商用车轻量化技术结构特点新趋势

汪海朋　文/图



商用车轻量化技术结构特点新趋势

汪海朋文/图

商用车轻量化是一个系统工程，我国商用车轻量化技术与发达国家相比，其应用比例还是较低的。只有国家政策扶植，人才及创新能力的持续培养，新装备制造技术提升，现代化管理、服务水平的全面协调发展，才能有效推进。

商用车轻量化有助于汽车产业的可持续发展。整车轻量化即减少质量，方法有很多，如选择轻质合金材料、高强度钢材、非金属材料，简化结构、合理配置等。但具体到不同车型，在保证其整车功能及安全的前提下，如何实现其轻量化，发挥其最佳性能，必须根据车辆特点有的放矢。笔者通过对数款前沿商用车产品的总结，分析了商用车产品轻量化转型的新趋势。

Abstract

Introduction of New Trend of Technical Features of Lightweight Commercial Vehicles

This article mainly introduced a few key features of lightweight of commercial vehicles, and conducted analytical summary of various configuration of major models. The author concluded that the different models should be applied with proper lightweight technologies in line with features of the whole vehicle, so that they would be fully reflected in real operation.

重型牵引车

重型牵引车可实现轻量化的部件有很多，铝合金变速器及油箱、铝合金轮辋、无内胎轮胎、高强度单层梁、少片簧或空气悬架、盘式制动器、6×2单级驱动桥、非金属材料附件，等等。在2015年国内一些重大展会上，可以了解牵引车产品轻量化的趋势。

例如，中国重汽HOWO-T7H牵引车采用德国曼轻量化发动机、6×2型单级驱动桥及相关总成，12挡铝壳变速器，高强度单层车架，前后桥盘式制动，后桥气囊悬架带可提升桥。其可靠性、经济型、舒适性、安全性等指标达到国内领先水平，特适合物流甩挂作业。

上依红牵引车为双转向前桥，550 L铝镁合金油箱，6×2驱动形式减少1个驱动桥和2个轮胎的质量，整备质量仅为6 970 kg。

联合卡车6×2 R系牵引车, 轻量化配置前桥少片簧，中后桥空气悬架，后桥可提升，前后桥盘式制动，500 L+300 L组合铝合金油箱，适合长途运输，有较高的安全性、舒适性。

陕汽6×2驱动形式LNG牵引车，双前转向桥，铝壳变速器，单级减速桥，配轻量化单摆鞍座及轻量化结构气瓶座。与6×4驱动形式牵引车相比减少1个驱动桥和2个轮胎的质量，整备质量为7 500 kg。

从众多产品总结，重型牵引车主要轻量化技术如下。

多数牵引车都可选配铝合金油箱、注塑进气罩及挡泥板、铝合金踏板、子午胎等；高端配置有盘式制动器、铝合金轮辋、铝合金壳变速器、高强度单层梁等。按上述轻量化配置6×4结构牵引车比普通配置共降低质量约880 kg(同款车型)。

6×2牵引车为双前转向桥时，可减少1个驱动桥及2个轮胎质量，但是受双转向桥布置及轴距制约，很难配置500 L以上的铝合金油箱；当前为单转向桥时，后桥一般配空气悬架可提升车桥，可减少1个驱动桥质量，并能够配置500 L以上的铝合金油箱。

6×4牵引车一般为前后少片簧结构，可配置500 L以上的铝合金油箱。

半挂车

厢式半挂车、侧帘半挂车、运油半挂车等系列半挂车都采用了轻量化车架及厢体结构，材料一般为高强度铝合金(或高强度钢板)，并配置了空气悬架、铝合金轮辋、425/65R22.5轮胎；高档车型基本选择了BPW车轴带前提升桥、美铝轮辋、JOST支腿、威伯科制动阀等，具有配置高、自质量轻(小于7 000 kg)、不生锈、有效载重大、行车安全性好、环保节能等特点。车架大多采用铝合金型材(也有采用高强钢的)，采用自动焊接技术提高焊接质量，与其他部件多采用铆接或高强度螺栓连接。

例如，中集3轴侧帘半挂车配置铝合金轮辋、无内胎单胎及盘式制动器，车厢侧面帘布结构；油气悬架专利技术结构简单，安装方便，质量小，确保车辆适应全路况运行。

中集液罐半挂车，采用两节筒式结构，依靠罐体结构本身承重，贯通式半挂主车架，质心低，行车稳定性好，罐体容积更大。虽然罐体为钢结构，因采取了轻量化设计，附件为铝合金材质，整备质量仅为8 500 kg (普通钢结构3轴液罐车自重约为11 000 kg)。

辽宁忠旺铝合金厢式半挂车采用全承载式无纵梁结构设计，车厢高度可降低100 mm，车厢板采用一次性挤压成型的铝合金板拼装，表面平滑光洁，风阻小；采用铝合金轮辋、无内胎单胎、铝合金附件等配置，质量仅为6 600 kg。

从众多产品总结，半挂车系列主要轻量化技术如下。

半挂液罐车的车架、罐体、轮辋、护栏、挡泥板、爬梯、备胎架等可采用铝合金材质；配置无内胎轮胎、空气悬架等。

半挂厢式车和侧帘车的车架、厢体框架、轮辋、护栏、挡泥板、备胎架等采用铝合金材质；配置无内胎轮胎，空气悬架；车厢配玻璃钢蒙皮、帘布等轻质材料。

钢结构半挂液罐车及半挂厢式车通过采用高强度钢板，采取优化设计手段简化结构，合理匹配轻量化的空气悬架、铝轮辋、无内胎轮胎、车厢蒙皮等，同样可达到轻量化效果。

为进一步节能降耗及减重，上述半挂车可根据不同要求配置提升桥，盘式制动器，铝合金支腿等。

渣土自卸车

时下，渣土自卸车普遍采用了高强度耐磨钢板、U型货厢、前顶液压举升机构、动力密封篷布盖等。与传统渣土自卸车比较，上装自质量可降低20%～40%，质心降低20%以上，体现了高效安全、稳定可靠的优越性能及绿色运输理念。

从众多产品总结，渣土自卸车主要轻量化技术如下。

主体为高强度耐磨钢板，在保证强度的前提下，板厚减薄，车厢可减30%以上的质量，提高了载质量利用系数。铝合金材料车厢受到硬度小、抗冲击能力低等指标制约，国内还未得到有效推广。

U型车厢截面形状，与矩形厢比较受力均匀分散，厢体无底板框架，取消车架下纵梁及边板加强梁，质心降低100 mm左右，行驶稳定性更高。

动力篷布密封盖，重量只有硬顶钢板结构盖的20%，且噪声低，环保不生锈，操作安全。

前顶式液压缸布置，无中顶式液压举升机构及举升支架，质心降低，自质量减小，安装维修方便，配套更专业化。

其他附件如挡泥板有厂家采用整体橡胶板，固定在支架上，自质量小，耐腐蚀；侧护栏用薄钢板与挡泥板做成一体式，美观又减重；侧护栏也有可做成铝合金材料。

厢式货车

轻量化的厢式货车一般为4×2或6×2驱动形式，厢体及蒙皮多为铝合金或玻璃钢结构，四周用铝型材包边铆接，匹配铝合金轮辋及侧护栏。例如，江淮、东风的厢式车将侧护栏、挡泥板与车厢侧面做成一体式结构，整体外形美观、协调、风阻小、安全性好。特适合物流业对运输车辆轻量化、速度快、车厢容积大、出勤率高、油耗低的要求。

从众多产品总结，厢式货车主要轻量化技术如下。

4×2型厢式车可前后桥配少片簧，无内胎轮胎，铝合金油箱、储气筒、轮辋、侧护栏等。

6×2型厢式车若配置为单前转向桥，后桥可配置单驱动桥带提升桥，可有效降低轮胎磨损；若配置前为双转向桥，后桥可配置为单驱动桥，可少配2个轮胎。同样前后桥可配少片簧，无内胎轮胎，铝合金油箱、储气筒、轮辋等。

轻量化车厢一般采用铝合金或更轻的玻璃钢材料，用铝合金结构框架及蒙皮时，比钢板结构车厢轻15%以上；用铝合金结构框架及玻璃钢蒙皮时，比钢板结构车厢轻26%以上。

冷藏厢蒙皮一般用玻璃钢成型板，夹层为聚氨酯保温材料，周边用铝型材包边，外蒙皮也有用铝合金板的。厢体具有强度高、质量轻、耐腐蚀，保温性好、环保无毒等特点。

纯电动商用车

随着国家大力发展清洁燃料汽车和新能源汽车，纯电动商用车也越来越多，目前市内运输及作业车辆如公交车、环卫车、厢式车等产品都有纯电动车。纯电动汽车具有零排放、驾驶操作简单、起步快、维护方便、质量小等特点，不过它最大不足就是续驶里程短，要想提高纯电动车动力性及续驶能力，轻量化是其重要的一条途径。

从众多产品总结，纯电动商用车主要轻量化技术如下。

应深入研究电池组与驱动结构的轻量化技术，提高tkm能耗值；改变传统后桥驱动方式及关联结构，推广采用电驱动方式。

因纯电动车不使用燃油发动机及油箱，电池组安装位置灵活，结合车身结构优化及电驱动方式的应用，可与底盘实现一体化式结构，减轻车辆整备质量。

将现有成熟的轻量化配置应用在纯电动车上，如铝合金结构车体、车厢、轮辋、护栏、少片簧悬架、无内胎轮胎等。

总之，商用车轻量化是一个系统工程，我国商用车轻量化技术与发达国家相比，其应用比例还是较低的。只有国家政策扶植，人才及创新能力的持续培养，新装备制造技术提升，现代化管理、服务水平的全面协调发展，才能有效推进。

首先是政策方面，在工信部《产业关键共性技术发展指南(2015)》中，确定优先发展的汽车产业关键共性技术为：节能与新能源汽车(第九节)，含轻量化技术，底盘电动化技术、噪声控制等。

其次，我国科研人员从不缺乏发明及创造的能力，企业应以尊重知识、尊重人才，以人为本的出发点，以宽松的环境，激发其自主创新能力及热情。另外，企业应根据自身条件，充分发挥其研发、制造、管理和营销优势，积极开发轻量化车型并推向市场。同时要合理进行商用车轻量化结构优化及配置，不可因轻量化结构而降低整车性能，且要符合国家相关标准法规。

对车辆使用者而言，应该充分发了解量化商用车的性能特点，在转运对接、成本控制、数据化管理等方面继续创新，可多方面达到减排节能、效率提升的目标，将轻量化商用车的优势应用得更加充分。T