近日,國內首臺采用“全鋁車身+全鋁底盤”的城市客車項目順利通過了中國第一汽車股份有限公司(以下簡稱“一汽”)的路試試驗。該項目由忠旺集團與一汽合作開發,不僅彌補了鋁合金在底盤應用方面的空白,也使忠旺成為國內首個能夠獨立設計、制造“全鋁車身+全鋁底盤”的鋁加工企業,是其在新能源市場領域的又一大革新。
據忠旺該項目負責人介紹:“該款客車由忠旺與一汽共同完成結構設計及整車強度分析,以及材料試驗、工藝評定、加工制造、樣車試制等工作。整個車身采用焊接加鉚接結構,其中焊接以高鐵焊裝標準嚴格控制,確保車體精度高于鋼車。”
以高鐵焊裝標準把控客車安全
目前,部分汽車廠商如沃爾沃、斯堪尼亞、亞歷山大丹尼斯、比亞迪等公司已有量產全鋁客車基本在英國、芬蘭、馬來西亞等國家。但這種全鋁客車只是全鋁車身骨架,不包括底盤部分。
本次忠旺與一汽合作的城市客車項目,是國內首臺采用全鋁車身和全鋁底盤結構的客車,技術難度大,工藝要求高。據忠旺相關研發人員介紹,項目的一大挑戰,就是減重目標與安全指標此消彼長的行業性難題。對此,項目組經過多次設計分析,最大程度地實現了結構的模塊化、集成化,歷時8個月完成了設計方案。整車完成裝配并初步磨合后,歷經半年時間通過了車輛的動力性、經濟性、長距離極限路況等各項測試,驗證了此項技術的成熟度。
據一汽該項目負責人介紹:“全鋁結構設計的難點在于如何滿足整車剛度、強度等性能指標的要求并同時實現輕量化。在本項目設計過程中,我們充分借鑒了動車鋁底架設計方案,局部采用鋼鋁鉚接安全結構,形成輕量化鋁合金結構框架,實現了相對于鋼制結構整車減重高達20%,并滿足整車各項性能要求。這一技術使得整車燃料消耗率降低約10%,生命周期內運營成本降低4萬元,全鋁客車綜合成本低于鋼制客車成本,輕量化成果突出。”
據了解,采用鋁型材的客車,首先車身底盤結構要達到整車彎曲剛度和扭轉剛度的要求以及整車疲勞耐久試驗,才能保證乘客的安全。特別是鋁材在做車身結構件時,涉及的相關金屬連接技術、深沖壓技術,技術難度比較高。而現在,用鋁材做底盤結構,對技術就提出了更高要求。
能夠克服上述技術難題,“取決于忠旺在連接技術方面的技術積累,特別是焊接方面積累了豐富的生產經驗,采用高鐵焊裝標準嚴格控制,通過特定工藝方法控制變形,確保車體精度高于鋼車。”忠旺該項目負責人說。
據該負責人透露,在與一汽合作的“全鋁車身+全鋁底盤”的客車項目中,忠旺不僅提供了全部鋁材,還共同合作完成了結構優化設計、材料試驗、工藝評定、樣車試制等工作。該項目除滿足鋼車同等的安全指標外,車體骨架超過1200kg,占整車重量的10.4%;提高了整車的綜合能耗性能,節省了大量的運營成本;底盤采用鋁合金結構,耐腐蝕性能高,減少了傳統鋼制底盤的電泳工藝,進一步提高了整車的經濟性;且車身底盤件實現了100%的材料可回收再利用。
至此,在向“輕量化綜合解決方案供應商”晉級過程中,忠旺又攻下一道“難題”。
忠旺實力推動客車鋁材應用
我國《乘用車燃料消耗量限值》規定,到2020年我國生產的乘用車平均燃料消耗量要降至5升/百公里。另外,根據規劃,汽車產業碳排放總量先于國家承諾和產業規模,于2028年率先達到峰值。
日趨嚴格的排放標準給汽車制造商提出了更高的要求,也給汽車材料輕量化提供了發展機遇。鋁合金以其優越的強度、輕量化特性、靈活的設計、高防腐蝕性、高回收利用率等特點,被眾多客車企業和公交公司認定為新能源客車的車身首選。
客車的輕量化是集設計、制造、材料技術等為一體的系統性工程。忠旺從設計之初就注重結構優化,不斷進行材料試驗、工藝評定,最后提供性能更好的鋁合金材料來制造全鋁客車。然而,全鋁客車在具備傳統鋼制車身無法比擬的優勢的同時,也意味著其在車身加工工藝難度上的顯著提升,忠旺以高鐵焊裝標準嚴格把控客車的精度和安全度,確保車體精度高于鋼制車,同時更好地實現輕量化目標。
一汽之所以選擇與忠旺合作研發“全鋁車身+全鋁底盤”的客車項目,是因為忠旺不僅有強大的研發能力,更有專業的資質和鋁合金客車車身的制造經驗。
目前,忠旺獲得進入鐵路、汽車、船舶、航空等行業在內的多項國際認證資質。其中,遼寧忠旺特種車輛制造有限公司已取得生產及銷售多個全鋁商用車的牌照,并建有生產半掛車和油罐車的生產線;同時,忠旺天津工廠新廠房第一條生產線生產13mm至300mm厚的鋁合金中厚板,有關產品可用于汽車、軌道車、特種車體,這是全球設備、配套設施領先的鋁壓延生產基地之一,彰顯著忠旺在新能源汽車領域的實力。
“在全鋁客車設計、制造方面,忠旺已經積累了非常專業和豐富的經驗。”忠旺汽車該項目負責人介紹說。早在2012年,忠旺就與國內新能源汽車制造商比亞迪汽車工業有限公司合作,為其提供全鋁車身骨架型材。2015年,忠旺成功為華晨客車(大連)設計、制造、開發了全鋁車身新能源電動公交客車。該客車整車骨架采用6系合金焊接完成,蒙皮采用5系薄板粘接點焊完成,具有質量輕、強度高、耐腐蝕、吸振能力強等優勢。而這次合作也標志著中國忠旺在客車車身領域更進一步,并擁有了成熟的鋁合金底盤技術,為后續各種新能源交通運輸產品打下堅實的基礎。(付曉)
轉自:中國有色金屬報
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