鋁在商用汽車中的應(yīng)用（汽車 ）
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鋁在商用汽車中的應(yīng)用（汽車 ）
王大偉1，王祝堂2
（1．東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150060；2．中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會，北京100814）
摘要：商用車是汽車兩大類之一，是指載人和裝載貨進(jìn)行商業(yè)活動的各種車。它們又可分為兩類：一類為各種客車，另一類為專門運(yùn)輸貨物的各種車輛。在生產(chǎn)的汽車中，按輛數(shù)來說，乘用車占85%以上，商用車占15%弱。乘用車在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，是推廣鋁材應(yīng)用的主要市場。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，商用車的鋁化率已超過80%。商用車用的鋁材大都是通用工業(yè)材，中國鋁工業(yè)都可以生產(chǎn)。中國商用車的鋁化率除個別車種如冷藏車外，其他的還很低，發(fā)展
空間還很大。
關(guān)鍵詞：商用汽車；鋁化率；自卸車；半掛車；房車
中圖分類號：TG146. 21 文章編號：1007 - 7235( 2016) 05 - 0001 - 04
商用車是汽車兩大類之一，是指進(jìn)行商業(yè)活動的各種汽車。它們又可分為兩大類：一類是專門載人用的車，即除乘用轎車以外的各種客車；另一類為專門運(yùn)輸貨物的汽車，種類繁多，如半掛車、廂式貨車、各種專用貨物運(yùn)輸車如冷藏車、郵政車、運(yùn)油車、運(yùn)鈔車、快遞車、礦物與沙石車，等等。
2015年1月～5月，中國乘用車產(chǎn)、銷分別為874. 05萬輛和858. 32萬輛，同比增長7.79%和6. 36%；商用車產(chǎn)、銷分別為150. 38萬輛和146. 31萬輛，同比下降17. 35%和17. 27%。在生產(chǎn)的汽車中，按輛數(shù)來說，乘用車占85. 32%，商用車占14. 68%。由此看來，乘用車在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，是推廣鋁材應(yīng)用的主要市場。
從它們所用鋁材生產(chǎn)技術(shù)難度來看，乘用車材料的技術(shù)門檻高得多，而商用車用鋁材，不管是平軋材還是擠壓材都是通用工業(yè)材，生產(chǎn)技術(shù)含量要低得多。例如廂式貨車車廂骨架用的擠壓型材與覆蓋板材都是普通的工業(yè)用的材料，礦石與煤炭運(yùn)輸車的斗廂、油罐車的罐都是用一般的5×××系鋁合金厚板焊接的，制造公共汽車用的鋁材也是通用的，不需要專門的生產(chǎn)線加工，不必用專用的合金�？墒浅擞密嚨�ABS（汽車車身薄板）必須用專用的合金、專用的生產(chǎn)技術(shù)與專用技術(shù)生產(chǎn)線，才能滿足自動化與智能化的汽車生產(chǎn)線要求。
1 興旺的貨車
專門運(yùn)輸貨物的汽車與掛車( trailer)的85%以上的結(jié)構(gòu)件與零部件都可以用鋁合金制造，成為鋁密集型的或全鋁的運(yùn)輸裝備，工業(yè)發(fā)達(dá)國家貨車的鋁化已基本完成，有的已達(dá)85%以上，有的已超過80%，低的也已達(dá)70%，我國才起步，但已取得可喜的成就。
1.1 自卸車
自卸車掛車( dump trailer)用于運(yùn)輸塊狀、顆粒狀、粉狀等貨物，它的車斗可用5A03、5A05、5083等鋁合金制造，以5183鋁合金焊條焊接，最好是用 擦攪拌焊( FSW)，既不用焊條，焊縫品質(zhì)又高。車斗用3 mm～6 mm厚的板焊接，為提高其耐磨性往往用鋼板做內(nèi)襯。蘇聯(lián)曾生產(chǎn)過一種37 t的自卸車，由于采用鋁合金，其自身質(zhì)量比鋼制車的輕50%，車斗側(cè)板厚9mm~ 10 mm，底板厚12 mm～18 mm。
中國有色金屬工業(yè)協(xié)會在推廣鋁在半掛車中 應(yīng)用做了許多工作，2009年12月中國擁有自主知 產(chǎn)權(quán)的全鋁自動裝卸車在青島重汽集團(tuán)專用汽車公司成功下線，技術(shù)創(chuàng)新達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。為解決節(jié)能減排降耗目標(biāo)，該公司首次在專用車輛上規(guī)模性使用鋁合金材料，成功地解決了5×××系鋁合金板材在折彎、焊接制造過程中的工藝難題。由于車廂全部采用鋁合金制造，極大地減輕了自身質(zhì)量，在節(jié)能、減排和性能等方面有著明顯優(yōu)勢，是一款能滿足煤炭、糧食、砂石、礦產(chǎn)品等散裝貨物運(yùn)輸需求的高檔自卸車。
1.2 半掛車與房車將大行其道
·高性價比的半掛車
采用鋁材制造半掛車與房車有很大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，房車也是一種掛車，是供旅行出游用的，減輕車的自身質(zhì)量是鋁材被選作制造基本材料的主要原因，房車在中國才處于起步階段，但市場潛力很大。美國半掛車的車身側(cè)板與內(nèi)板為厚4 mm～5 mm的5052鋁合金，加拿大鋁業(yè)公司（2008年為力奧挺托公司兼并，稱為力托加鋁公司，但仍以加拿大鋁業(yè)公司的名義在世界各地進(jìn)行市場活動）開發(fā)的半掛車車身為鋁合金板與擠壓鋁型材構(gòu)成，鋁型材作為主柱，中間較厚并帶有凸緣，凸緣厚度等于板材厚度，鋁合金板對接地點(diǎn)位于加強(qiáng)筋處，而鋁合金板的上下邊支撐在鋁型材上下梁的凸緣上。
湖南晟通科技集團(tuán)有限公司研發(fā)的全鋁半掛車于2010年形成商業(yè)化生產(chǎn)能力。2013年10月晟通科技集團(tuán)汽車公司研制的“鋁行者”亮相第八屆中國（深圳）國際物流與交通運(yùn)輸博覽會。銀光熠熠的外觀、整潔時尚的“鋁行者”半掛車、“鋁行者”托盤，在大物流模式下，給參展商和觀眾帶來一次全新體驗。
晟通科技集團(tuán)有限公司“鋁合金廂式運(yùn)輸半掛車開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”于2012年12月通過科技成果鑒定。專家認(rèn)為：研究項目獲得了多項成果，總體技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。“鋁行者”在保證其卓越性能的情況下，車體成功減重3.4 t，可在生命周期內(nèi)節(jié)油45 k L，減CO2排放110 t。2014年中國保有重型半掛車115萬輛，若其中80%采用全鋁車，按行駛15×104 km計算則可節(jié)油5 320 k t/a，按80 x104 km使用期計算，可節(jié)油約28 400 k t，同時可減少CO2排放約90 000 k t，相當(dāng)于25萬公頃闊葉林一年吸收的CO2。“鋁行者”為頂開廂式全鋁半掛車，操作方便靈活，從卸貨、打開、關(guān)閉頂棚時間僅需5 min，一次裝貨僅需24 min。2015年5月13日晟通集團(tuán)天力汽車公司為廣州志鴻物流有限公司生產(chǎn)的10輛全鋁合金廂式半掛車在長沙交付，稍后又為京東公司生產(chǎn)了同樣的一批半掛車。2015年晟通集團(tuán)鋁合金輕量化汽車生產(chǎn)車間每天都有5輛輕量化汽車下線，預(yù)計全年的產(chǎn)量可突破3 000臺，其中有60%出口，其余的奔馳在大江南北主要快遞和零擔(dān)運(yùn)輸干線上。
晟通科技有限公司正投資數(shù)十億元建一個全鋁廂式貨車和12 m半承載鋁合金客車的項目，生產(chǎn)能力10×104輛／a，建成后晟通集團(tuán)將成為全球最大的領(lǐng)先水平的這類全鋁車的生產(chǎn)與研發(fā)基地。
山東叢林集團(tuán)有限公司與東風(fēng)汽車有限公司合作，于2009年研制成功有自主知識產(chǎn)權(quán)的首輛全鋁半掛車，型號為金霸E33 -621，它的質(zhì)量252 kg，比鋼制車輕178 kg，減重率高達(dá)41. 4%，節(jié)油率大于6%，已于2010年形成生產(chǎn)能力5000輛/a全鋁半掛車。
2012年11月叢林集團(tuán)繼生產(chǎn)的全鋁煙草運(yùn)輸車交付客戶后，又在武漢國際卡車展上亮出了美觀精美與經(jīng)濟(jì)環(huán)保的長14.6 m的全鋁甩掛運(yùn)輸車，自身質(zhì)量僅6.8 t，比鋼制車的輕2t～3 t，是目前國內(nèi)市場上最輕的甩掛車，可承載30 t貨物，運(yùn)輸能力、匹配貨物也完全可以與鋼車相媲美。據(jù)運(yùn)輸企業(yè)的統(tǒng)計，采用全鋁甩掛運(yùn)輸車的平均單位運(yùn)輸成本可比鋼車的低30%以上。甩掛運(yùn)輸車的節(jié)能減排優(yōu)勢突出，是提高道路貨運(yùn)和物流效率的重要手段，在發(fā)達(dá)國家已成為主流運(yùn)輸方式，雖然中國才起步，但會很快趕上。
半掛牽引休閑車的框架是用擠壓鋁型材制造的，擠壓材的連接由鋁合金壓鑄件承接，外面覆以薄鋁板，內(nèi)表面用裝飾材料裝修，內(nèi)有廚房、衛(wèi)生間與臥室，在一地休閑旅游完成后，用轎車拖著上路，回家或到另一地游玩，十分便捷。
房車是一個哪里都能去的大玩具。房車可以是全鋁化的，因為它需求自身質(zhì)量輕一些與漂亮一些。房車有兩大類：自行式和拖掛式。對那些退休后希望進(jìn)行長途旅行的人來說，更想擁有自行式的房車，而拖掛式房車拖曳在皮卡、家庭轎車或SUV后，停車后可以與牽引車輛分離，牽引車可以正常使用，而且這種房車的價格比自行式的低很多。
有一種帳篷房車，它的支架可用鋁管制造，收起來就像個大行李箱，將車體完全展開就是房車(圖1)。車內(nèi)設(shè)施非常簡單，主要有床鋪、簡單爐具、洗浴、桌椅等小型折疊可移動生活用品。
2014年年底中國保有房車約五千五百余輛，估計真正當(dāng)房車玩起來的也就1/10吧，大多數(shù)都用來作為商務(wù)接待了，所以，房車在中國有很大的發(fā)展?jié)摿�，鋁工業(yè)可在這方面多做些工作。
當(dāng)下房車價格高低不一，低的每輛只有3萬元～4萬元，高的每輛超過100萬元。
2 客車鋁化潛力巨大
客車幾乎可全部鋁化，制成全鋁型的，不過當(dāng)下即使在美國、日本、西歐、港澳、北歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，它們的鋁化率也沒有超過40%，中國全鋁客車制造業(yè)處于萌生期。實(shí)際上，客車是應(yīng)該全鋁化的，相當(dāng)一部分客車約60%是在城市區(qū)域與城市之間運(yùn)行，最需要節(jié)能減排；第二，全鋁客車的減重效果顯著，例如晟通集團(tuán)汽車有限公司的12 m承載鋁合金車身減重60%，相當(dāng)于1.8 t；三是所用的鋁材與鑄件等全是通用鋁合金材料，生產(chǎn)技術(shù)門檻不是高不可及，比乘用車ABS的低一些。大中型客車的鋁化率還很低，需要我們?nèi)ラ_拓、去推廣。
·中國首輛全鋁大客車亮相2008廣州鋁工業(yè)展覽會
中國鄭州宇通有限公司與美國鋁業(yè)公司( Al-coa)共同研制的新一代節(jié)能環(huán)保全鋁大客車，2008年5月28日在廣州鋁工業(yè)展覽會上展出了車模鋁框架結(jié)構(gòu)，不僅美觀時尚，而且全車采用的鋁合金結(jié)構(gòu)清晰可見，體現(xiàn)了材料、設(shè)計、工藝的完美結(jié)合，更重要的是，鋁制環(huán)�？蛙嚨氖褂脤⑦M(jìn)一步推動交通運(yùn)輸業(yè)節(jié)能減排與低碳社會的進(jìn)程，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。有關(guān)研究表明：在車輛運(yùn)行生命周期內(nèi)，其自身質(zhì)量每下降1 000 kg，可以減少燃料耗4 800 L，降低溫室氣體排放11.2 t。該車的鋁合金車門質(zhì)量僅10.2 kg，而傳統(tǒng)鋼車門的卻高達(dá)22.7 kg，即下降55.1%。
·晟通科技集團(tuán)的低碳綠色12 m半承載全鋁客車
2011年晟通科技集團(tuán)有限公司推出的12 m半承載全鋁客車（圖2），具有設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、工藝獨(dú)特、自身質(zhì)量輕(鋁合金車身減重60%，相當(dāng)于1.8 t)、節(jié)能減排顯著等特點(diǎn)，躋身國際國內(nèi)先進(jìn)水平行列，進(jìn)入了低碳綠色汽車家族。
·第一輛全鋁八輪電動客車在重慶下線
2014年7月重慶市汽車產(chǎn)業(yè)升級車專型科技重大專項在客車研發(fā)方面取得突破性進(jìn)展，國內(nèi)第一輛八輪輕量化低地板全電動客車整車樣車裝調(diào)下線。
該客車是中國第一輛獨(dú)立懸架輪邊電機(jī)分散驅(qū)動低地板城市客車，采用獨(dú)立前橋及后橋驅(qū)動模塊，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、傳動鏈短、效率高、噪聲低。采取整車低地板布置，車內(nèi)通道寬1200 mm，車內(nèi)空間可100%全部利用。鋁合金車身比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)車身的輕40%。此外，該樣車比傳統(tǒng)集中驅(qū)動電動車底盤質(zhì)量輕30%，行駛能耗低，可對行駛中4輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)向時可進(jìn)行電子差速控制。
·走向國際市場的鋁合金Volvo BIOM豪華旅游大客車
西安飛機(jī)制造有限公司與瑞典沃爾沃( Volvo)客車公司共同組建的西安西沃客車公司，是國內(nèi)首家生產(chǎn)豪華旅游客車及高級長途旅游客車的合資企業(yè)，主導(dǎo)產(chǎn)品為VOIVO BIOM豪華旅游大客車，其底盤及2000系統(tǒng)模塊技術(shù)制造的底盤與2000系統(tǒng)模塊制造的車身是全鋁合金的，以2A12鋁合金板材與型材制作車身，用量約1t輛，大梁為2A12鋁合金擠壓型材，用量240 kg/輛，頂棚是用厚1.5 mm、2.0 mm、3.0 mm、6.0 mm的SA02-H24鋁合金板材制造的，用量約5m2/輛，即約40 kg/輛。
2010年3月28日，中國吉利控股集團(tuán)有限公司斥資18億美元就收購沃爾沃公司與福特汽車公司在瑞典哥德堡簽約，吉利公司獲得沃爾沃轎車公司100%股權(quán)以及包括知識產(chǎn)權(quán)在內(nèi)的相關(guān)資產(chǎn)，并首次確認(rèn)將在中國建設(shè)新廠生產(chǎn)沃爾沃轎車，既買到沃爾沃的核心技術(shù)、專利等知識產(chǎn)權(quán)和制造設(shè)施，還獲得了沃爾沃公司在全球的經(jīng)銷渠道，為中國汽車產(chǎn)業(yè)走出去提供了現(xiàn)成的通道，迅速提高中國汽車及其零部件在歐、美、日市場的比例，解決中國汽車產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新面臨的知識產(chǎn)權(quán)問題，實(shí)現(xiàn)在后工業(yè)化國家汽車市場你中有我零的突破，從根本上改變中國汽車產(chǎn)業(yè)的國際形象。2014年西沃客車公司鋁材用量約40 k t，但都是通用鋁材。
推廣鋁在貨車與客車中的應(yīng)用，除鋁工業(yè)有關(guān)部門與企業(yè)加強(qiáng)營銷與宣傳工作外，政府的政策支持是必不可少的，若規(guī)定客車、廂式貨車、半掛車等的油耗，并嚴(yán)格執(zhí)行，則對促進(jìn)鋁的應(yīng)用大有幫助。
