“輕量化”助汽車(chē)貨運(yùn)提高盈利能力

“輕量化”助汽車(chē)貨運(yùn)提高盈利能力

　　根據(jù)歐盟統(tǒng)計(jì)局的貨運(yùn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，自2016年1月以來(lái)，在歐洲，每年近75%的貨物是通過(guò)公路運(yùn)輸?shù)摹＿@充分證明了公路貨運(yùn)比鐵路和航空貨運(yùn)更具成本效益并且更方便。顯而易見(jiàn)，多年來(lái)公路貨運(yùn)非常普及，商用車(chē)制造商現(xiàn)在也在不斷探索和實(shí)踐各種方法，來(lái)減輕車(chē)輛重量。推動(dòng)這個(gè)舉動(dòng)的因素主要是兩方面：首先，要節(jié)省燃料成本，其次，要符合歐盟正在建立的愈加嚴(yán)格的排放限制要求。

　　車(chē)輛重量、燃料消耗以及引擎排放之間的聯(lián)系密不可分;車(chē)輛越重，相同運(yùn)輸距離所消耗的燃料越多，則成本更高，同時(shí)，消耗更多的燃料，還意味著產(chǎn)生更高的排放量。

　　因此，車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)商以及貨車(chē)制造商都在不斷追尋性能更好的車(chē)輛，減少燃料成本，降低排放量。

　　材料選擇

　　如今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，飛機(jī)制造商們必須不斷改進(jìn)飛機(jī)和航空航天部件的設(shè)計(jì)。尤其是近幾年來(lái)，航空燃料成本不斷增加，產(chǎn)業(yè)受到重大沖擊，使這一需求上升到了新高度。航空公司不斷向飛機(jī)制造商施壓，想要獲得更高效的方式，以減少燃料成本。這意味著，以前都全部使用鋼、鋁等傳統(tǒng)金屬制造飛機(jī)，而現(xiàn)在，工程師們引入了多種多樣的輕質(zhì)材料和復(fù)合材料替代某些飛機(jī)零部件。這種新的解決方案，在堅(jiān)固和耐用方面能夠提供同樣甚至更好的性能。

　　商用車(chē)必須足夠牢固，能夠承載貨物負(fù)荷，滿(mǎn)足日常嚴(yán)酷的運(yùn)輸條件，并確保適當(dāng)級(jí)別的安全性。人們常常認(rèn)為重型車(chē)輛應(yīng)使用重型材料制成。然而，現(xiàn)在可用的輕質(zhì)替代材料越來(lái)越多，應(yīng)用也越來(lái)越廣，其中有些材料已在航空航天和賽車(chē)業(yè)等其他行業(yè)中使用。隨著原材料以及工藝/制造成本的降低以及實(shí)用性增加，這些解決方案可以大大提高承重部件重量比的有效性。

　　貨車(chē)制造商已經(jīng)開(kāi)始使用鋁及其他輕質(zhì)金屬替代重質(zhì)金屬材料，但塑料、碳纖維增強(qiáng)聚合物等非金屬材料才是最新發(fā)展焦點(diǎn)。

　　碳纖維非常堅(jiān)固，且重量極輕，它的強(qiáng)度是鋼的五倍，硬度是鋼的兩倍，而重量卻只有鋼的三分之二。將極精細(xì)的碳纖維像紗線(xiàn)一樣纏繞在一起，形成永久形狀的纖維層，可以覆蓋在模具上，與樹(shù)脂或聚合物形成涂層。

　　不過(guò)碳纖維部件的生產(chǎn)成本仍讓人望而卻步，汽車(chē)制造商通常采用另一種更切合實(shí)際的折中策略 - 塑料。近年來(lái)，塑料成型技術(shù)在溫度性能、強(qiáng)度和硬度得到顯著提高，為貨車(chē)制造商提供了減重的更多可能性。此外，塑料設(shè)計(jì)的靈活性 - 可實(shí)現(xiàn)的形狀和形式 - 比金屬部件要大的多。還可以使用包膠材料將塑料和技術(shù)部件結(jié)合在一起。對(duì)于需要螺紋嵌入件等固定件將其他部件附著到塑料模制上，和“卡扣”固定方法不行的情況，尤其有用。

　　優(yōu)化車(chē)輛系統(tǒng)解決方案

　　如今，我們可以看到越來(lái)越多的塑料和其他非金屬部件被融入到貨車(chē)設(shè)計(jì)中，而使用不同材料完全重新設(shè)計(jì)車(chē)輛，代表的是一種思維轉(zhuǎn)換，更是一個(gè)長(zhǎng)期的目標(biāo)。短期內(nèi)將重心放在借助系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡可能的減重。貨車(chē)設(shè)計(jì)師需要系統(tǒng)供應(yīng)商采用更具前瞻性的方式重新設(shè)計(jì)新系統(tǒng)和子系統(tǒng)，將減重作為主要的設(shè)計(jì)要素。

　　節(jié)能減排要求日益重要，越來(lái)越多的系統(tǒng)可能會(huì)重新設(shè)計(jì)，從而生產(chǎn)處更簡(jiǎn)約、更高效的車(chē)輛。通過(guò)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型部件，有助于淘汰其他不必要的功能或部件。

　　派克漢尼汾作為全球貨車(chē)市場(chǎng)定制運(yùn)動(dòng)控制解決方案的專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商，為汽車(chē)制造商提供創(chuàng)新系統(tǒng)方面發(fā)揮著重要作用，這些系統(tǒng)可以降低重量、集成各種不同功能的子系統(tǒng)、以及在不損害性能和保證可靠性的前提下簡(jiǎn)化裝配。

　　展望未來(lái)的技術(shù)與工藝

　　除了輕質(zhì)材料和優(yōu)化解決方案，其他新興要素也將有助于塑造未來(lái)的汽車(chē)設(shè)計(jì)。

　　3D打印

　　3D打印是一種制造趨勢(shì)，肯定會(huì)影響到未來(lái)汽車(chē)部件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方式。隨著相關(guān)成本的不斷降低，這項(xiàng)技術(shù)也將得到越來(lái)越多的應(yīng)用。其工藝本身是通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)建沉積材料層，得到成品。

　　大量的F1賽車(chē)上已使用3D打印技術(shù)制作輕質(zhì)滾圈、非碳剎車(chē)進(jìn)風(fēng)口底板部件等等。滾圈被用于賽車(chē)的最高點(diǎn)，將賽車(chē)低重心上的沖擊降到最低。它們對(duì)賽車(chē)結(jié)構(gòu)的完整性和安全性非常重要，因此需要同時(shí)兼顧結(jié)實(shí)耐用和輕質(zhì)的特性。

　　電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)

　　解決燃料節(jié)約問(wèn)題的最終方案也許是將燃料從方程式中徹底去除，設(shè)計(jì)制造全電動(dòng)汽車(chē)。我們看到越來(lái)越多新型設(shè)計(jì)的中型貨車(chē)，以及城市小型車(chē)輛電氣化成熟發(fā)展，現(xiàn)在，還出現(xiàn)了越來(lái)越多的重型電動(dòng)貨車(chē)設(shè)計(jì)。

　　由電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器和蓄電池組成的系統(tǒng)替代內(nèi)燃機(jī)，更加輕便，已顯著降低車(chē)輛重量，而這還沒(méi)有考慮到全電動(dòng)系統(tǒng)徹底消除車(chē)輛中儲(chǔ)存液體燃料需要所降低的重量。

　　其挑戰(zhàn)在于電池技術(shù)的發(fā)展，使車(chē)輛充電后可行駛更長(zhǎng)的距離，或得到通過(guò)再生制動(dòng)和其他工藝自行充電的系統(tǒng)。新研究推動(dòng)了一系列新電池技術(shù)的發(fā)展，包括可反復(fù)充電的硫鋰，具有輕質(zhì)和高重力能量密度的特性。利用該技術(shù)，參與研發(fā)的公司正積極發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)目標(biāo)市場(chǎng)，極大地?cái)U(kuò)展了其應(yīng)用范圍。

　　在等待全電動(dòng)貨車(chē)商業(yè)上市的同時(shí)，貨車(chē)制造商還可以利用一些目前已有的電子技術(shù)發(fā)展成果，包括使用混合電動(dòng)方案。

　　全電動(dòng)插電汽車(chē)可能更適用于當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸車(chē)隊(duì)或特定應(yīng)用，如垃圾收集車(chē)，至少不久的將來(lái)會(huì)如此，對(duì)于長(zhǎng)途的運(yùn)輸商來(lái)說(shuō)，未來(lái)幾年會(huì)越來(lái)越多地選擇混合動(dòng)力車(chē)。

　　當(dāng)然，還有其他減少內(nèi)燃機(jī)使用的解決方案，如，電泵轉(zhuǎn)向解決方案，可以減少配套裝備對(duì)引擎動(dòng)力的需要，支持降低發(fā)動(dòng)機(jī)排量，進(jìn)而減少重量。

　　總結(jié)

　　也許，降低全球碳排放的最大機(jī)遇就掌握在今天的貨車(chē)制造商以及為其生產(chǎn)部件和子系統(tǒng)的供應(yīng)商的手中。作為溫室氣體最大的排放主體之一，公路運(yùn)輸業(yè)有責(zé)任支持越來(lái)越嚴(yán)格的立法，在設(shè)計(jì)每一種新車(chē)時(shí)，應(yīng)首先考慮減少重量，無(wú)論是外部車(chē)身還是其中的系統(tǒng)和部件。

　　對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，成功的關(guān)鍵之一是與支持新技術(shù)研發(fā)和實(shí)施的創(chuàng)新供應(yīng)商合作。富有遠(yuǎn)見(jiàn)的思想，加之探索、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用更簡(jiǎn)單、更新技術(shù)的動(dòng)力，不久的將來(lái)，我們的公路上行駛的都帶有潔凈技術(shù)的輕質(zhì)汽車(chē)，它們將各式各樣的貨物送到使用或銷(xiāo)售地點(diǎn)。