盘点重卡技术八大发展趋势

盘点重卡技术八大发展趋势集成——发动机研发趋势张先生是国内某柴油机厂的技术人员，说起重卡产品的技术趋势，他首先想到的就是智能化。“以前自动变速器、后处理系统、ABS、导航、油耗计量仪等都有自己各自的ECU(电子控制单元)，它们是相互独立的，而且是由不同的公司来设计、制造。这些ECU之间的互相通信比较困难，一般是通过CAN总线，但是CAN总线价格较高，而且CAN总线数量越多，故障点也就越多。后来，发动机厂家开始将所有的控制功能集成到发动机的ECU上，比如发动机ECU可控制制动、ABS等，这样整个系统更加简单，通信速度也得到提高。这种智能化开发的难度不小，需要由ECU开发商和发动机厂家一起解决。目前GPS、分期付款管理系统等已经集成到发动机ECU里边了。”张先生告诉记者。新材料助力轻量化轻量化设计不仅仅是为了节省材料、减轻自重，更重要的目的是降低能耗、减少排放、提高运营效率和行车的安全性。“特别是在计重收费之后，运输行业得到规范，在省道、国道上，55吨的总质量上限得到较好的执行，这也为厂家的设计、制造指明了方向。”东风商用车公司研发人员杨先生告诉记者。中国重汽也很重视轻量化工作，2010年，中国重汽通过引入轻量化系统工程，采用高强度合金车架、橡胶悬架、铝合金变速器等新技术、新材料和新工艺来实现整车的轻量化。使用新材料是实现轻量化的重要途径。2月21日，中国钢研科技集团特聘院士、中国金属学会理事长翁宇庆表示，中钢研已首度研发成功了第三代汽车钢，并首度进入工业化产品的开发和试制，最快有望于2014年得到商业化应用。第三代汽车钢最早是2007年由美国人提出并发起研发的项目，与前两代汽车钢相比，第三代汽车钢实现了轻量化和安全性的有效结合。翁宇庆介绍，第三代汽车钢的成本只比普通钢材高5%，但其生命周期长，还节约了钢材，并可节约用油。同时，第三代汽车钢的安全性高，正常碰撞情况下死亡率很低。第三代汽车钢热轧板卷和冷轧板，强塑积均超过了30GPa%(抗拉强度为900MPa级时，延伸率达到了35%)，比第一代汽车钢翻两番，而合金含量却不到第二代汽车钢的1/3。除了采用新材料，目前国内重卡的轻量化设计主要体现在以下几方面：1.采用变截面少片簧结构板簧，钢板弹簧由于都是金属件，重量大，减轻板簧的重量也是减轻整备质量的重要措施。变截面少片簧由几片纵向方向上变截面的板簧组成，不但可以减轻重量，还可以通过减少板簧间的摩擦而提高驾乘的舒适性，延长使用寿命。另外，采用橡胶悬挂或者空气悬挂也可减轻悬挂系统的重量。2.采用单层车架大梁。相比钢板弹簧，车架的重量更大，有效减轻车架重量将大大减轻整备质量。3.使用复合材料。驾驶室是采用复合材料最多的总成，尤其是外覆盖件，包括前面板、包角板、翼子板、保险杠甚至顶盖等都使用复合材料。这一方面，有效减轻了整车重量；另一方面，由于复合材料成形性好，造型结构上较金属冲压件可以更复杂、更美观、尺寸更精确。4.使用铝合金材料。铝合金比钢材密度小，一些复合材料无法替代的部位可以使用铝合金材料，包括钣金件和铸造件等。轮辋、发动机机体、变速器机体等也在大量采用铝合金，在保证足够强度、刚度的同时，最大限度地减轻重量。5.使用高强度钢材。这样可以减薄钢板厚度，从而减轻重量。用来制造车身的冷轧钢板和制造车架的热轧钢板均可采用高强度钢材，以提高厢体强度，降低自重。

可靠性提升无止境“说得通俗一些，可靠性就是不容易出问题。”在某重卡企业从事CAE设计的李先生向记者表示：“按照现在的市场规则，通常是客户定什么样的车，我们就做什么样的产品，所以会出现很多新的问题。我的工作是通过CAE方法来对支架断裂数据进行分析，找出装配、设计时出现的问题。CAE主要是做结构分析。此外，还有CFD、碰撞、疲劳和NVH分析等。”可靠性也是东风商用车近来重点关注的领域。“我们关注较多的是可靠性提升，最近1~2年在这方面做的工作也比较多，特别是牵引车对时效性的要求很高，这就对可靠性提出了更严格的要求。在技术方面，我们有防止再发流程，降低故障发生的时间，比如将车辆行驶5万公里后损坏提升到8万公里。此外，我们从零部件质量进行把关，打造高端供应商平台，与优秀供应商建立战略合作关系。”“提高可靠性没有一个明确的衡量标准，我们在向国外学习，不过能提高到什么程度还不好说。”李先生表示。新能源以天然气为主与新能源客车采用混合动力、纯电动、天然气等多种驱动方式不同，由于使用条件的限制，新能源卡车多为天然气卡车。天然气重卡是指以天然气为燃料的气体燃料重型汽车(CNG即压缩天然气；LNG即液化天然气)。按燃料使用状况的不同，可分为单燃料天然气汽车(发动机只使用CNG或LNG作为燃料)、双燃料天然气汽车(使用柴油+天然气，或使用汽油+天然气为燃料)。目前使用最广泛的是单燃料天然气汽车。在2010年北京国际车展上，不少卡车企业带来了天然气产品：一汽解放J5P天然气牵引车采用CA6SL2-30E3N发动机，排量为8.6升，额定功率231千瓦，最大扭矩1100牛·米。北奔V3系列天然气牵引车，发动机为WP10NG300E40，最大功率221千瓦，最大扭矩1230牛·米。此外，长安重汽也带来了CNG6×2牵引车和LNG6×4牵引车、CNG6×4自卸车。“LNG卡车市场前景广阔。‘十二五’是天然气重卡的高速增长期，必将成为各重卡企业争夺的重要细分市场。”李先生认为。大马力成为趋势随着经济发展和市场需求的变化，重卡逐步向大功率方向发展已经成为一种趋势。仍以2010年北京国际车展为例，参展整车所匹配的发动机中，当属联合卡车搭载的发动机功率最大，其6×4牵引车搭载的YC6K460-40发动机功率达到460马力。采用YC6K420-30的联合卡车自卸车的功率也达到420马力。而单独展示的玉柴YC6K12型发动机的标定功率，更是高达400马力~520马力。对于在大马力发动机销售领域尚不占太大优势的玉柴来说，正好借助联合卡车这一新品牌推广大马力发动机，从而提升在该领域的市场份额。欧曼展位的奔驰OM457LA发动机同样功率较大，覆盖了360马力~456马力。其他参展品牌的发动机，最大功率多集中在290马力~425马力之间。从目前我国进口重卡的情况看，大吨位、大马力重卡在进口卡车中也占据绝对主导地位，所配装的发动机功率范围为410~450马力,并且有逐年上升的趋势。2001年，国内主力卡车车型的动力只有180马力，2002年上升到240马力，2003年为280马力，而到了2009年已经达到了300~400马力。国内重卡的大马力趋势与国际重卡行业也是一致的。美国4～5级载货汽车的销量占其总销量不超过1/5；6~7级载货汽车的销量占1/3强；8级以上产品的销量占1/2以上。从销售产品的结构看，载重级别越高的产品，市场销量越大，并逐渐占据主导位置。日本过去重型汽车产品标准的极限定在总质量26吨以内，这与欧洲、美国等重型汽车划定的最大标准有差距。为使重型汽车标准同欧洲接轨，日本计划修订标准，将重型汽车标准总吨位提高到40吨以上，发动机输出功率从257千瓦提高到368千瓦。按照新修订的标准，日本多家载货汽车制造公司正在研制超大型车，例如日野公司的“超级海豚”和日产公司的“大拇指”重型汽车等。有人预计，在未来10年内，卡车的最大功率将达到735千瓦(1000马力)，总质量将达到100吨。列车化提升运输效率2010年，全国公路货运量达到160亿吨，货车总数量约为700万辆，预计到2020年，全国公路货运量将达到200亿吨，货车总数量约为1000万辆。其中，重卡由于在运输效益方面的优势，将成为主要增长点。未来10年间，将新增一个销售规模约6000亿元的重卡市场。记者在去年7月走访鄂尔多斯时发现，矿区正在流行卡车列车。“列车化有着明显优势，可以提升运输效率，降低吨公里燃油消耗。列车化适应于特定工况，比如省际运输等。”杨先生认为。专用化趋势明显专用化也是一大发展方向。专用车产品功能强、技术含量高，主要集中在城市建设服务和高等级公路运输管理这两大板块。“以前，我们每年也销售不了几辆专用车，而现在专用车已经成为我们销售的重要组成部分。”陕西某重卡经销商透露。据统计，中国专用车的市场份额占全部载货车的40%，与发达国家专用车70%以上的市场份额相比，差距明显。在欧美载货类专用车中，轻、中、重型比例为3∶4∶3；而我国目前仅为3∶5∶ 1，中型专用车多而重型专用车少。产品结构的不合理与日益增长的多样化、个性化的用户需求形成了反差，这反映出我国专用车与欧美先进国家的技术水平仍存在一定差距。安全性日益提升“生命高于一切”，随着物流行业的日益成熟，驾驶员的生命安全成为卡车厂家在设计、研发时的重要考虑因素。“北奔重卡的钢板厚度比其他厚0.2毫米，同时，在发生撞击后，发动机会有一定程度的下沉，这样可以减少对驾驶员的伤害。到目前为止，北奔用户没有因交通事故而死亡的案例。”包头北奔重型汽车有限公司总经理助理汪宝营这样介绍道。另外，豪泺重卡A7的安全性也较出色。2010年，一辆豪泺A7混凝土搅拌车从黑龙江省哈尔滨市的一座高架桥上掉下，驾驶员基本没有受伤，车还能继续行驶。无独有偶，一位南京用户购买的豪泺A7牵引车在南通高速路上撞到桥墩，驾驶室严重损坏，但两位驾驶员只受了一点轻伤。据了解，A7驾驶室主体为整体钢架结构，抗撞击和抗外力压迫能力强。车身是在与国外专家共同设计的全自动机器人生产线上焊装的，全部现代化程序控制操作，达到世界先进水平。同时，增加了国内独创的驾驶室横向稳定装置，具备国内率先配备的防前撞、防前钻的强力保护架。