我国商用车的轻量化水平和轻量化材料应用状况

　　随着新材料、新工艺以及新技术的发展，国内商用车的技术水平得到了长足发展，商用车的用材水平也得到了显着的提升。高强钢、铝合金、镁合金、非金属复合材料等等在国产商用车上已经屡见不鲜，促进了商用车的轻量化以及安全性、可靠性，但是我国目前商用车材料的应用比例和应用的成熟度相对国外水平还是比较低的。

　　就货车而言，其钢铁的质量分数为：80%～84%;铝合金为：3.5%～4.5%;非金属为：3.5%～4.5%;橡胶为：7%～8%;其他：1.5%～2.5%。与国际水平相比主要反映在我们的钢铁质量分数相对较高，而铝合金及非金属的质量分数相对较低。

　　就客车而言，其钢铁的质量分数为：70%～80%;铝合金为：1.5%～2.5%;非金属为：8%～10%;橡胶为：3%～6%;玻璃为：2%～3%，其他：2%～3%。同样,与国际水平相比主要反映在我们钢铁的质量分数相对高，而铝合金及非金属的质量分数相对低。

　　商用车与乘用车的异同

　　商用车属生产资料，乘用车属消费资料。商用车的工作环境，保养维护状况要远比乘用车恶劣。因此,出于耐久性和可靠性考虑，商用车的用材就会相对收敛和保守一些。轻量化工作不仅是乘用车的发展方向，同样也是商用车的重要发展方向，是世界范围内汽车发展的潮流。有资料表明：汽车质量下降10%，可降低燃油消耗 6%左右，降低排放4%左右。就轻量化技术路径而言两者是相同的，即：模块化设计、结构优化及零件整合、新材料新工艺。其中，新材料、新工艺的应用在汽车轻量化技术路线中扮演着重要角色，是汽车轻量化的重要措施之一，比如高强钢、铝合金、镁合金及非金属材料的应用等等。

　　高强度钢的应用

　　在白车身方面，国内大部分是以低碳软钢板为主，少量采用了340MPa强度级别的高强度含磷钢板和420MPa以上级别的低合金高强度钢板，高强度钢板约占白车身重量的10%～15%，而更高级别的高强度钢以及热冲压成钢在国内尚没有实际应用。不过结合商用车未来的发展需求，这些材料及工艺技术的研发工作都正在进行之中。而国际上，商用车的白车身340MPa以上级别的高强钢用量达40%～60%，有的甚至达到70%。不仅510MPa 级别，甚至590MPa、700MPa和980MPa级别的超高强度钢也都有应用。

　　在底盘方面，目前国内是以 500MPa～600MPa级大梁钢板为主，少部分车型采用了700MPa以上级别的大梁钢板，甚至热处理车架。国际上商用车的车架普遍用钢强度已达到700MPa～800MPa级别水平。在北美部分还采用了1200MPa级别以上的热处理车架。车架重量明显低于国内同类产品。

　　在钢板弹簧方面，国内变截面钢板弹簧的设计满载静应力水平普遍为400MPa~550MPa，略高于等截面钢板弹簧的水平，但是低于国际知名商用车板簧650~750MPa的满载静应力水平。

　　锻造铝合金车轮在国内的应用状况

　　乘用车广泛应用的铝合金车轮是采用低压铸造工艺生产的，锻造铝合金车轮主要应用于中、重型商用车。目前锻造铝合金车轮在国内中、重型商用车上已有应用，不过还不是标准配置，而是根据客户需求的选配。同规格的车轮采用铝合金材料比钢制车轮可实现减重20%～30%，考虑到运动部件惯性的影响，它将更加有利于车辆的节能与减排。目前影响锻造铝合金车轮在中、重型商用车上大面积推广应用的瓶颈首要的是成本。由于国内中、重型商用车采用锻造铝合金车轮的数量相对较少，同样规格的铝合金车轮价格约为钢制车轮的5倍。

　　镁合金的应用推广

　　镁合金是目前工程材料中密度低的金属材料。我国原镁储量丰富，原镁及镁合金的产量位居世界。由于镁合金的密度是钢铁的1/4，是铝合金的2 /3;和钢铁及铝合金相比，具有高的比强度、比弹性模量、导热系数和阻尼系数，而备受材料工作者瞩目。但是镁合金也有它的不足之处，比如抗腐蚀性能差，凝固收缩倾向大，疲劳强度低，高温抗蠕变性能差，室温下滑移系较少，所以镁合金材料不是万能的材料，不是所有铝合金零件都可以简单用镁合金来替代。对于镁合金的应用，一定要根据零件服役的具体实际来选择是否镁合金，一定要根据镁合金的特点进行零部件的结构设计，绝不建议用镁合金简单替代铝合金或其他材料。

　　从目前市场铝合金及镁合金的价格来算，采用镁合金和采用铝合金生产的综合成本是相当的。

　　目前在乘用车上得到广泛应用的镁合金零部件主要有：方向盘芯骨、座椅骨架、仪表盘骨架、变速箱上盖、发动机气阀室罩盖等等。对于商用车而言也一样，不过由于商用车零件的几何尺寸相对要大一些，采用镁合金生产的难度则相对要大一些。从材料的角度来看，汽车是多种材料的复合体，我们追求的是把正确的材料用在正确的地方。我们目前仍在不断研发镁合金在商用车中的应用，也在不断考虑镁合金对商用车安全、可靠、节能、环保的影响。

　　总结：新材料、新工艺的应用在汽车轻量化技术路线中扮演着重要角色，商用车也不例外。纵观国内商用车用材情况，虽然取得了一定的成绩，但与国外还存在一定的差距。随着排放升级带来的燃油车购置成本的增加以及企业面临的节能减排形势，各企业也展开了对商用车的新布局，“高效、绿色、互联、安全”四大趋势正在塑造全球商用车产业，并在未来几年持续对行业产生影响。商用车材料技术的进步需要全行业联合起来，汽车材料分会等行业组织牵头，共同开展相关技术的攻关，建立适合我国汽车行业需求的技术体系，进一步提高国产商用车市场竞争力。

　　来源：上海千实