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这3个轻量化的思路解决了蓝牌轻卡“合规无忧”

作者:HG0088 发布时间:2020-04-30 03:37

  继521大吨小标严格治理后,各大厂家都在对轻卡进行轻量化工作,以推出合规的蓝牌无忧轻卡,所以笔者想和卡友们聊聊轻卡轻量化方向。

  新材料主要为采用高强钢、铝合金、工程塑料、复合材料和陶瓷材料等轻量化材料的应用,但价格相对来说会有一定的上涨。

  常见的有1.发动机飞轮壳、油底壳、变速器壳体、储气筒、轮辋等采用铝合金;2.油箱采用铝合金、塑料等轻量化材料;3.钢板弹簧采用复合材料等;4.车架采用高强度钢等;5.货箱采用铝合金材料或复合材料进行减重。

  轻卡发动机飞轮壳一般采用铸铁工艺,强度好且便宜,但重量重;为降低重量,有些发动机厂家已开始采用铝合金,制造工艺为铸铝工艺,重量降幅50%以上,降重效果明显。

  轻卡发动机变速器壳体已普遍采用铝合金变速器壳体,以6挡变速器为例,采用铝合金后,制造工艺为铸铝工艺,重量降幅可达50%以上,降重效果也是相当的明显。

  轻卡油箱由最开始的铁油箱,近几年来开始逐步广泛采用重量更轻的塑料油箱和铝合金油箱,塑料油箱和铝合金油箱在市面上都有,根据用户的个人喜好,厂家匹配两种油箱供用户选择。

  轻卡制动储气筒已普遍采用铝合金储气筒,重量降幅15%左右,采用铝合金还有一个好处就是不会担心铝合金储气筒生锈的风险,保证良好的制动效果。

  钢板弹簧由最初的等截面多片钢板弹簧到变截面少片钢板弹簧,由于降重的形势越来越严峻,各个厂家也是在积极的储备复合材料的钢板弹簧,虽然由于价格高等原因还没有在轻卡真正的商用,但技术已经趋向于越来越成熟。

  复合材料的钢板弹簧主要有玻纤和树脂组成,降重幅度相比少片簧来说可达30%以上。

  “安全断裂”是复合材料板簧特有的优点,也是这种板簧材料(将玻璃纤维单向地排列在环氧树脂内)固有的特性。所谓“安全断裂”就是严重超载时,复合材料板簧将沿长度方向分层开裂,虽导致其刚度减低。

  复合材料板簧不仅轻量化效果显著,而且平顺性和噪声衰减性均优于钢板弹簧;复合材料板簧有较高的疲劳强度,且不产生一次性断裂,失效有分层预警,它的比应力较低,承载能力较高。

  但由于复合材料的各向异性,需要精确的计算纤维铺设层数和方向,在设计中应避免复合材料与金属的摩擦,着重发挥其优势。

  缠绕工艺制造板簧的复合材料由连续纤维束和基体材料组成,通过放置纤维束的转动轴不断运动,引导纤维向前和向后,以实现所需要的缠绕角度,纤维方向与板簧的长度方向相一致。

  为了满足所需要的纤维含量和材料性能要求并控制产品尺寸,必须在加热、加压的条件下进行固化;固化后,板簧两端的底部要进行切割以便于脱模。在缠绕过程中,可以进行纤维的预浸渍或者湿法缠绕。

  拉挤工艺通常使用聚酯树脂,聚酯树脂的拉挤速度比环氧树脂拉挤速度快。拉出的连续的、浸渍树脂的纤维通过加热快速固化。

  当板簧固化程度达到90%时,重新塑型的改变量就会很小。只要板簧中的纤维含量恒定,应用合适的模具就可以生产出形状或弧度变化的板簧。

  层压工艺需要将预浸料切成预定形状并放进模具中,在加热的双面金属模具中进行预浸料的模压成型。厚度渐变的板簧可以通过叠放不同长度的预浸料来实现,叠放预浸料的过程可以手工完成,也可以通过预设定切割和叠放一系列程序的机器自动完成。

  采用高强度钢板可以达到减薄大梁的厚度和重量的目的,在轻量化的同时,增加了安全性能。高强度钢一般是指冷轧340MPa、热轧490MPa以上的钢,这些新型高强度钢板具有较低的屈强比,较好的应变分布能力和较高的应变硬化特性,同时高强度钢板的力学性能更加均匀,从而具有更好的碰撞特性和更高的疲劳寿命。

  轻卡车架大梁由最开始的采用的370L钢板,逐步升级到采用550L高强度钢板,甚至近年来的700L高强度钢板,牌号越高钢板的抗拉强度越好,大梁的截面就可以设计的更小,厚度设计的更薄,这样能有效的降低车架的重量。

  另外想铝合金轮辋、铝合金传动轴等等技术应用,但在实际销售的车辆上比较少见,毕竟价格太高用户接受不了。

  新工艺和结构优化轻量化往往伴随新材料轻量化的进行,如管线支架的优化、油箱支架的优化、钢板弹簧支架的结构优化等等,在材料、工艺、结构上都需要进行相关的设计工作,从而才能达到有效降低重量的目的。

  虽然各大厂家都在进行轻卡轻量化的工作,但一辆正常的4.5吨蓝牌轻卡(铝合金货箱)自重基本在2.8吨左右,只能说是刚好符合公告要求的载质量利用系数的限值,在目前超载的国情下,现在轻卡轻量化真的是非常的有限了。

  目前一辆正常4.5吨蓝牌轻卡拉上4吨左右的货物相当轻松的事情,在城市配送中也是相当的常见,涉及到我们生活方方面面的货物配送货,所以适当放宽蓝牌的4.5吨总重限制也是有必要进行考虑的,这样不仅有利于运输效率的提高,同时也是降低物价有效手段。(文/卡家号:卡车遇上新能源)


HG0088
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