探尋卡車輕量化的解決方案
「輕量化是最好的改裝」,這是汽車改裝界的一條真理,只要你的車子能足夠的輕,它的性能就會足夠的強。這條真理同樣適用於卡車,如果你的卡車能足夠的輕,它就能足夠的省油,還能裝載更多的貨物,操控性能也會隨之提升——毫無疑問,輕量化可以讓你賺得更多利潤。不過,有時候輕量化也意味這較高的購車成本,這是你需要權衡的。
來看一下有哪些方案可以讓你的卡車更加輕量化:
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少片簧懸架、空氣懸架、橡膠懸架
傳統的鋼板彈簧實在是太笨重了,更要命的是它幾乎沒有什麼舒適性可言,所以輕量化的第一步可能是升級一下懸架。
如果你對卡車的舒適性要求極高、或者你車上的貨物受不了顛簸的話你可以考慮選用空氣懸架,不過那很貴,空氣彈簧還會消耗掉一部分發動機的功率,所以這不太適合天朝的國情。
那麼,少片簧懸架會是個不錯的選擇,或者更徹底一點,直接升級為變截面的單片簧,又便宜又輕巧。不過少片簧的承載能力有限,有時候還需要橫向推力桿,對於重卡來說只能用於前懸架。而後懸架可以使用橡膠懸架。
橡膠懸架不僅可以減輕重量,還有著其他的優點,比如性能可靠、免維護、懸架跳動行程大、舒適性佳,輪胎磨損輕等。
少片簧懸架
變截面單片簧懸架
空氣懸架
橡膠懸架
液力緩速器
緩速器屬於輔助制動系統,因為卡車的重量太大,動輒過百噸,所以常規制動器的負荷很大,遇上長坡,制動器本身的熱衰退性可能會令你的制動系統徹底失效,還有可能使得輪胎過熱,增大爆胎的機率,安全隱患不言而喻。緩速器正是針對這一問題的解決方案,它可以不使用行車制動器而將車速降下來。國內裝備緩速器的卡車尚比較少,國家也未出台相應的強製法規,一般卡車只有發動機的排氣緩速裝置,緩速效果一般。不過在坡路較多的地區已經開始大量裝備電渦流緩速器了。但是電渦流緩速器太重了,近200kg,需要消耗大量的電能,而且它也同樣存在熱衰退性。還有,安裝也是個問題,如果你把電渦流緩速器安裝在變速器尾端,你需要單獨設計一套懸置來固定它;如果你把它安裝在車橋輸入端,無疑會增加你的非簧載質量,同時也會使主減速器過熱;如果你把它安裝在傳動軸中間,其竄動量有難以控制。
液力緩速器可能是一個更好替代產品,它的重量只有電渦流緩速器的1/3,不消耗電能,也沒有熱熱衰退性,只需掛裝在變速器尾端。不過,它的價格是電渦流緩速器的3倍!
電渦流緩速器 液力緩速器
盤式制動器
常規的鼓式制動器散熱能力有限,抗熱衰退性很差,而盤式制動器要好一些。現在轎車上已經基本普及了盤式制動器,客車也已經開始應用盤式制動器了,卡車似乎慢了一拍。盤式制動器好處多多,第一條就是重量輕,你知道,制動器完全屬於非簧載質量(簧下質量),減輕非簧載質量可以大幅提升車輛的操控性能。另外,盤式制動器的散熱好,制動力穩定且線性,不怕水,等等,優點多多。
盤式制動器
無內胎輪胎及超級寬胎
與制動器一樣,輪胎也完全屬於非簧載質量,所以減輕輪胎的重量不僅僅是輕量化那麼簡單,還可以大幅改善車輛的操控性能。無內胎的真空胎是一個很好的替代方案,重量輕;刺穿後不會爆胎,給你足夠的時間降車停下;更耐磨、壽命長;滾動阻力小、節油性能好。
如果你覺得真空胎減重效果不明顯的話,直接將並裝的雙胎替換為超級寬胎(或者叫大單胎)效果會更好。還減小了滾動阻力,輪胎的磨損也會得到了減輕。目前規格為385/65R 22.5和455/45 R 22.5的非驅動橋用胎、尤其是挂車用胎較多,驅動橋可能需要更大規格的超級寬胎,目前應用較少。
挂車用大單胎
驅動橋用超級寬胎(超級單胎)
鋁製殼體的變速箱
乘用車的變速箱早已經都換成了鋁製殼體,商用車也在效仿。的確,鑄鐵的變速箱殼體太重了,你可以將其升級為鋁製殼體的變速箱,現在有很多變速箱供應商可以為你提供。雖然不能減重太多,可能只有10kg,但是有時候我們需要斤斤計較。
那麼,鑄鐵的柴油機缸體能不能也換成鋁製的呢?恐怕現在還做不到,因為柴油機壓縮比高,普遍都是帶渦輪增壓的,鋁製缸體達不到這麼高的強度。據說複合陶瓷材料的柴油機缸體很輕,不過這樣的材質在應用方面還有著諸多問題。
鋁製殼體的變速器
輕量化駕駛室與輕量化車架
很多卡車為了提高車架的承載能力加厚了車架縱梁鋼板的厚度,並採用雙層嵌套的車架縱梁,這直接致使車輛自重大幅增加,而且這似乎還成為了評價車輛好壞的標準——車架越厚越好、還得是雙層的,沒有人關心車輛的自重是不是太大了,一點技術含量都沒有。而且你要知道雙層的縱梁往往有較高的內應力,其承載量並非兩倍於單層鋼板。
所以,採用高強度的材料無疑是更好的解決方案,比如錳鋼,或者其他的高強度鋼材。厚度無需太厚、必須是單層的,總之越輕越好。
至於輕量化駕駛室,通用是使用更多的新材料,比如鋁合金材質、樹脂材質、強度高重量輕。
單層高強度車架縱梁
優化結構骨架的高強度駕駛室
輕量化駕駛室
鋁合金車輪(7月2日追加)
鋁合金車輪幾乎已經在轎車上普及了,它的優點不僅僅是輕,還在於優秀的散熱能力,尤其是對制動器的散熱有極大的幫助。當然還有豐富多變的造型,給設計師無限的發展空間。不過在卡車上鋁合金車輪卻遭遇了巨大的困難,所以至今罕有卡車裝備鋁合金車輪。不過,第一個吃螃蟹的人已經出現了,來自MAN的TGXV8的前橋上裝備了兩個造型很炫的鋁合金車輪,所以卡車用鋁合金車輪或許會慢慢多起來。
MAN TGX V8前橋上的鋁合金車輪
暫時就寫這麼多吧,或許還有更多的輕量化方案,比如鍛造的懸架導向桿、推力桿,鋁合金油箱、塑料油箱,推拉幕布式車廂,還有避免使用輪邊減速橋等等。
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