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皮卡车辆轻量化技术可行性探讨

2017-11-08 17:35:58来源:中国皮卡网责任编辑:杨再舜

  撰文 杨再舜


  据笔者所知,现阶段我国皮卡行业各大车企似乎还没展开车身轻量化的研发工作,严重滞后于乘用车和重、中、轻型卡车以及大、中、轻型客车。究其原因,是否因皮卡车在各大主流汽车集团公司中处于小众车型,因此重视程度不够,认为没有必要花巨资加以研发与试制,最好能与在产的其他车型共享轻量化的一些总成件,力争做到不花钱或少花钱。但从国家对汽车实施的国五、国六以及不断趋严的轻型商用车辆燃料消耗量限值(标准号:GB 20997-2015)来看,节能减排是摆在各大皮卡车企前一道难以逾越的大关。


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  随着国家有条件地逐步对皮卡限禁政策的放开,加上皮实耐用的多功能多用途,皮卡这种国际上最受欢迎的“万能车”开始备受国人关注。未来中国在与国际社会不断加速接轨中,皮卡这种最符合中国国情和最适合中国社会的车型必将成为国内市场最热销的主流车型。因此,笔者建议各大皮卡车企一定要“风物长宜放眼量”,重视皮卡轻量化的研发工作,未雨绸缪和防微杜渐。


  所谓轻量化,对整车来说,大到车架底盘承载材料,小到发动机模块化设计,都是革命性改变,即大规模技术升级,并非是简单易行的改良而已。轻量化是一个系统工程,它涉及整车、发动机、车身、悬架等各个领域,其中包括新材料以及新技术的应用。


  实现轻量化的技术路径主要是对车结构的轻量化优化设计,如结构拓扑优化、尺寸优化、形貌优化和多目标协同优化设计等。与此同时,应用高强度和轻质材料,如:超高强度钢、铝镁合金、改性工程塑料、纤维增强复合材料等。此外,整合零件功能、减少零件数量、使结构更加紧凑,也可以在一定程度上减轻整车重量。


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  比如,皮卡的驾驶室外覆盖件可采用复合材料,尤其是改性工程塑料能有效减轻整车重量。由于改性工程塑料成形性好,造型结构较金属冲压件可以在生产工艺上做得更复杂、更美观、尺寸更精确;利用复合材料生产制造皮卡底盘,不仅能有效降低车身重量达三分之一以上,而且在一定程度上意味着承载能力的增强,排放和油耗的降低;结构优化、工艺装备和高分子新材料、复合材料的应用是实现车辆轻量化和节能减振降噪的主要途径。


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  从皮卡车整体技术开发角度看,车架技术直接关系车辆的安全、操控、舒适、轻量化等性能,是整车品质的重要组成部分,轻量化是车架技术升级的重点。使用高强度钢材取代热轧钢板,这样可以减薄钢板厚度,从而减轻重量。此外,用来制造货厢的冷轧钢板均可采用高强度钢材,以提高厢体强度,降低自重。未来,少片复合板簧替代钢板弹簧,散热、轻量化以及外形多样化的铝制车轮取代钢制车轮将成为发展趋势。


  材料仍然是实现轻量化的重要手段,车用铝合金材料比钢材密度小,在一些复合材料无法替代的部位,可以大量使用铝合金材料,包括钣金件和铸造件(轮辋、发动机机体、变速器机体)等,在保证足够强度、刚度的同时,最大限度地减轻重量。如铝合金钣金件最有代表性的就是油箱采用铝合金材料,不但自重减轻,而且油箱内不易生锈,还能免除定期清洗的麻烦等。此外,激光拼焊技术、热成型冲压技术、冷液压成型技术等逐渐成熟,也为轻型金属材料在汽车上应用带来了更大的发展空间。


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  结束语 未来,最新科技材料与技术的运用,一定会增加车辆成本,但皮卡车的轻量化是必由之路,谁先占据轻量化的高地,谁就能在未来的产品与市场竞争中夺取先机。随着汽车轻量化技术发展,新的更轻量化的材料快速替代传统材料,势必会成为趋势。与此同时,车用金属材料向功能性、高强度和轻量化发展,也随着生产工艺与科学技术的进步,为汽车轻量化的应用带来更大的发展空间。


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