推廣貨車輕量化的重要意義

　　汽車自身質(zhì)量的大小是影響燃油消耗的重要因素之一，所以汽車設(shè)計(jì)輕量化成為發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)貨運(yùn)與物流來(lái)說(shuō)，降低燃油消耗量成為節(jié)能減排的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)貨車輕量化、降低燃油消耗、增加載質(zhì)量、提高運(yùn)輸效率對(duì)我國(guó)貨運(yùn)與物流行業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

　　載貨汽車輕量化與燃油消耗的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)的功率主要消耗在克服汽車行駛阻力上，汽車行駛阻力由空氣阻力、滾動(dòng)阻力、加速阻力和爬坡阻力等組成?？諝庾枇χ饕c車身的形狀、迎風(fēng)面積等有關(guān)，特別是在高速行駛時(shí)關(guān)系更大，但它與整車的總質(zhì)量無(wú)關(guān);而除空氣阻力以外的滾動(dòng)阻力、加速阻力和爬坡阻力均與整車的總質(zhì)量成正比，所以減輕自質(zhì)量，是減少以上山中阻力的重要因素，也是降低燃油消耗的有效措施。根據(jù)國(guó)外有關(guān)試驗(yàn)資料，車輛減輕自質(zhì)量10%，可降低油耗6%-8%。對(duì)載貨汽車來(lái)說(shuō)，減輕自質(zhì)量還提高了有效載質(zhì)量，即增加了質(zhì)量利用系數(shù)，從而提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，這相對(duì)來(lái)說(shuō)也是降低了燃油費(fèi)用。

　　載貨汽車輕量化與尾氣排放的關(guān)系。燃亮的消耗與廢氣的排放密切相關(guān)，汽車尾氣是溫室效應(yīng)和空氣污染的主要原因，尤其是二氧化碳?xì)怏w的排放量近幾年呈大幅增加的趨勢(shì)。世界各主要國(guó)家已經(jīng)相繼制定或是正在制定限制消耗、排放的嚴(yán)格法規(guī)。我國(guó)新修訂的《環(huán)境保護(hù)法》及出臺(tái)各類減少機(jī)動(dòng)車排放的措施，促使貨運(yùn)業(yè)必須找到通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)減排的有效途徑。有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，汽車每減重100公斤，百公里油耗可減少1公斤。因此，通過(guò)汽車輕量化實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)就成為汽車特別是貨車發(fā)展的一個(gè)重要方向。

　　載貨汽車輕量化與運(yùn)輸服務(wù)的關(guān)系。貨車輕量化的目的是在保證安全性能的強(qiáng)度的前提下，盡可能降低汽車重量，并增強(qiáng)汽車的動(dòng)力性能，降低汽車的油耗，減少尾氣污染的排放。目前，我國(guó)執(zhí)行車貨49噸的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)輸企業(yè)要想賺錢，還不被罰錢，卡車輕量化是一條可行的道路。從貨運(yùn)企業(yè)的角度來(lái)看，載貨汽車質(zhì)量的減輕可以節(jié)約原材料的消耗，減少生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，獲得直接的經(jīng)濟(jì)效益。在運(yùn)輸條件相同的情況下，貨主將更傾向于輕質(zhì)量、低油耗的車輛，輕量化設(shè)計(jì)能更好地滿足客戶的要求。

　　貨車輕量化技術(shù)

　　貨車輕量化技術(shù)是指采用輕量化的金屬和非金屬材料，或者運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和有效手段對(duì)載貨汽車進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)，在保證汽車綜合性能的情況下，盡量實(shí)現(xiàn)貨車自身重量的降低，從而達(dá)到減重、降耗、安全、環(huán)保的綜合性能指標(biāo)。載貨汽車的輕量化技術(shù)、關(guān)鍵零部件輕量化技術(shù)、新材料技術(shù)應(yīng)用。

　　結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)。從改變車輛機(jī)構(gòu)入手，通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、局部減重、采用新型結(jié)構(gòu)等手段，達(dá)到結(jié)構(gòu)輕量化的目的。例如將車架縱梁由雙層改成單層，對(duì)承載較大的部位進(jìn)行局部加強(qiáng)。在牽引車車架上應(yīng)用高強(qiáng)度鋼，將車架由雙層改為單層;縮短牽引車軸距和后懸，提高機(jī)動(dòng)性能，降低自重并滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車列車長(zhǎng)度要求。

　　關(guān)鍵零部件輕量化技術(shù)。車輛在滿足使用要求的前提下，圍繞車輛核心外購(gòu)部件減重展開(kāi)。例如選用新型的車橋、少片簧的懸架系統(tǒng)、盤(pán)式制動(dòng)替代鼓式制動(dòng)器。如車軸輕量化技術(shù)、空氣懸掛技術(shù)、少片簧懸架系統(tǒng)、單寬胎技術(shù)。

　　新材料技術(shù)應(yīng)用。采用輕質(zhì)材料(如鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料等)進(jìn)行車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如采用鋁合金變速器等新材料變速器;鋁合金輪輞、變速器殼體、油箱、散熱器、保險(xiǎn)杠、輪輞等新材料技術(shù)在車輛上的應(yīng)用;盤(pán)式制動(dòng)器在牽引車上的推廣應(yīng)用。

　　我國(guó)貨車輕量化的現(xiàn)狀

　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)各大貨車制造企業(yè)都提出了自主開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，有的已啟動(dòng)輕量化研究。國(guó)產(chǎn)載貨汽車由于自質(zhì)量較同級(jí)國(guó)外車大，質(zhì)量利用系數(shù)也較大，因而更具開(kāi)發(fā)潛力。

　　據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查顯示，就單車能效水平而言，我國(guó)重卡能耗水平較美國(guó)高20%-30%。究其原因，我國(guó)貨車輕量化的研究起步較晚，普通貨車的制造和使用過(guò)程中，輕量化技術(shù)都沒(méi)有得到足夠的重視。同時(shí)，我國(guó)貨車品牌、結(jié)構(gòu)繁多，性能、質(zhì)量參差不齊，新結(jié)構(gòu)、新工藝、新技術(shù)應(yīng)用不足，專用化、標(biāo)準(zhǔn)化水平低等原因，都是我國(guó)貨車輕量化發(fā)展不理想的重要因素。

　　隨著我國(guó)節(jié)能減排的總體要求的提出，交通運(yùn)輸部提出將重點(diǎn)推動(dòng)營(yíng)業(yè)性貨車車型標(biāo)準(zhǔn)化政策的出臺(tái)，以及中國(guó)綠色貨運(yùn)行動(dòng)倡導(dǎo)貨運(yùn)車輛標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、輕量化、清潔化理念，我國(guó)貨運(yùn)與物流企業(yè)，特別是專業(yè)性強(qiáng)的貨運(yùn)企業(yè)正向輕量化方向發(fā)展。

　　以冷鏈運(yùn)輸為例，隨著運(yùn)輸車輛的不斷增加，“輕量化設(shè)計(jì)”已經(jīng)成為降低全球運(yùn)輸車輛排放的迫切之需。產(chǎn)品輕量化是冷藏保溫汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一，隨著汽車底盤(pán)質(zhì)量利用系數(shù)不斷提高和公路建設(shè)的飛速發(fā)展，面對(duì)居高不下的物流運(yùn)輸成本，加速發(fā)展重型車的勢(shì)頭會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，這就要求提高底盤(pán)的強(qiáng)度和剛度，又要特別注重減輕自重，增加載重后的尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊性，確保整車的可靠性和安全性，滿足貨運(yùn)企業(yè)多拉快跑的需求。

　　CGFI綠色貨運(yùn)車輛輕量化要求

　　中國(guó)綠色貨運(yùn)行動(dòng)制定的《CGFI綠色貨運(yùn)車輛標(biāo)準(zhǔn)》鼓勵(lì)貨車輕量化，即鼓勵(lì)提高營(yíng)業(yè)性貨車的載質(zhì)量利用系數(shù)。這是車輛輕量化技術(shù)助推綠色貨運(yùn)發(fā)展的重要內(nèi)容。

　　營(yíng)運(yùn)貨車與普通車輛不同之處在于，營(yíng)運(yùn)貨車是通過(guò)運(yùn)輸貨物來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，因此貨車車輛的運(yùn)輸能力是一個(gè)很重要的指標(biāo)。載質(zhì)量利用系數(shù)反映運(yùn)輸車輛在相同整備質(zhì)量的條件下運(yùn)輸貨物的能力，在保障安全的前提下，載質(zhì)量利用系數(shù)越高說(shuō)明車輛技術(shù)水平越高。因此，在CGFI綠色貨運(yùn)車輛標(biāo)準(zhǔn)中借鑒《城市物流配送車輛技術(shù)要求》征求意見(jiàn)稿中對(duì)車輛載質(zhì)量利用系數(shù)的要求，提出了綠色貨運(yùn)車輛的技術(shù)要求。

　　貨車輕量化發(fā)展制約因素

　　在建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的節(jié)能減排政策下，貨車輕量化概念為越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)所重視，然而，貨車輕量化目前實(shí)踐效果不佳，是因?yàn)榇嬖谥缦轮萍s因素：

　　超載阻礙輕量化。超子啊可以說(shuō)是我國(guó)道路運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)頑疾，這也是公認(rèn)的影響我國(guó)貨車輕量化繼續(xù)發(fā)展的重大障礙。一方面超載使輕量化的節(jié)能增效的作用予以抵消;另一方面，個(gè)別貨運(yùn)企業(yè)為了能夠超載，與改裝廠甚至車輛制造企業(yè)直接協(xié)定，要求廠家把貨車制造得重一點(diǎn)。因此，只有徹底解決了超載問(wèn)題，輕量化才能落到實(shí)處。

　　材料阻礙輕量化。新材料應(yīng)用是貨車輕量化的三大技術(shù)之一。然而真正困難的卻正是新材料的研究和使用。經(jīng)研究，應(yīng)用新材料是國(guó)外貨車輕量化的主要途徑，降低車重主要是應(yīng)用新材料，鋁、鎂合金和工程塑料應(yīng)用都比較廣泛。一些自動(dòng)閥，如果應(yīng)用塑料代替金屬件，車重就可以減輕至少一半。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家二十年前就開(kāi)始研究新材料的應(yīng)用，而我國(guó)起步晚，與他們相比，還有不小的差距。

　　相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)需要加快制定。任何一項(xiàng)具有創(chuàng)新意義的技術(shù)都與國(guó)家政策導(dǎo)向密切相關(guān)。國(guó)外的貨車輕量化實(shí)踐表明，政策的引導(dǎo)、法規(guī)體系的健全、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)性作用、與車輛制造和車輛使用部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一行業(yè)管理措施，都是貨車輕量化的重要推動(dòng)力。同時(shí)，貨運(yùn)與物流行業(yè)協(xié)會(huì)出臺(tái)的倡導(dǎo)性行業(yè)自律文件，也是重要補(bǔ)充。然而，我國(guó)目前尚無(wú)關(guān)于輕量化的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，法律法規(guī)在輕量化方面也不健全，是貨車輕量化的重要制約因素。

　　政策建議

　　為加快我國(guó)貨車輕量化發(fā)展，向政府主管部門提出政策建議如下：

　　一是系統(tǒng)研究國(guó)外車輛輕量化研究及應(yīng)用的現(xiàn)狀;二是完善國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法律、法規(guī)及行業(yè)規(guī)章;三是加強(qiáng)貨車輕量化中結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)的研究;四是準(zhǔn)予應(yīng)用經(jīng)過(guò)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的輕量化零部件，視為合法改裝;五是加強(qiáng)新材料的技術(shù)的研究，加大新材料應(yīng)用的推廣力度;六是修改GB1589國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于貨車輕量化的“貨車總質(zhì)量限值”規(guī)定;七是經(jīng)技術(shù)論證，對(duì)中國(guó)綠色貨運(yùn)行動(dòng)推廣的綠色貨運(yùn)車輛標(biāo)準(zhǔn)中車輛載質(zhì)量利用系數(shù)相關(guān)規(guī)定內(nèi)容，在政策制定時(shí)予以采納;八是將輕量化車型納入財(cái)政補(bǔ)貼領(lǐng)域，并對(duì)安裝空氣懸掛等配置的車型給予更高補(bǔ)貼。

　　(作者系中國(guó)道路運(yùn)輸協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng))

　　小資料：貨車輕量化涉及的幾種新材料

　　鋁合金。與鋼鐵相比，鋁合金具有質(zhì)量輕(其密度為鋼的1/3)、耐腐蝕性好、易于加工等特點(diǎn)，但成本較高，是近20年來(lái)在國(guó)內(nèi)外載貨汽車上使用最多的輕量化材料。常用的包括：鑄造鋁合金——活塞、氣缸蓋、車輪、離合器蓋、曲軸箱、進(jìn)氣歧管等;型變鋁合金——發(fā)動(dòng)機(jī)罩、貨箱底板、保險(xiǎn)杠、車輪、熱交換器(散熱器與加熱器)、溫度調(diào)節(jié)器(冷凝器與蒸發(fā)器)、油冷卻器以及冷藏車廂、保溫車廂、半掛車的車廂與車架等。多年來(lái)，歐、美、日等過(guò)在汽車上的鋁合金用量平均年增幅10%。

　　鎂合金，與鋼鐵相比，鎂合金密度小(比鎂還小)、易于加工、壓鑄經(jīng)濟(jì)，其最大特點(diǎn)是阻尼減震性和抗凹性好。鎂合金在應(yīng)用上比鋁合金發(fā)展得慢，主因是因?yàn)槠滂T造性差，后處理工藝復(fù)雜，成本較高。當(dāng)前世界上所有汽車鎂合金平均用量?jī)H為2.3kg。隨著顏值該材料技術(shù)水平的提高，目前正以每年15%-20%的速度遞增。

　　塑料及其復(fù)合材料。汽車塑料制品一般分為內(nèi)飾件、外裝件和功能件等。目前世界主要汽車用塑料件的內(nèi)飾化已基本完成。玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)等新品種已隨著技術(shù)的成熟而正在擴(kuò)大應(yīng)用，主要用于車身的外裝件和功能件?？捎糜谲囬T、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前臉板、葉子板、保險(xiǎn)扛骨架、門梁柱、通風(fēng)百葉窗、導(dǎo)流罩等近20種車身板件。具有高比強(qiáng)度和高比彈性模量的

　　碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)及有機(jī)合成纖維復(fù)合材料(Kevlar)是歐美等國(guó)已著手研究的新材料，并已開(kāi)始使用，但成本較高。如果能將其成本降至當(dāng)前的1/3，將有望成為汽車功能件和結(jié)構(gòu)件輕量化的優(yōu)選用材。

　　高強(qiáng)度鋼。在輕量化材料中，與鋁合金、塑料相比，高強(qiáng)度鋼具有以下特點(diǎn)：價(jià)格低;基本上可利用原有生產(chǎn)線;其彈性模量很高、剛性好、耐沖擊性好及較高的疲勞強(qiáng)度，有些高強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度為普通鋼的2-3倍;耐腐蝕性差。受能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題的影響，貨車輕量化以涉及的高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用成為重要發(fā)展方向。但由于傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在高強(qiáng)度鋼成筑過(guò)程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無(wú)法滿足高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成型技術(shù)。但是熱成型需要對(duì)工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，目前該技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷，國(guó)內(nèi)發(fā)展緩慢。