貨車輕量化

 

中國綠色貨運行動(CGFI)倡導綠色管理、綠色技術、綠色駕駛，即“三綠”理念。其中，綠色技術方面行動大力推動通過降低貨車自重，減少燃油消耗，達到降低成本、提高效益的目的，這就是本文的研究對象：貨車輕量化。

一、推廣貨車輕量化的重要意義

汽車自身質量的大小是影響燃油消耗的重要因素之一，所以汽車設計輕量化成為發(fā)展趨勢。對貨運與物流業(yè)來說，降低燃油消耗量成為節(jié)能減排的關鍵。實現(xiàn)貨車輕量化、降低燃油消耗、增加載質量、提高運輸效率對我國貨運與物流行業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關重要。

(一)載貨汽車輕量化與燃油消耗的關系

發(fā)動機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、迎風面積等有關，特別在高速行駛時關系更大，但它與整車的總質量無關;而除空氣阻力以外的滾動阻力、加速阻力和爬坡阻力均與整車的總質量成正比，所以減輕自質量，是減少上述三種阻力的重要因素，也是降低燃油消耗的有效措施。根據(jù)國外有關試驗資料，車輛減輕自質量10%，可降低油耗6%～8%。對載貨汽車來說，減輕自質量還提高了有效載質量，即增加了質量利用系數(shù)，從而提高運輸效率，降低運輸成本，這相對來說也是降低了燃油費用。

(二)載貨汽車輕量化與尾氣排放的關系

燃料的消耗與廢氣的排放密切相關，汽車尾氣是溫室效應和空氣污染的主要原因，尤其是二氧化碳氣體的排放量近幾年呈大幅增加的趨勢。世界各主要國家已經(jīng)相繼制定或是正在制定限制燃耗、排放的嚴格法規(guī)。我國新修訂的《環(huán)境保護法》及出臺各類減少機動車排放的措施，促使貨車行業(yè)必須找到通過技術創(chuàng)新實現(xiàn)減排的有效途徑。有關統(tǒng)計結果表明，汽車每減重100公斤，百公里油耗可降低0.4升、二氧化碳排放可減少1公斤。因此，通過汽車輕量化實現(xiàn)環(huán)境保護就稱為汽車特別是貨車發(fā)展的一個重要方向。

(三)載貨汽車輕量化與運輸服務的關系

貨車輕量化的目的是在保證安全性能和強度的前提下，盡可能降低汽車重量，并增強汽車的動力性能，降低汽車的油耗，減少尾氣污染的排放。目前，我國執(zhí)行車貨總重49噸的標準，運輸企業(yè)要想賺錢，還不被罰錢，卡車輕量化是條可走的道路。從貨運企業(yè)的角度來看，載貨汽車質量的減輕可以節(jié)約原材料的消耗，減少生產(chǎn)成本，提高市場競爭力，獲得直接的經(jīng)濟效益。在運輸條件相同的情況下，貨主將更傾向于輕質量、低油耗的車輛，輕量化設計能更好的滿足客戶的要求。因此，實現(xiàn)貨車輕量化對于貨運企業(yè)通過貨主認可的運輸服務具有積極的促進作用。

二、貨車輕量化技術

采用輕量化的金屬和非金屬材料，或者運用現(xiàn)代設計方法和有效手段對載貨汽車進行優(yōu)化與設計，在能保證汽車綜合性能的情況下，盡量實現(xiàn)貨車自身重量的降低，從而達到減重、降耗、安全、環(huán)保的綜合性能指標。但是，貨車輕量化并不是簡簡單單地使其輕型化，應該是在保證不影響汽車本來的性能，既要能有效的減輕汽車的重量，又要很好地保證汽車在行駛過程中的安全性、耐撞性、抗振性以及舒適性，與此同時又不提高汽車本身的造價，避免造成用戶購車的經(jīng)濟壓力的增加。因此，載貨汽車的輕量化技術主要包括：結構輕量化技術、關鍵零部件輕量化技術、新材料技術應用。

(一)結構輕量化技術

從改變車輛結構入手，通過結構優(yōu)化、局部減重、采用新型結構等手段，達到結構輕量化的目的。例如將車架縱梁由雙層改成單層，對承載較大的部位進行局部加強。

1. 高強度鋼在牽引車車架上的應用，將車架縱梁由雙層改成單層;

2. 縮短牽引車軸距和后懸，提高機動性能，降低自重并滿足國家標準對汽車列車長度要求。

(二)關鍵零部件輕量化技術

車輛在滿足使用要求的前提下，圍繞車輛核心外購零部件減重展開。例如選用新型的車橋、少片簧的懸架系統(tǒng)、盤式制動替代鼓式制動器。

1. 車軸輕量化技術;

2. 空氣懸掛技術;

3. 少片簧懸架系統(tǒng);

4. 單寬胎技術。

(三)新材料技術應用

采用輕質材料(如鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維或碳纖維復合材料等。)進行車輛結構設計，例如采用鋁合金殼變速器等新材料變速器。

1.鋁合金輪輞、變速器殼體、油箱、散熱器、保險杠、輪輞等新材料技術在車輛上的應用;

2.盤式制動器在牽引車上的推廣應用。

三、我國貨車輕量化的現(xiàn)狀

當前，我國通過與國際先進的汽車生產(chǎn)國家合資、合作及技術引進等手段，加快了新車型的技術發(fā)展步伐，載貨汽車輕量化材料的應用亦隨之加快。國產(chǎn)載貨汽車輕量化材料應用隨著我國汽車市場競爭國際化的日趨激烈，國產(chǎn)車要達到國外同類車水平，因而新型輕量化材料的擴大應用已是迫在眉睫之事。當前國內各大貨車制造企業(yè)都提出了自主開發(fā)的戰(zhàn)略，有的已啟動輕量化研究。國產(chǎn)載貨汽車由于自質量較同級國外車大，質量利用系數(shù)差距也較大，因而更具開發(fā)潛力。

據(jù)有關機構調查顯示，就單車能效水平而言，我國重卡能耗水平較美國高20%-30%左右。究其原因，我國貨車輕量化的研究起步較晚，普通貨車的制造和使用過程中，輕量化技術都沒有得到足夠的重視。同時，我國貨車品牌、結構繁多，性能、質量參差不齊，新結構、新工藝、新技術應用不足，專用化、標準化水平低等原因，都是我國貨車輕量化發(fā)展不理想的重要因素。

然而，隨著我國節(jié)能減排的總體要求的提出，交通運輸部提出今后將重點推動營業(yè)性貨車車型標準化政策的出臺，以及在中國綠色貨運行動倡導下的貨運車輛標準化、專業(yè)化、輕量化、清潔化理念的提出，我國貨運與物流企業(yè)，特別是專業(yè)性強的貨運企業(yè)正向輕量化方向發(fā)展。

以冷鏈運輸為例，隨著時下運輸車輛的不斷增加，‘輕量化設計’已經(jīng)成為降低全球運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發(fā)展趨勢之一，隨著汽車底盤的質量利用系數(shù)不斷提高和公路建設的飛速發(fā)展，面對居高不下的物流運輸成本，加速發(fā)展重型車的勢頭會進一步加強，這就是要求提高底盤的強度和剛度，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，滿足貨運企業(yè)多拉快跑利多的需求。

四、CGFI綠色貨運車輛輕量化要求

鑒于我國貨車輕量化發(fā)展相對滯后的現(xiàn)實和今后貨車輕量化發(fā)展方向的需要，中國綠色貨運行動制定的《CGFI綠色貨運車輛標準》的重要內容之一，就是鼓勵貨車輕量化，即鼓勵營業(yè)性貨車的載質量利用系數(shù)的提高。這是車輛輕量化技術助推綠色貨運發(fā)展的重要內容。

營運貨車與普通車輛的不同之處在于，營運貨車是通過運輸貨物來進行生產(chǎn)，因此貨車車輛的運輸能力是一個很重要的指標。載質量利用系數(shù)反應了運輸車輛在相同整備質量的條件下運輸貨物的能力，在保障安全的前提下，載質量利用系數(shù)越高說明車輛技術水平越高。因此，在CGFI綠色貨運車輛標準中借鑒《城市物流配送車輛技術要求》征求意見稿中對車輛載質量利用系數(shù)的要求，提出了綠色貨運車輛的技術要求。

綠色貨運車輛載質量利用系數(shù)限值要求

車輛類型	N1		N2		N3
總質量 M（千克）	M≤1800	1800＜M≤3500	3500＜M≤4500	4500＜M≤12000	12000＜ M≤16000	16000＜ M≤20000	20000＜ M≤24000	M＞ 24000
普通貨車	≥0.65		≥0.75	≥0.85	≥1.0	≥1.1	≥1.2	≥1.3
自卸貨車	≥0.55		≥0.65	≥0.75
廂式貨車	≥0.50		≥0.60	≥0.90	≥1.3
封閉式貨車	≥0.35	≥0.60	≥0.65	≥1.10	—

五、貨車輕量化發(fā)展的制約因素

2014年初，交通運輸部提出了“四個交通”發(fā)展戰(zhàn)略，行業(yè)開始全面深化改革，轉型升級、低碳綠色循環(huán)及可持續(xù)成為行業(yè)發(fā)展的重要導向。在建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的節(jié)能減排的政策下，貨車輕量化概念為越來越多的機構所重視。然而，貨車輕量化目前實踐效果不佳，是因為存在著如下制約因素。

(一)超載阻礙輕量化

超載可以說是我國道路運輸?shù)囊粋€頑疾，治理力度加大，超載現(xiàn)象會變少，一旦有所松懈，便會死灰復燃。這也是公認的影響我國貨車輕量化繼續(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，個別貨運企業(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，要求就廠家把貨車制造得重一點。因此，只有徹底解決了超載問題，輕量化才能落到實處。

(二)材料阻礙輕量化

新材料的應用是貨車輕量化三大技術之一。然而，真正困難的卻正是新材料的研究和使用。經(jīng)研究，應用新材料是國外貨車輕量化的主要途徑，降低車重主要是應用新材料，鋁、鎂合金和工程塑料應用都比較廣泛。一些自動閥，如果用塑料代替金屬件，車重就可以減輕至少一半。歐美發(fā)達國家二十年前就開始研究新材料的應用，而我國起步晚，與它們相比，還有不小的差距。

(三)相關標準法規(guī)需加快制定

任何一項具有創(chuàng)新意義的技術都與國家的政策導向密切相關。國外的貨車輕量化實踐表明，政策的引導、法規(guī)體系的健全，標準規(guī)范的基礎性作用，與車輛制造和車輛使用部門協(xié)調統(tǒng)一的行業(yè)管理措施的應用，都是貨車輕量化的重要推動力。同時，貨運與物流行業(yè)協(xié)會出臺的倡導性行業(yè)自律文件，也是重要的補充。然而我國目前尚無關于輕量化的國家標準和行業(yè)標準，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。

六、政策建議

為加快我國貨車輕量化發(fā)展，向政府主管部門提出政策建議如下：

1. 系統(tǒng)研究國外車輛輕量化研究及應用現(xiàn)狀;

2. 完善國家標準和相關法律、法規(guī)及行業(yè)規(guī)章;

3. 加強貨車輕量化中結構輕量化技術的研究;

4. 對經(jīng)過第三方檢測機構認證的輕量化零部件準予應用，視為合法改裝;

5. 加強新材料技術的研究，加大新材料應用的推廣力度;

6. 修改GB1589國家標準中關于貨車輕量化的“貨車總質量限值”規(guī)定;

7. 經(jīng)技術論證，對中國綠色貨運行動推廣的綠色貨運車輛標準中車輛載質量利用系數(shù)相關規(guī)定內容，在政策制定時予以采納;

8. 將輕量化車型納入財政補貼領域，并對安裝空氣懸掛等配置的車型給予更高補貼。

實現(xiàn)貨車輕量化，不僅是我國邁向工業(yè)強國的重要標志之一，而且也是我國貨運與物流業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要推手之一，更是我國交通運輸業(yè)特別道路貨運業(yè)節(jié)能減排的重要手段之一，這是中國綠色貨運行動長期追求綠色技術方面的重大課題。雖然目前我國貨車輕量化與國際先進水平尚有差距，但只要制定政策、明確目標、措施得力，我國貨車輕量化事業(yè)將會以嶄新的面貌出現(xiàn)在人們面前。