截止2017年12月,我國機動車保有量已達3.10億輛。其中汽車保有量達2.17億輛,與2016年相比,增加2304萬輛,增長率為11.85%。小型載客汽車(乘用車)及客車保有量達1.85億輛(以個人名義登記的小型載客汽車達1.70億輛),占汽車總量的85.3%;載貨汽車(商用車)保有量達2234萬輛,占汽車總量的10.7%。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國商用車的總體燃料消耗量占汽車燃料總消耗量的55%~60%。因此,降低商用車的自重,可以有效降低燃油消耗的總量。
汽車輕量化也是環(huán)境保護的需要。100公里商用車排放量約為乘用車排放量的3~4倍。汽車重量每降重10%可降低排放5%~6%;汽車減重100kg,CO2減排10g/100km。
同時,汽車輕量化也是國家標準及法規(guī)的需要。我國先后頒布了GB30510-2014《重型商用車輛燃料消耗量限值》法規(guī)和GB 1589-2016《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》。法規(guī)嚴格規(guī)定了車輛的油耗限值和車輛重量限值。
當前,新能源商用車比例不斷攀升,為解決新能源汽車續(xù)航里程的問題,輕量化技術(shù)是重要的解決手段。
對于商用車(載貨車)而言,車輛每減重1000kg,按年行駛10萬公里計算,用戶可獲收入3.5萬元~7.0萬元。因此,汽車輕量化也是客戶經(jīng)濟利益的需要。
商用車用材仍有差距
商用車輕量化已經(jīng)受到全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注,并取得了長足進步,但在用材方面,仍與世界先進水平存在差距??得鞅硎?,國內(nèi)商用車的技術(shù)水平得到了長足發(fā)展,商用車的用材水平也得到了顯著的提升。先進高強鋼、鋁合金、鎂合金、非金屬復(fù)合材料等等在國產(chǎn)商用車上已經(jīng)屢見不鮮,促進了商用車的輕量化以及安全性、可靠性,但是我國目前商用車先進材料的應(yīng)用比例和應(yīng)用的成熟度相較國外先進水平還是比較低的。
以白車身為例,國內(nèi)大部分商用車是以低碳軟鋼板為主,少量采用了340MPa以上級別的低合金高強度鋼板,高強度鋼板約占白車身重量的10%~15%。而國際先進商用車的白車身340MPa以上級別的先進高強鋼用量達40%~60%,甚至更高。不僅510MPa級別,甚至590MPa、700MPa和980MPa級別的先進超高強度鋼也都有應(yīng)用。
在底盤方面,目前國內(nèi)是以510MPa~590MPa級大梁鋼板為主,少部分車型采用了700MPa~800MPa級別的大梁鋼板,甚至熱處理車架。國際上先進商用車的車架普遍用鋼強度已達到700MPa~800MPa級別水平。部分公司還采用了1200MPa級別以上的熱處理車架,甚至鋁合金車架。車架重量明顯低于國內(nèi)同類產(chǎn)品。
在鋼板彈簧方面,國內(nèi)變截面鋼板彈簧的設(shè)計滿載靜應(yīng)力水平普遍為400MPa~550MPa,略高于等截面鋼板彈簧的水平,但是低于國際知名商用車板簧650MPa~750MPa的滿載靜應(yīng)力水平。
目前國內(nèi)用大馬力發(fā)動機缸體缸蓋的材料主要有:HT250、HT280、HT300、RT350、RT450等等。這些材料的性能與國外發(fā)達國家相比相差無幾,完全可以滿足商用車的運營需求。
康明表示,圍繞東風系列商用車的實際情況,東風汽車從2015年起在確保車輛可靠性、安全性、耐久性的前提下,制定了輕量化戰(zhàn)略和技術(shù)路線,組織產(chǎn)品設(shè)計、材料工藝等技術(shù)人員大力開展了輕量化改進活動,取得了可喜成績,贏得用戶的認可。據(jù)介紹,2018年6月14日東風天龍2018款輕贏版TH37上市,通過材料優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,輕贏版TH37自重再降低390Kg,最低僅7.86噸。
對于商用車輕量化未來的趨勢,康明表示,材料及工藝是汽車輕量化重要途徑之一,多種材料的集成應(yīng)用是汽車用材的發(fā)展方向。滿足輕量化—成本—用戶期望的協(xié)同發(fā)展,新材料、新工藝及新技術(shù)是發(fā)展的動力源泉。未來,應(yīng)重點關(guān)注涂裝材料及工藝技術(shù)、低成本復(fù)合材料、整體成型技術(shù)、泡沫金屬、連接技術(shù)和回收技術(shù)。