C、2011年重卡产品发展趋势
1、轻量化 今年以来,政策法规作为推动重卡向节能、环保、安全和高效方向发展的强大动力,对行业的影响力也在日趋加大。执行环节也会越来越严,将会导致整个行业产品技术,以及由技术带来的产品成本都会进一步的提高。与此同时,法规环境、技术门槛的提升也有助于抑制重卡的非理性消费。
2012年重卡产品将继续向节能和轻量化方向发展。据科学测验:一般汽车重量每减少10%,燃油消耗可降低6%8%;若滚动阻力减少10%,燃油效率可提高3%;若车桥、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7%。因此,轻量化成为目前重卡行业节能减排最现实而又最有效的技术措施。轻量化是一个系统工程,它涉及整车、发动机、悬架等各个领域,甚至包括新材料以及新技术的应用。汽车车身约占汽车总重量的30%,空载情况下约70%油耗用在车身重量上。
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。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。自动变速器、铝合金壳体变速器、变截面少片簧结构板簧悬架、橡胶悬架、空气悬架、复合材料、高强度钢板车架等技术运用得到迅猛的发展。
据相关资料显示:重型卡车轻量化目前主要体现在使用高强度钢材使用高强度钢板,可以减薄钢板厚度,从而减轻重量。如“使用激光拼焊技术拼焊板驾驶室,将经不同表面处理、不同钢种、不同厚度的两块或多块钢板通过激光焊接方法,自由组合成为一块钢板冲压焊接而成。采用铸造件传统的冲焊结构零件,由于材料和制造工艺的限制,各部位只能是等厚度的,为了确保零件的整体强度和刚度,冲焊件往往都比较厚重。”
一些车企采用抛物线钢板、超宽轮胎采用真空胎和超宽轮胎能够有效降低车身的重量,轻量化效果明显。如联合卡车和东风天龙重卡正在做这一偿试。重卡轻量化一直是重卡企业提升产品竞争力的研发方向之一,而超宽轮胎的时候就是实现重卡轻量化的有效途径之一。据悉在欧洲和北美市场,宽截面单胎(WBS)已被广泛的应用在重型货车上。应用宽截面单胎可以降低成本、减轻质量、减少磨损和燃料消耗。此外引用TPMS系统对胎压情况进行检测和预警装置,这可有效的降低超载引爆故障率。如果再加上前后轮均采用通风盘式刹车,可有效降低由于刹车情况引起的轮毂发烫导致爆胎情况发生。在我国某些地区,由于最大允许轴荷的限制,而使宽截面单胎不能得到广泛地应用。但是随着重卡和挂车的轻量化设计运用,单胎发展已经是一个不可逆转的趋势。
新型橡胶悬挂是介于钢板悬挂和空气悬挂之间的一种柔性悬挂,它的自重比钢板轻比空气悬挂高,并减少装配时间,提高工作效率,从而降低了成本,增加了效益。橡胶悬挂对于力的吸收方面橡胶也是介于这两者之间,其结构简单,便于安装,具有免维护无需润滑以及良好的通过性和舒适性,还可大大降低轮胎的磨损。在使用过程中,仅此弹性元件的损坏,不会影响整车的行使。还可以多承载更多的货物,提高燃油经济性与运输经济效益。未来政策法规对治超执法的要求会越来越严,超载超限今后难以为继,悬架更适应技术法规对轻量化的要求,代表了重卡悬架发展的方向。
使用复合材料一方面有效的减轻了整车重量,另外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、更加美观、尺寸更加精确。如使用铝合金材料铝合金比钢材密度小,因此在一些复合材料无法替代的部位,如钣金件和铸造件。车身采用铝合金代替冷轧钢板、油箱、轮辋、发动机机体、变速器机体等,也大量采用铝合金铸造,可以在保证有足够强度、刚度的同时,最大限度的减轻重量。
2、CAN总线 据悉,国内有发动机厂商已开始将所有的控制功能集成到发动机的ECU上。“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。以前自动变速器、后处理系统、ABS、GPS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,而这些ECU之间的互相通信比较困难。但现在通过CAN总线完全可以实现其全部功能。
3、AMT运用 据笔者的好朋友和重卡技术专家齐兵先生介绍:“目前,中国对AMT(Automated Mechanical Transmission,电控机械式自动变速器,简称AMT)系统从认知到部分理解到现在合作小批量投放发展经历了也十几年时间了,不管是借鉴还是自主类型的研究,目前真正量产并能够实现目前中国道路行驶的并不多。
齐兵先生认为,在这个AMT上的拓展,也可以说是部分误区存在!不管是研发还是生产的过程。误区一:企业系统工程被弱化, AMT既然是基于手动机械式变速器的基础上通过电控执行器来实现离合器和换档的过程,那么与之相关的发动机控制、离合器控制、换档执行器控制系统就都要与其关联。中国目前商用车电控发展比较慢,车企以及部分变速箱企业对AMT的理解仅仅局限在让系统完全适应使用者,而非使用者需要部分适应系统,这就为不管是开发还是运用埋下了非常错误的认识。在他们的概念里面,制造的车手动档没有啥问题,为啥变成同类型的AMT后就有各种问题,而且对于此类问题的理解完全归咎于AMT的控制软件不够完善。
对于匹配AMT的车辆可以正常行驶的前提必要条件,目前国内车企研究的并不是很深入,比方说发动机标定是否完善、离合器的压紧力是否正常以及离合器从动盘热变形等方面对AMT系统的影响并没有做相关的研究;而是完全依赖AMT系统的容错率问题,完全回避本身应该车企对相关系统的完善!对于以电控气动为主的匹配AMT系统的车辆,车企并没有考虑到极端情况下有可能引起的AMT系统气压稳定性问题,这也是目前量产的电控气动AMT系统中存在被动问题的一个主要因素,但是车企却将其归类为AMT系统不能够正确容错。
齐先生进一步指出:对于小型车辆定轴变速箱,基础箱不含前置插分档以及后副箱的类型,如果采电控气动用AMT系统,那么离合器用气以及执行器用气相对要求不是很高;而对于带有前置插分档以及后副箱的多档位变速箱来讲,控制气缸多了好几个,而且在带有位置传感器的系统中,如果因为气压不稳定引起位移不到位的话,AMT系统很自然出现延迟甚至停止工作,而此时的表现对于车辆来讲就很有可能是停车需要从新起步。
4、 缓速器 中国卡车超载现象十分普遍,绝大部分重型卡车目前还只是简单地采用气压制动,对于吨位较大的矿用自卸车、重载的物流车辆来说,发动机排气制动的效果有限,重载的车辆常因制动系统失灵引发车祸。随着重卡市场向大吨位、大马力、重型化、专业化方向的发展以及GB7258《机动车运行安全技术条件》关于“超过12吨以上的卡车和危险品运输车将被强制安装缓速器或其他辅助制动装置”的修订,中国重卡配装液力缓速器将是大势所趋,缓速器将成为卡车的标准配置。当前,在欧美等发达汽车市场重卡 ESP(电子稳定程序)、ACC(适应性巡航控制)、LGS(车道偏离报警系统)、TPMS(轮胎气压监测系统)广泛运用并已批量装车。汽车制动智能辅助系统EBS、基于电控10 bar或12 bar带ABS、ASR双回路制动系统和主动侧翻稳定性CDC和高载荷侧翻稳定性控制系统。
5、双离合变速器 双离合变速器(Dual Clutch Transmission) DCT采用两个离合器配合换挡,能够缩减换挡时间,提高换挡平顺性。双离合变速器有别于一般的自动变速器系统,它是基于手动变速器而不是自动变速器,除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外,还可提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一个离合器,当换挡时,驾驶员踩下离合器踏板,使不同挡的齿轮做出啮合动作,而动力在换挡期间出现间断,输出表现为断续。近年来,大量成熟的技术的应用,使重卡在经济性、安全性等方面有了较大的提升,希望能够看到更多的新技术让驾驶重卡变得更轻松。
2010年,日本三菱在重卡上,推出了一款双离合变速器“Duonic”,这是世界上重卡领域的首台双离合变速器。江淮DCT 6速双离合变速箱将于2013年3月正式上市。
6、天然气LNG动力 据资料显示:2030年前后,天然气将超过石油成为世界第一大能源,21世纪将成为天然气的世纪。截止2009年底,世界天然气探明187万亿方;愿景储量为600万亿方。当前,我国常规天然气的储量约为55万亿立方米,其中陆地储量约为38万亿立方米。非常规天然气储量预计为200-380万亿立方米。整体来看,我国天然气储量丰富,发展天然气汽车在气源方面有充分的保障。在未来天然气将超过石油成为主导能源,具有十分广阔的前景。
“十二五”期间,我国将形成全国性天然气管网,可望覆盖300多个地级及以上城市,将天然气从储量丰富的新疆、四川和山西输送至东部沿海经济发达地区。在未来的12年内,将建成30万公里天然气管道,彻底解决运输瓶颈问题,城市天然气的需求将进入爆发增长阶段。
从节能减排的效果看,天然气重卡的优势明显,开采和使用过程都是无污染的。天然气重卡的运营成本低于普通重卡,以每立方米天然气1.75元计算,如果运营里程达到每年30万公里,那使用天然气将比柴油最少节省20万元以上,运营成本将大幅降低。近年来,全国性柴油荒、涨价等让重卡的运营成本陡然提高,这也使技术较为成熟的新能源重卡的需求进一步凸显。目前,天然气重卡发展处于强劲势头。陕汽、解放、东风、重汽、华菱、上汽依维柯红岩等纷纷推出天然气牵引车、自卸车、水泥搅拌车等车型,天然气重卡涵盖210-380马力的牵引车、载货车、自卸车、混凝土搅拌车、非公路矿用车等,续驶里程也从200-300公里增加到了1000多公里。今年除了国内市场份额的不断扩大的同时,中国重汽、陕西重汽、上汽依维柯红岩等重卡企业都实现了天然气重卡大量出口。
由于没有明确的政策扶持,国产天然气重卡的发展一直依靠本身企业和市场的推动前行。国家应将天然气汽车纳入到新能源汽车的范围,加大扶持产业链的力度,对技术开发提供支持,降低采购成本,同时在购车环节给予用户补贴,以鼓励天然气重卡的发展。
由于LNG汽车续驶里程的优势,LNG重卡也得到越来越多用户的认可,对天然气重卡的看法也在逐渐改变,并快速接纳这一新生事物,发现其经济性突出,安全可靠性好等一系列绝对优势。由于天然气重卡行业固有的集中度较高的特点,预计未来一段时间内,天然气重卡的销售仍将以物流业运输大客户为主,但散户销售增幅将越来越大。天然气重卡车企今后的首要任务就是进一步降低气耗量,加强一和二级经销商网络建设与服务商的维修能力。唯有这样,中国天然气重卡行业才有可能发展壮大、天然气重卡市场才能前途广阔。
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