“只有在细分市场和具体工况之下谈轻量化才更有意义”、“轻量化研究的单位要精确到克，要落实在每一个零部件上”、“轻量化容易，难在轻量化之后的耐久性问题”、“高强钢的使用在轻量化过程中不是放之四海而皆准的”……

　　近日，在由IQPA质量与生产力学院主办，日照市工业和信息化局、日照兴业汽车配件股份有限公司承办的“2020国际商用车峰会”上，整车企业与材料及零部件供应商就商用车轻量化问题展开激烈而深入的探讨。

　　轻量化已成为大势所趋，客户如今对于货运效率的要求不断提高，对合规轻量化商用车的需求也越来越大。轻量化使商用车合规装载更多货物成为可能，在保障道路交通安全的同时，既能大幅提升燃油经济性，又可提升物流业运输效率，而从业者对轻量化的追求也逐渐从盲目转为理性。

　　轻量化是汽车业发展“应有之义”

　　除了高油耗和高排放之外，汽车负载过重还容易导致操控性差、加速慢、制动差。轻量化则意味着汽车遭遇突发情况下，驾驶员能够灵活控制车身姿态、躲避危险物和及时刹停。传统观念认为汽车越重越安全，事实上只要设计、选材和制造工艺合理，轻量化完全能够满足汽车安全标准。轻量化汽车拥有更强的主动安全性和操纵性能。同等条件下汽车越轻，制动器要消耗的能量就越小，制动距离越短，汽车主动安全性更强。根据国际铝业协会的研究，整备质量减轻10％，制动距离减少5％，转向力减小6％，行驶稳定性更好。

　　汽车轻量化还有利于节能减排。一项研究显示，整车减重10％，可降低油耗6％～8％，节省电能6％～9％。另据了解，商用车行驶100公里的排放量约为乘用车的3～4倍。汽车重量每减少10％，可降低排放5％～6％。对于商用车（载货车）而言，车辆每减重1000kg，按年行驶10万公里计算，用户可获益3.5万～7万元。因此，商用车实现轻量化也是客户追求经济利益的需要。

　　事实上，我国汽车产业的发展一直伴随着两个问题：一是环保，机动车已成为我国污染排放物的重要来源之一；二是资源，由于多煤少油缺气的能源格局，我国石油对外依存度较高，预计2020年汽车耗油约占我国石油消费量的57％。

　　材料、设计、工艺三方面缺一不可

　　宝山钢铁股份有限公司研究院主任研究员王勇认为，要实现商用车轻量化，材料、工艺和结构三个方面缺一不可，这也是为什么宝钢作为材料供应商，还要花大力气研究结构的优化设计和先进的加工工艺的原因。“从材料的角度讲，我们推高强钢，但如果仅从高强钢的角度去讲轻量化，效果也不一定好。”

　　“所以我们常会向车企或挂车厂提供一些技术支持，包括哪些车型可以使用高强钢，哪些车型还需保证结构刚度，协助车企分析原因并提出改进措施，到底在轻量化的过程中，应该提升原材料的强度还是改变结构尺寸，抑或改变外加载荷。”董现春说。

　　创新开发模式考虑“人-车-环境”工况

　　北京福田戴姆勒汽车有限公司（以下简称“福田戴姆勒”）高级工程师王宝昆认为，车架作为商用车大的承载件，是实现车架轻量化的有效着力点，宜采用高强度钢，在保证承载强度的情况下，减轻车架、整车重量，更好地满足市场需求。

　　据介绍，福田戴姆勒应用“先行材料-结构设计-工艺调整-安全评价”的正向开发流程，即结合国内外的高强大梁钢数据整理，结合主流钢厂的工艺水平，确定成份体系和性能标准；在保证同等质量水平的前提下，国内将纵梁8mm减薄至7mm，结合不同方案的计算分析选取优方案；国内的车架纵梁主要是两种工艺，辊压和冲压工艺，结合目前自身冲压生产工艺，批进行产品中长的车架工艺摸底，小批量对热销车型产品的重点工艺保证，反复对材料性能进行优化，达到材料的补充认证保障，运用“合适的板材用在适合的部位”的理念，保证批量生产中工艺阶段的材料的适应性；在零部件装配整车后进行道路的耐久性测试和可靠性验证，在极限工况中取得动态应力应变数据，与材料的疲劳数据对比，终用量化的数据得出安全系数。在整个正向开发流程中，不断进行反复验证，并由研究类项目转化为应用类项目，从而保证了产品的质量和安全性的基础上，为公司和客户创造了双赢的价值。

　　北汽福田汽车股份有限公司工程研究总院高级经理唐波补充道，传统的开发模式存在诸多问题：开发更多考虑通用性，没有针对性；对“人-车-环境”工况要素考虑不全，导致在满足用户实际需求方面存在缺失；工况采用广泛标准（法规、竞品数据、标准），存在过设计、过验证或欠设计、欠验证的情况。

　　基于客户工况的商用车性能开发，需要从用户的实际使用条件中识别出运行条件、使用载荷、驾驶习惯、装置及附件使用四个要素的相关信息，通过统计分析提炼出开发可用的工况输入条件，转化到车架开发中。不过，唐波也直言，在现实中很多卡友没有货物选择权，比如一个散户拉货到新疆，回程时如果空车一定赔钱，只有展石可拉，大部分司机都会选择接单，但一个展石重量就达50吨。

　　除此之外

　　汽车工程学会汽车轻量化技术创新战略联盟专家委员会主任陈一龙表示：

　　“实际上阻碍商用车技术发展大的障碍就是超载！我们长期被超载所困扰，汽车厂为了满足用户的要求不断生产能够超载的汽车，严重阻碍了技术进步。”这是不久前在北京举办的商用车发展交流研讨会上，汽车工程学会汽车轻量化技术创新战略联盟专家委员会主任陈一龙先生发出的大声疾呼。这位专家所要表达的看法是，商用车的轻量化并非仅靠材料轻量化而实现，还需要解决许多社会问题和技术问题。

　　与欧洲汽车相比，乘用车重量高出5%~10%，商用车重量高出17%，这既是当前的现实，也同时意味着更多的燃油消耗、更多的二氧化碳排放和更低的负载率。

　　“过去我们的超载车，车桥可以超载，大梁可以超载，但是制动不能超载，因为被空间限制住了，而且是越超载制动越不安全。”陈一龙谈到，“现在人们逐渐认识到，靠超载并不能解决挣钱的问题。”

　　陈一龙介绍，目前欧洲汽车界已经达成共识：实现欧洲2020年二氧化碳排放控制目标的基础在于小型化加轻量化，而不是电动汽车，因为至少到目前为止电动车还具有很大的不确定性。

　　一组研究数据表明，商用车减重率对油耗的影响可用自重减少10%、油耗降低4.8%来测算。如果按照这样一个比例，到2020年时我国商用车相对2007年能减重20%~25%，按那时的车辆保有量计算，则每年可相对节约燃油2500万~3000万吨。这是一个相当可观的数字。

　　那么，是不是像有些人认为的那样，一提到汽车的轻量化就是材料的问题？陈一龙的回答是否定的，并且认为这是极其错误的观点。

　　“把轻量化看成材料供应问题是我国从事逆向设计、仿制与国产化造成的结果，而且是当前阻碍我国轻量化水平提高的主要技术瓶颈。”陈一龙直言不讳地说。他认为，汽车轻量化是设计、制造、材料技术的集成，必须是多种技术人员在一起共同协调的结果，轻量化是一种并行的工程。举例来说，如果一组设计人员只负责制动系统设计，另一组设计人员只负责转向系统设计，每个系统需要一个支架，则至少需要两个支架。如果在设计过程中能够协调起来，则考虑把这两个支架合成一个就够了。

　　他以东风牵引车减重1400公斤为例解释到，其结构优化占了19%，功能配置优化占了40%，两项加起来占59%，真正的新材料技术只占41%。陈一龙认为，新材料、新工艺也得靠设计来配置，很多新材料用不上的原因是没有请汽车行业的人参与意见，没有设计人员加入项目。

　　从轻量化技术的内涵看，需要在满足产品功能要求和成本控制条件下，将结构优化设计、多材料与多种制造技术集成应用而实现产品的减重。以2007年梅赛德斯-奔驰轿车车门轻量化的案例来看，经过轻量化优化综合考虑，结果整车重量减轻1公斤，成本下降15%，而碰撞安全性还提高了。这是一个典型的轻量化优化的案例。

　　虽然在轻量化技术集成应用中，结构设计是龙头，材料制造技术是基础，但是材料技术仍然具有至关重要的意义。如在铝合金应用上，国内某汽车改装厂生产的16米铝合金低平板挂车是全铝的，当时他们的单生意恰恰是用户直接找上门来的。用户问厂家能不能生产出铝合金材料的挂车？厂家说生产这样的车太贵，大概要卖到20万元。而用户却说20万元便宜，因为它减重了3.4~4.2吨，减重4吨就意味着可以多赚40万元。而且在汽车报废后还可以进行回收，算下来之后还是相当合算的。

　　陈一龙表示：“如果减重到这种程度，虽然购车成本是增加了，但是用户仍然愿意接受。因为实际上你让他挣了钱，而不是赔了钱。”

　　谈到汽车轻量化的深层意义，陈一龙认为，国内企业为了产品开发、占有市场而采取引进的战略是完全可以理解的，但应注意一定不要停止自主开发，汽车轻量化的深层意义在于提高自主研发能力与提高竞争力。