從近年來重型汽車銷量分布看,在整個世界汽車市場的需求和發(fā)展中,亞太地區(qū)仍是全球最大的汽車銷售市場,其中以中國的汽車市場發(fā)展最為迅猛。受法律法規(guī)和市場需求變化等因素的影響,未來中重型商用車的技術(shù)發(fā)展動向可以概括為:提高燃油經(jīng)濟(jì)性;輕量化和降低成本;節(jié)能環(huán)保;提高安全性;提高舒適性。
提高燃油經(jīng)濟(jì)性
在降低油耗方面,改善駕駛室與貨箱的空氣流向,優(yōu)化導(dǎo)流板形狀,開發(fā)空氣動力性好的零部件。日本三菱FUSO的SuperGreat達(dá)到了世界上最優(yōu)化的風(fēng)阻系數(shù)一CD值為0.44。奔馳推出Aero拖車概念,在外觀造型方面與傳統(tǒng)拖車有極大差異,除了使用具有擾流效果的前格柵、車輛側(cè)擾流板和車尾梯形擾流器之外,在尾箱的造型上,還采用了錐形設(shè)計,主要目的就是降低風(fēng)阻。根據(jù)風(fēng)洞試驗結(jié)果,車頭前格柵可減少1%的風(fēng)阻,車輛側(cè)擾流板可降低8%的風(fēng)阻,而車尾增加400mm的錐形物,則可降低7%的風(fēng)阻,因此,整輛車的風(fēng)阻可有效降低18%,油耗可降低5%。如果每輛車按照每年行駛15萬km的平均里程來計算,使用Aero拖車概念的Actrors拖車每年將可節(jié)省2000L的燃油,相當(dāng)于百公里節(jié)油1.3L。MAN工程師為XLX駕駛室專門開發(fā)了新型車頂導(dǎo)流板:活動天窗的開口巧妙集成在導(dǎo)流板中,新鮮空氣可以通過打開的活動天窗流入車內(nèi),同時不會為空氣動力學(xué)特性帶來負(fù)面影響。
輕量化和降低成本
在輕量化和降低成本方面,卡車的輕量化是一個系統(tǒng)工程,它涉及整車、發(fā)動機、懸架等各個領(lǐng)域,甚至包括新材料以及新技術(shù)的應(yīng)用。汽車車身約占汽車總重量的30%,空載情況下,約70%的油耗用在車身重量上。汽車重量每降低100kg,百公里就可節(jié)油0.5L。若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;因此,輕量化對于整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、車輛控制穩(wěn)定性、碰撞安全性都大有裨益。特別是在計重收費下,車輛自重每降低一噸,用戶每年將會增加多少凈收益是可以計算出來的。
對于國外的汽車制造商而言,降低汽車自重是減少燃油消耗、增強車輛安全性的一個重要手段。從發(fā)動機的輕量化到車身相關(guān)部件的輕量化,歐美已經(jīng)走過了30多年的道路。而其中一個重要手段就是發(fā)動機相關(guān)部件和車身相關(guān)部件的鋁化和使用高強度鋼板。如在美國、加拿大、歐洲、南非、澳大利亞,大量商用車都配裝了鍛造鋁合金車輪,在汽車橫梁和縱梁上使用高強度鋼板。
通過使用鋁、鎂合金、金屬復(fù)合材料以及其他的輕量化零部件,歐洲汽車制造商提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性,并且減少溫室氣體排放。2007年,德國曼將玻璃鋼復(fù)合材料(SMC)應(yīng)用到TG系列重卡駕駛室上。雷諾、沃爾沃、奔馳、依維柯、達(dá)夫等歐洲重型卡車制造商的駕駛室材料中,也大量選用了SMC。而這些新材料因具有優(yōu)良的力學(xué)性能(高強度、高硬度、耐腐蝕、耐磨損等)和化學(xué)性能(耐熱沖擊、耐氧化、蠕變等),使整車的安全和可靠性能也進(jìn)一步提高。
節(jié)能環(huán)保
在提高節(jié)能環(huán)保性方面,提高資源的使用效率,削減廢棄物,減少CO2排放,資源的回收再利用,資源的循環(huán)再利用,使用生物性樹脂,改善噴涂環(huán)境,使用水溶性涂料和實現(xiàn)低溫?zé),都是非常有效的手段。目前豐田乘用車的頂蓋內(nèi)飾板和A支柱使用植物性聚酯,在座椅上使用蓖麻油多元醇等。在新材料的應(yīng)用研究方面,乘用車走在了商用車的前列,今后技術(shù)的逐步成熟和成本的進(jìn)一步降低,將應(yīng)用在商用車上。
提高安全性
在提高安全性方面,分為主動安全和被動安全,主動安全性是指汽車能主動預(yù)防事故發(fā)生的性能。目前,歐洲重型載貨車主要采取的主動安全技術(shù)措施有:(1)改善駕駛員的工作環(huán)境。根據(jù)人機工程學(xué)來設(shè)計布置駕駛室,優(yōu)化前視野,合理布置操作按鈕;駕駛室內(nèi)采用柔和色彩,減少對眼球的刺激,以便駕駛員保持最佳的身體狀態(tài)、縮短遇到緊急情況的反應(yīng)時間。(2)采用多功能、數(shù)字化儀表板為駕駛員提供更多的安全信息及預(yù)警信息。(3)采用大量的安全技術(shù)裝置,如:EBS電子控制制動系統(tǒng),ESP電子穩(wěn)定程序,TCS牽引力控制系統(tǒng),LDWS車道偏離預(yù)警系統(tǒng),AEBS先進(jìn)緊急制動系統(tǒng),TPMS輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng),ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng),等等。如:沃爾沃卡車全新FH/FM還具有各種改進(jìn)的主動安全功能:電子駐車制動、防疲勞駕駛輔助系統(tǒng)、防列車折疊制動、自適應(yīng)巡航控制、有碰撞警告功能的緊急制動、擴(kuò)大了視野、改善的前部防鉆入保護(hù)裝置等再次提升了沃爾沃卡車的安全性。同時,一系列安保和防盜解決方案在產(chǎn)品上的應(yīng)用,令駕駛員和運輸作業(yè)獲得了進(jìn)一步的保障。
在被動安全方面,目前,歐洲重型載貨車駕駛室必須滿足歐盟ECER29法規(guī)對卡車正面碰撞、頂蓋靜壓、后面碰撞三個方面的要求。例如,曼TGS和TGX系列駕駛室采用3個金屬環(huán)形帶加強結(jié)構(gòu)作為駕駛室抗沖擊變形的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),從而大大提高了駕駛室的剛度并滿足歐盟法規(guī)要求。沃爾沃FH系列駕駛室甚至符合瑞典駕駛室強度標(biāo)準(zhǔn),這是世界上最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),該駕駛室在用靜止載荷15噸物體,對前面、后面進(jìn)行動態(tài)沖擊試驗后,駕駛室內(nèi)仍留有生存空間,用手可打開車門并不難。還有些歐洲重型載貨車都采用高剛性駕駛室,而且在車門安裝了一個橫梁,車頂部安裝防撞桿。
提高舒適性
在提高舒適性方面,通過CAE、NVH進(jìn)行振動、噪聲模擬分析,提高乘坐舒適性。影響汽車舒適性有4個方面:懸架、座椅、控制界面、噪聲。隨著大家對汽車舒適性要求越來越高,所以懸掛的技術(shù)也越來越先進(jìn),像空氣彈簧、油氣彈簧、脈沖式阻尼回彈彈簧減振器,這類彈簧、減振器都有一個共同的特點,就是減振、抗振能力都會隨著路面對車輪沖擊大小變化而變化,所以在保證了汽車的操控穩(wěn)定外,還大大提高了汽車的舒適性。不過空氣彈簧、油氣彈簧、脈沖式阻尼回彈彈簧減振器一般都是使用在高級車上。一般的中高級車如采用獨立麥弗遜式前懸。對座椅的感受主要還來自于其他幾方面的體驗,包括座椅的包裹性、座墊彈性、柔軟度、腿部承托性、前后排調(diào)節(jié)角度以及后排中央扶手、中間頭枕等許多方面。如:集成式座椅采用,提高乘坐舒適性。舒適的駕乘,離不開一個簡潔、明了的操控界面,它不被繁雜的按鍵所束縛,即使是新手,也能馬上適應(yīng)。靜音效果,很大程度要看減振材料、吸音材料、隔音材料、密封材料的運用。
自動駕駛也是提高舒適性的一個方面。在2015年5月,隸屬于戴姆勒集團(tuán)旗下的美國卡車品牌福萊納正式推出了一款自主駕駛卡車Inspiration,并且獲得了美國內(nèi)達(dá)華州的公路行駛許可,而這也使得福萊納Inspiration成為世界上首款獲得道路行駛許可的自主駕駛卡車。緊接著,搭載了自動駕駛技術(shù)的戴姆勒Actros拖車又在德國獲得了巴登-符登堡州的半自動駕駛許可,在有駕駛員檢測的情況下完成了在德國A8無限速高速公路上從斯圖加特到鄧肯多夫的自動駕駛測試。
首先,商用車的使用環(huán)境本身是具有網(wǎng)絡(luò)化特性的,而這一點對于自動駕駛技術(shù)的運用而言至關(guān)重要。商用車特別是重型長途卡車的運營線路基本都是固定的。所以當(dāng)我們把每一輛重載商用車的行駛路線固定下來的話,就可以發(fā)現(xiàn)一個遍布于公路網(wǎng)的商用車運行網(wǎng)絡(luò)。其次,單一商用車的使用環(huán)境較為單純,于是也就使得自動駕駛技術(shù)發(fā)展的初期可以在商用車上得以大量運用。第三,商用車的整車運行工況相對于乘用車而言相對穩(wěn)定,在高等級的封閉公路內(nèi),車輛可以長時間的運行在經(jīng)濟(jì)的工況內(nèi)。那么對于自主駕駛技術(shù)而言,對于車輛本身所需要處理的邏輯也就要比乘用車少上很多。從另一個維度來看,由于自動駕駛技術(shù)的運用,商用車的整體運行狀況可以保證期長時間運行在經(jīng)濟(jì)工況,那么這必然將大幅度降低車主的使用成本。
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