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我国重型卡车技术发展现状分析

  近几年,世界发达国家各商用车制造商纷纷投巨资研制新一代产品,通过采用高新技术,最大限度地提升重型汽车产品技术水平。目前,拥有代表性产品的制造商,如戴-克、沃尔沃、曼、达夫、斯堪尼亚等公司,其主导产品处于国际先进或领先技术水平,在舒适性、安全性、动力性、经济性、可靠性和环保性等方面具有明显的优势。我国各重型汽车生产厂家为了迎接挑战,近几年亦集中力量发展新产品,提高主导产品技术水平,增强竞争力。

  2003年是中国重型载货汽车高速发展后的第6年,由于增幅趋缓,竞争更加激烈,因此,国内原有主要重型载货汽车生产厂家通过各种途径,提升主导产品的技术水平,力争继续保持优势地位;而新加入者也努力使其新产品成为市场中的亮点。

  综合分析,产品技术进展主要是:通过加强车辆的行驶系,实现车辆的高吨位化;通过改进驾驶室的内饰和外观,实现车辆的高档化;通过改进发动机技术,实现车辆的低排放和节能目的,并日趋大功率化;通过采用机电一体化装置,提高车辆的安全性和轻便性;通过采用多轴行驶系或空气悬架结构,满足车辆的轴荷限值和提高行驶平顺性的要求。

  1 产品高吨位化,底盘配置和性能趋同质化技术

  据有关统计,2003年,载重20—25t的载货汽车同比增长114%,25t以上的载货汽车同比增长41%,车型高吨位化呈不可阻挡的发展趋势。为了满足高吨位装载的要求,国内主要重型汽车产品均采用了加强型改进设计,如加强型车桥、加强型悬架、加强型车架总成等。

  20世纪80年代从奥地利引进的斯太尔载货汽车技术涵盖19-40t的总重吨级范围,经十几年的消化吸收,基本全面实现国产化;主要总成件如发动机、离合器、变速器、驱动桥等均大批量生产,供众多厂家选用。中国重汽集团有限公司全面拥有该项技术,因此,在这一领域占明显的技术优势和市场优势。

  由于陕汽和川汽与中国重汽原属于一个集团公司,大部分产品技术共享,因此在20t以上的载货汽车中三家的市场份额较大。

  一汽解放的“四大”系列车型对驾驶室、发动机、变速器、悬架装置和车桥等进行了全面加大、加强改进,力求提升吨级;另外,通过选用斯太尔总成件如发动机、变速器等,打造高吨位平台。

  东风柳汽的“霸龙”系列车型的陆续推出,尤其是高吨位重型牵引汽车,成为重型载货汽车市场中的新亮点。

  北汽福田凭借其优势总成件驾驶室总成,再通过大量选用斯太尔总成件如发动机、变速器、驱动桥等,建构高吨位产品平台。2003年初,北汽福田的重型载货汽车产销量一度上升迅猛。

  2 改进内饰和外观,实现驾驶室的高档化

  国内诸多厂家2003年推出的重型汽车新产品更加注重内饰和外观的高档化设计。内饰设计充分体现“以人为本”的理念,实用、安全、舒适是最高要求;外观设计追求整体造型的风格,通过流线型大圆角造型设计,实现动态、力量以及亲和等特色,配以完善的色彩,浑然天成。

  中国重汽推出的斯太尔王新产品,内饰采取航空仪表布置形式,充分体现人性化设计理念;装用可变角度转向装置,操作便利,安全可靠;装用大功率冷暖空调和宽体卧铺,提高舒适性;外部造型美观大方稳重,颇具王者气势。另外,还采用了侧后导流装置、电动后视镜、降噪装置、高档面料和桃木花纹内饰等。中国重汽推出的中重型黄河王子车型,采用德国曼商用车公司的驾驶室技术,外形采用流线型造型设计,精致,紧凑,大方;具有内部空间大、左右通道高度低、方向盘角度可调、环形仪表台、中置空调装置等特点,乘坐舒适,操作便利。

  陕汽引进德国曼商用车公司F2000驾驶室技术,属当今先进技术水平。

  北汽福田投资上亿元全新研制仿五十玲驾驶室,使之内部空间尽可能宽敞,仪表台造型圆润温馨,豪华气派,线条流畅,颇受用户青睐。

  一汽解放推出宽体驾驶室系列车型,即“四大”系列车型。

  东风推出日产驾驶室主力车型。

  另外,春兰集团公司推出以驾驶室为亮点的系列车型。

  3 改进发动机技术,实现低排放和节能,并日趋大功率化环境保护形势严峻和石油短缺日益突出,迫使国际、国内 制订更加严格的发动机排放限值和节能措施。这着重体现在提高动力性、改善燃油经济性及改善排放指标等方面。

  3.1 动力性

  国际上不断推出大功率发动机。2003年,瑞典沃尔沃卡车公司推出FHl6系列卡车,该系列车型装用全新一代的D16C发动机,最大功率为610ps;曼公司同年推出的TGA系列车型装用530ps发动机;DAF95XF系列车型装备12.6l发动机,功率;达530ps。

  目前,在国产重型汽车中,装用的最大功率发动机为中国重汽潍坊柴油机厂引进斯太尔发动机技术生产的WD618.42型增压中冷柴油机,其功率为420ps,实际使用情况表明,国产化后尚需进一步改进。

我  国重型车用柴油机总排量一般在乩以上,最大排量达到11.596L;柴油机缸径主要有108mm、100mm、llOmm、112mm、114mm、125mm、126mm、130mm、135mm。较小、排量(6-7L)的发动机主要用于经济型重型汽车,如解放双桥9平柴、东风8平柴、重汽飞龙、川汽小旋风等车型,分别装用大柴6100系列机型、康明斯B系列机型、玉柴6108系列机型等;中等排量(8-9L)的发动机主要用于性能较好、价格适中的重型汽车,如中国重汽斯太尔系列、解放9平柴系列和福田欧曼系列等;较大排量(9L以上)的发动机主要用于中高档重型汽车上,如中国重汽斯太尔王系列、东风杭州日产柴系列和北方奔驰系列等。

  3.2 经济性

  我国重型汽车大多以直列六缸柴油机为动力。国产机型与国外同类型发动机相比,在总排量相近的情况下,升功率偏低,排放指标偏高,可靠性较低,燃油经济性差,综合技术水平落后8-10年。

  有关统计数据表明,国产重型汽车同国际先进技术水平的同类车型相比平均耗油率高出较多。一方面取决于整车行驶系结构以及传动系统的匹配等。另一方面取决于发动机的燃油经济性。国产重型汽车用发动机最低燃油消耗率一般为215g/kW.h左右,而国际先进技术水平的发动机最低燃油消耗率一般为191-196s/kW.h,差距明显。

  同吨位车辆的等速行驶油耗(L/100km)一般在30——35左右,高出20%以上,有的车型甚至超过40。国产重型汽车在燃料经济性方面与国际先进车型相比存在较大的差距。鉴于我国石油短缺的严峻形势,改善国产重型汽车的燃油经济性指标是十分迫切的任务。

  3.3 环保性

  重型汽车的环保性主要是指发动机达到的排放限值法规水平。目前,在欧洲执行欧Ⅲ排放限值法规,到2005年开始执行欧Ⅳ排放眼值法规。

  我国现阶段执行欧I排放限值法规,到2004年9月份开始执行欧Ⅱ排放限值法规。国产重型汽车在环保性方面,总体落后5-8年。随着我国装用大排量发动机的重型汽车的排放物对环境的影响日益严重,应国家和不同地方的环保要求,国内主要重型汽车厂家在2003年度推出或选用达到欧Ⅱ排放法规的发动机。

  在国产重型汽车用柴油机中,中国重汽在潍坊柴油机厂和杭州发动机厂生产的WD615系列发动机推出满足欧Ⅱ排放要求的机型;潍坊柴油机厂生产的WD618系列发动机也推出满足欧Ⅱ排放要求的机型,并通过采用高压共轨技术在进行欧Ⅲ排放机型的开发。

  一汽集团研制成功具有知识产权的“奥威”CA6DL四气门大功率柴油机;与奥地利AVL公司合作,采用国际新技术研制的具有20世纪90年代末国际商用车重型柴油机水平的大功率产品,功率覆盖260ps—350Ps,排放达到欧Ⅱ标准,采用电控喷油技术,达到欧Ⅲ标准,并具有欧Ⅳ潜力,油耗仅195g/kW.h。

  东风公司重庆汽车发动机厂与康明斯公司合资生产的C系列柴油机,满足欧Ⅱ排放并实现批量生产。

  广西玉柴机器股份有限公司从巴西引进的福特公司柴油机制造技术,经国产化以及联合设计改进后,满足欧Ⅱ排放并实现批量生产;目前,也在进行欧Ⅲ排放机型的开发。

  上海柴油机厂自行研制的D6114型系列柴油机,通过联合设计,也达到了欧Ⅱ排放并实现批量生产;另外,该公司与日野公司合作,成立了上海日野发动机有限公司,合资生产欧Ⅲ以上P11C(320p$以上)、J08C(32郎s以下)系列产品;此外,其子公司分别引进增压器、喷油泵和喷油器等先进的制造技术。

  总体讲,我国重型汽车发动机正在进一步降低排放,降低油耗,降低噪声,并向大排量、大功率柴油机方向发展。

  4.通过采用机电一体化技术,提高车辆的安全性、舒适性及操纵方便性等。

  我国重型汽车技术水平与国际水平之间的差距,主要体现在机电一体化装置的研制和装用的数量上。在国外,载货汽车机电一体化技术的发展与轿车相比是有过之而不及的,也就是说,轿车上应用的技术在载货汽车上一样采用,轿车上没有应用的技术在载货汽车上也得以采用。但随着用户需求的不断提高和技术进步,在重型汽车上采用的机电一体化技术愈来愈多,有助于提高产品的技术含量。

  4.1 安全性

  随着汽车数量的不断增加和动力性、环保性的飞速发展,安全性的提高十分迫切。大量先进技术;如声、光、电等领域的技术应用到提高汽车安全性方面。发达国家生产的重型汽车上,大体采用了如下安全装置:安全带和安全气囊(适用于高速碰撞情况下的安全保护)、智能安全带和气囊系统(能够根据碰撞的程度,确定安全带的张紧程度和气囊充气的数量)、制动防抱死系统(ABS)、驱动防滑控制系统(ASR)、电子控制制动系统(EBS)、辅助制动装置(主要有发动机排气制动和缓速器)、测距系统、摄像系统、GPS卫星定位系统,》统、前照灯自动调光系统、安全汽车座椅、翻车警告系统、吸能车身以及防止驾驶员打磕睡系统以及轮台自动监测系统。

  在国产重型汽车上, 目前已开始匹配制动防抱死装置(ABS)和驱动防滑控制系统(ASR);其核心零部件中国产件与进口件并存。电涡流缓速器、自动间隙调整臂、盘式制动器、汽车行驶记录仪等也得到一定程度的应用。GPS等装置尚处于预研阶段。

  4.2 舒适性

  欧洲重型汽车驾驶室的舒适性已经达到轿车的水平,而且活动空间比轿车宽敞得多,各种设施一应俱全。在从事长途运输的牵引车上,除常规豪华仪表和内饰外,还配有音响、冷暖空调、通信设备、卫星导航、冷热饮柜、电视、衣柜等各种装置;驾驶员座椅为多自由度可调式,下方安装空气弹簧缓冲支承,使驾驶员乘坐舒适安全。

  我国经济的发展对国产重型汽车的舒适性提出较高的要求。目前,在国产重型汽车上不仅有音响设备、冷暖空调装置和通信设备等,而且,逐渐开始装用微型冰柜、电视以及GPS系统等。另外,电控空气悬架装置的应用已初露端倪。

  4.3 操纵方便性

  操纵方便性一直是我国重型汽车的“瓶颈”,国产车与进口车在驾驶操纵方面反差很大。在确保产品成本合理的条件下,我国重型汽车开始应用发动机电喷控制装置、电控机械换档装置、电动门窗、电加热后视镜、电动驾驶室翻转装置及电动备胎升降装置等。另外,集中润滑系统和自动充放气系统装置等有一定批量的应用。5f通过采用多轴和空气悬架结构,满足车辆的轴荷限值,并提高行驶平顺性的要求。

  我国超限超载治理在2003年重新提上日程,对国产重型汽车中主导车型产生了不小的影响。解放新开发的四轴重型车特别是四轴载货汽车一度成为销售的亮点;中国重汽在引进的斯太尔四轴重型车基础上,进行了技术提升和系列化拓展,陆续推出斯太尔王系列自卸车、载货车和水泥搅拌运输车底盘等,市场需求旺盛。其他厂家如重庆重汽也推出了四轴车型。中国重汽、一汽解放、北汽福田等厂家正在研制五轴公路运输车,以期占领公路运输的制高点。该种车型的第五轴采用了浮动车桥技术。

  借鉴国外高等公路运输的经验,高的运输质量和对路面破坏程度最小化的实现需要高配置、平顺性好的车辆。欧洲重型汽车普遍采用空气悬架,使车辆具有良好的高速行驶平顺性。根据这种趋势,我国重型汽车尤其是重型牵引汽车正着手采用空气悬架装置;2003年中国重汽公司率先推出装用空气悬架的4x2式牵引汽车。

  5 产品技术发展趋势

  我国重型载货汽车产品技术总的发展趋势是高档化、电子.化、大吨位、环保化,重点在经济性、动力性、安全性、舒适性和可靠性等方面的技术水平日益得到提高。

  a.随着我国国民经济的发展和生活水平的提高,人们对重型汽车的“档次”提出愈来愈高的要求,而不仅仅将其视为生产工具。高价、高档重型汽车在国内销量的逐年增多即是最好的例证。国内多数重型汽车整车生产厂家,日益注重驾驶室外观的美化及驾驶室内饰的宽敞、舒适的改进设计;外部造型采用流线型大圆角主流造型方式,对前大灯、散热器格栅、遮阳罩、导流罩等进行精心设计,重视整体美观效果。内饰设计采用人性化设计方法,力求达到轿车内饰高档化水平。与拥有先进技术的跨国公司合资合作,谋求主导产品核心技术的提升,将是今后一段时间的主流。

  b.为了达到安全性要求,ABS、ASR、集中润滑系统、自动充放气等机电一体化装置在重型汽车上的应用日益增加。各主要总成的运行工况及操作系统日益电子化控制;移动通信和跟踪网络系统开始得到应用。

  c.随着我国高速公路网的完善和国家战略性基础设施的开工,如西部大开发、南水北调、西气东输等项目工程施工量非常巨大,为了提高运输和施工效率,普遍采用大功率发动机,载重吨位力求最大化。大吨位、大功率、适用于专业化运输的高端重型专用汽车将成为主流车型。

  d.随着汽车保有量的增加,环境保护和能源问题日益严峻。因此,国家排放限值标准要求愈来愈严格,用户对燃油经济性指标的大小也愈来愈关注。目前国产大部分发动机已达欧Ⅱ排放限值标准,有的机型已达欧Ⅲ排放限值标准,预计到2010念要求达到欧Ⅳ排放限值标准。国内各主要厂家通过与国际跨国公司或涉及机构进行技术合作,研制新型发动机,以求提高国产发动机的排放限值标准技术水平,同时改善系列机型的燃油经济指标。




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