彻底解决了超载问题,轻量化才能落到实处。

材料阻碍轻量化。新材料应用是货车轻量化的三大技术之一。然而真正困难的却正是新材料的研究和使用。经研究,应用新材料是国外货车轻量化的主要途径,降低车重主要是应用新材料字幕机厂家
,铝、鎂合金和工程塑料应用都比较广泛。一些自动阀,如果应用塑料代替金属件,车重就可以减轻至少一半。欧美发达国家二十年前就开始研究新材料的应用,而我国起步晚,与他们相比,还有不小的差距。

相关标准法规需要加快制定。任何一项具有创新意义的技术都与国家政策导向密切相关。国外的货车轻量化实践表明,政策的引导、法规体系的健全、标准规范的基础性作用、与车辆制造和车辆使用部门协调统一行业管理措施,都是货车轻量化的重要推动力。同时,货运与物流行业协会出台的倡导性行业自律文件,也是重要补充。然而,我国目前尚无关于轻量化的国家标准和行业标准,法律法规在轻量化方面也不健全,是货车轻量化的重要制约因素。

政策建议

为加快我国货车轻量化发展,向政府主管部门提出政策建议如下:

一是系统研究国外车辆轻量化研究及应用的现状;二是完善国家标准和相关法律、法规及行业规章;三是加强货车轻量化中结构轻量化技术的研究;四是准予应用经过第三方检测机构认证的轻量化零部件,视为合法改装;五是加强新材料的技术的研究,加大新材料应用的推广力度;六是修改GB1589国家标准中关于货车轻量化的货车总质量限值规定;七是经技术论证,对中国绿色货运行动推广的绿色货运车辆标准中车辆载质量利用系数相关规定内容,在政策制定时予以采纳;八是将轻量化车型纳入财政补贴领域,并对安装空气悬挂等配置的车型给予更高补贴。

(作者系中国道路运输协会副秘书长)

小资料:货车轻量化涉及的几种新材料

铝合金。与钢铁相比,铝合金具有质量轻(其密度为钢的1/3)、耐腐蚀性好、易于加工等特点,但成本较高,是近20年来在国内外载货汽车上使用多的轻量化材料。常用的包括:铸造铝合金活塞、气缸盖、车轮、离合器盖、曲轴箱、进气歧管等;型变铝合金发动机罩、货箱底板、保险杠、车轮、热交换器(散热器与加热器)、温度调节器(冷凝器与蒸发器)、油冷却器以及冷藏车厢、保温车厢、半挂车的车厢与车架等。多年来,欧、美、日等过在汽车上的铝合金用量平均年增幅10%。

镁合金,与钢铁相比,镁合金密度小(比鎂还小)、易于加工、压铸经济,其特点是阻尼减震性和抗凹性好。镁合金在应用上比铝合金发展得慢,主因是因为其铸造性差,后处理工艺复杂,成本较高。当前世界上所有汽车镁合金平均用量仅为2.3kg。随着颜值该材料技术水平的提高,目前正以每年15%-20%的速度递增。

塑料及其复合材料。汽车塑料制品一般分为内饰件、外装件和功能件等。目前世界主要汽车用塑料件的内饰化已基本完成。玻璃纤维增强塑料(FRP)等新品种已随着技术的成熟而正在扩大应用,主要用于车身的外装件和功能件。可用于车门、发动机罩、前脸板、叶子板、保险扛骨架、门梁柱、通风百叶窗、导流罩等近20种车身板件。具有高比强度和高比弹性模量的

碳纤维增强塑料(CFRP)及有机合成纤维复合材料(Kevlar)是欧美等国已着手研究的新材料,并已开始使用,但成本较高。如果能将其成本降至当前的1/3,将有望成为汽车功能件和结构件轻量化的优选用材。

高强度钢。在轻量化材料中,与铝合金、塑料相比,高强度钢具有以下特点:价格低;基本上可利用原有生产线;其弹性模量很高、刚性好、耐冲击性好及较高的疲劳强度,有些高强度钢的抗拉强度为普通钢的倍;耐腐蚀性差。受能源短缺、环境污染等问题的影响,货车轻量化以涉及的高强度钢的应用成为重要发展方向。但由于传统的冷冲压工艺在高强度钢成筑过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的热冲压成型技术。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究,目前该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。

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