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,可以使用铝合金材料,包括钣金件和铸造件。
铝合金钣金件最有代表性的就是油箱,油箱采用铝合金材料,不但自重减轻,而且油箱内不易生锈,免除定期清洗的麻烦。车身也可以采用铝合金代替冷轧钢板。美国重卡为减轻自重,多采用铝合金制造车身,由于铝合金焊接性能较差,只能铆接,因此我们见到的美国长头重卡都是浑身的铆钉,非常彪悍。
轮辋、发动机机体、变速器机体等,也可以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。
5、使用高强度钢材
在其他材料无法替代、只能采用钢材的部位,使用高强度钢板,可以减薄钢板厚度,从而减轻重量。用来制造车身的冷轧钢板和制造车架的热轧钢板,均可以采用高强度钢材。欧美重卡,重卡使用的钢材几乎100%是高强钢。以前国产重卡采用高强度钢板的比例较少,最近几年逐渐广泛使用,甚至自卸车的车厢都开始使用高强度钢板,以提高厢体强度、减轻自重。
6、使用拼焊板
驾驶室由钢板冲压焊接而成,由于各部位的结构和受力情况不同,因此不同部位的钣金件也会采用不同牌号的钢板,一辆重卡的驾驶室可能采用几十种不同牌号、不同厚度的钢板。然而随着CAE技术的发展,经过模拟实验和分析,可以计算出同一个钣金件的不同部位的受力情况,为了减轻一些零件局部的不必要厚度,激光拼焊技术应运而生。激光拼焊技术是将经不同表面处理、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。这种钢板成为拼焊板。拼焊板目前在乘用车上应用较多,技术已经非常成熟,大众、通用、福特、丰田、本田,很多我们耳熟能详的汽车品牌都在他们的汽车产品中大量应用,但在商用车,尤其是重卡中使用不多。由于重卡对于自重更为敏感,因此拼焊板在重卡上的应用前景广泛。
7、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。结构件可以通过有限元软件进行CAE分析,对结构进行优化,根据各部位的受力情况设计成复杂的变厚度、变截面的结构,在保证有足够强度的前提下最大限度的削减不必要的局部厚度,从而大大减轻零件重量。
8、采用真空轮胎和超宽轮胎
降低整车自重,轮胎也不能小看。采用真空胎和超宽轮胎也能在一定程度上降低自重。
真空胎与传统轮胎相比,不但减少了内胎,轮辋的结构也相应减少了,整车全部换成真空胎,减轻的重量十分客观。另外真空胎行驶阻力小,能够在一定程度上降低油耗。
重卡的驱动轮一般都用双轮胎,如果改为超宽单轮胎,不但能够减少轮胎数量,还能减少轮辋的数量,减重效果十分显著。另外超宽单轮胎的接地面积不比双轮胎小,除了能够降低自重外,还可以提高行驶稳定性、避免双轮胎的“吃胎”现象。
9、整合零件功能、减少零件数量
另外,整合零件功能、将多个零部件集成,实现零部件的多功能,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。如:将油箱和工作台踏板结合,将油箱与SCR的尿素罐结合等。