過去的一百多年，汽車改變了世界;未來一百年，社會(huì)改變汽車。——這句話被無數(shù)汽車工程師們所認(rèn)可。最明顯的一個(gè)現(xiàn)象就是汽車被賦予了更多的社會(huì)責(zé)任，如節(jié)能環(huán)保等。而就當(dāng)前汽車企業(yè)所走的技術(shù)路線來看，輕量化就是在“社會(huì)改變汽車”這一時(shí)代背景下被提出且被注重起來的。

　　宇通E7純電動(dòng)客車

　　汽車輕量化在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用比較多，有的企業(yè)在輕量化材料上做文章，有的在細(xì)微的零部件上做減重。對(duì)于更加注重安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性的客車來說，如果能在整車的輕量化上取得成果，將會(huì)為用戶帶來巨大的利益價(jià)值。

　　客車行業(yè)的輕量化技術(shù)發(fā)展水平怎樣，首先要看龍頭企業(yè)的表現(xiàn)。正是因?yàn)榇耍袊?guó)汽車報(bào)社記者近日前往宇通客車技術(shù)研究院，了解宇通客車輕量化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)手段以及未來發(fā)展動(dòng)態(tài)。通過此行記者發(fā)現(xiàn)，宇通客車在輕量化技術(shù)上表現(xiàn)出的技術(shù)領(lǐng)先性，足以代表中國(guó)客車當(dāng)前輕量化技術(shù)的先進(jìn)水平。也正是因?yàn)榇?，記者決定跟隨宇通，領(lǐng)略中國(guó)客車在輕量化技術(shù)上所展現(xiàn)出的精妙之處。

　　更勝一籌宇通客車輕量技術(shù)有四條路徑

　　有這樣一個(gè)常識(shí)：同樣設(shè)計(jì)、不同質(zhì)量的兩輛車相撞，誰受的影響會(huì)大一些?答案是：質(zhì)量輕的。那汽車輕量化技術(shù)通過什么手段才能保證汽車結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、NVH和安全等性能?

　　回答這個(gè)問題就比較復(fù)雜了。正如我國(guó)汽車輕量化研究領(lǐng)域的資深專家、吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院王登峰教授所言，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，技術(shù)發(fā)展方向在國(guó)際上通用的是通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇一些輕量化的材料，再有就是提升制造工藝水平。但具體誰能走好這些路徑，就要看掌握技術(shù)水平的高低了。

　　一輛車的整車質(zhì)量，其實(shí)就是每一個(gè)總成零部件重量的疊加。“如果我們能夠把每一個(gè)總成做輕，那整車的質(zhì)量就輕了。”宇通客車產(chǎn)品開發(fā)部負(fù)責(zé)車身結(jié)構(gòu)研究的魏建華簡(jiǎn)單解釋，“如何實(shí)現(xiàn)每一個(gè)總成都做輕，那就需要對(duì)每一個(gè)總成零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、材料優(yōu)化。”

　　宇通客車在技術(shù)上具有自主研發(fā)的傳統(tǒng)，不像某些乘用車企那樣引進(jìn)現(xiàn)成的技術(shù)平臺(tái)直接用。“這就需要我們自己有一套底盤的匹配技術(shù)。”魏建華補(bǔ)充道，“作為整車廠，能體現(xiàn)我們輕量化技術(shù)水平的一個(gè)核心技術(shù)就是整車匹配。”此外，值得一提的是，宇通客車目前已開展了多種零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及推廣應(yīng)用。比如，拖車鉤安裝支架經(jīng)優(yōu)化后，重量減輕66%，強(qiáng)度、剛度保持不變。

　　總的來說，宇通輕量化技術(shù)是通過基于仿真分析的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、高強(qiáng)輕質(zhì)材料及先進(jìn)制造工藝集成的應(yīng)用來保證，再加上整車的匹配技術(shù)，宇通客車圍繞上述四點(diǎn)展開并推進(jìn)輕量化工作。

　　“軟硬”兼施　技術(shù)領(lǐng)先是企業(yè)整體實(shí)力的體現(xiàn)

　　近日，記者前往中國(guó)公路學(xué)會(huì)客車分會(huì)對(duì)行業(yè)專家就客車企業(yè)在技術(shù)研發(fā)上取得的成績(jī)以及投入的力度等問題進(jìn)行了采訪。一位專家感嘆道：客車企業(yè)一般只是在某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域投入較大，惟獨(dú)宇通客車，在客車技術(shù)研發(fā)的各個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域都有深入研究且成績(jī)顯著，“這家企業(yè)在技術(shù)領(lǐng)域是真敢投資”，“真”和“敢”這兩個(gè)字體現(xiàn)了這位專家對(duì)宇通客車技術(shù)研發(fā)及成果的肯定。

　　事實(shí)上也是這樣，宇通客車輕量化技術(shù)之所以能夠在行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，一個(gè)最重要的原因就是依托強(qiáng)大“軟硬”實(shí)力來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。而掌握先進(jìn)的結(jié)構(gòu)、新材料等輕量化技術(shù)，就是宇通的軟實(shí)力。宇通客車擁有的產(chǎn)品試驗(yàn)中心、高端試驗(yàn)設(shè)備，就是宇通的硬實(shí)力。

　　客車車身框架是體現(xiàn)整車性能的一大關(guān)鍵，其重量占整車整備質(zhì)量的比例在15%~25%之間，開展結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)研究很有必要。據(jù)介紹，宇通客車借助先進(jìn)的有限元分析技術(shù)，模擬典型工況進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)客車結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，通過對(duì)車身骨架與車架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化，改善整車剛度強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)整車結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布更加均勻，整車應(yīng)力水平減低5%以上，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)整車骨架結(jié)構(gòu)的減重目標(biāo)。以12米全承載公交車舉例來說，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和高強(qiáng)度鋼材料的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)整車減重7%以上。

　　在材料選擇方面，該企業(yè)負(fù)責(zé)材料研究的金泉軍告訴記者，客車新材料的使用有這三條路徑：普通碳素鋼、高剛強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼，未來考慮到高性能鋼;碳素鋼、美鋁合金、復(fù)合材料;非金屬(塑料、高分材料)通用塑料、工業(yè)塑料。

　　不同強(qiáng)度鋼材抗沖擊變形仿真分析

　　高強(qiáng)度鋼作為汽車輕量化的主要材料，備受汽車和相關(guān)行業(yè)的關(guān)注。從2010年至今，宇通客車已將高強(qiáng)度鋼材料成功應(yīng)用于骨架及底架關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)件。據(jù)悉，為了在客車車身結(jié)構(gòu)上應(yīng)用高強(qiáng)度鋼，宇通客車開展了高強(qiáng)度鋼材的沖擊載荷分析及焊接性能試驗(yàn)。同時(shí)，宇通客車采用屈服強(qiáng)度高于700Mpa的高強(qiáng)度鋼材(外界也稱為“超高強(qiáng)度鋼”)替代傳統(tǒng)普通鋼材，通過仿真計(jì)算，在滿足結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)度的同時(shí)，降低型材壁厚，可以較好實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化。

　　此外，鋁、鎂合金是高強(qiáng)鋼輕量化的有益補(bǔ)充，目前宇通客車在車身、內(nèi)飾、蒙皮、車輪上均有鋁合金材料的應(yīng)用。據(jù)悉，宇通客車與科研院所、一流的鎂合金產(chǎn)品供應(yīng)商合作，開展了鎂合金在內(nèi)飾、外飾、車身等系統(tǒng)的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)替代鋼材和鋁合金減重300kg。

　　厚“技”薄發(fā)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?ldquo;軟硬”實(shí)力成就了宇通客車的輕量化成果。宇通新上市的E7純電動(dòng)客車，作為宇通新一代輕量化客車，是整車匹配、結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化、高強(qiáng)輕質(zhì)材料應(yīng)用等輕量化技術(shù)成果的綜合體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了零部件總數(shù)量降低57%，整車整備質(zhì)量4噸左右(市場(chǎng)上同類產(chǎn)品平均空載重量約6.5噸)，處于領(lǐng)先水平。

　　仿真分析、實(shí)車試驗(yàn)以及口碑三重見證宇通輕量化技術(shù)

　　宇通的輕量化技術(shù)是經(jīng)過充分的仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證的。

　　首先，基于先進(jìn)的有限元分析技術(shù)，宇通采用整車拓?fù)鋬?yōu)化、尺寸優(yōu)化等手段開展客車框架結(jié)構(gòu)輕量化分析。分析結(jié)果表明，優(yōu)化后的整車輕量化結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布更加合理，平均應(yīng)力水平較輕量化前降低5%以上，關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)的集中應(yīng)力降低10%以上。

　　在結(jié)構(gòu)安全方面，依據(jù)　GB/T 17578規(guī)定，宇通客車應(yīng)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析軟件開展客車上部結(jié)構(gòu)仿真分析優(yōu)化，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)理論分析結(jié)果表明，輕量化的高強(qiáng)度鋼骨架結(jié)構(gòu)的側(cè)翻抗變型能力提升10%以上，結(jié)構(gòu)安全高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　其次，為保證上市產(chǎn)品的安全可靠，宇通引入國(guó)標(biāo)及行標(biāo)驗(yàn)證體系，并開展專注于客車特點(diǎn)的試驗(yàn)研究，以保證零部件的可靠耐久。據(jù)悉，宇通的所有零部件驗(yàn)證強(qiáng)度高于國(guó)標(biāo)或行標(biāo)30%。

　　此外，為保證整車系統(tǒng)可靠性，宇通由專業(yè)團(tuán)隊(duì)橫跨東北、華北、華南、西北及東部沿海地區(qū)20 省、直轄市，行程30000多公里，采集全國(guó)典型道路載荷譜，開展試驗(yàn)場(chǎng)路面載荷譜與客戶實(shí)際運(yùn)行道路譜關(guān)聯(lián)。為保證整車結(jié)構(gòu)安全，宇通客車通過開展整車側(cè)翻試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的安全性，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的側(cè)翻試驗(yàn)結(jié)果證明，整車側(cè)翻最大變形有效改善，能更有效保護(hù)乘客安全。

　　最后，用戶口碑也見證宇通客車輕量化產(chǎn)品的可靠性。2011年，宇通第一批輕量化的天燃?xì)夤划a(chǎn)品共60輛開始服務(wù)于哈爾濱市公共電車總公司，截止到目前，該批車輛已經(jīng)平均運(yùn)行20萬公里以上;同時(shí)，據(jù)客戶反映，該批公交車動(dòng)力性好，氣耗平均在45立方米/百公里，比市場(chǎng)同類型車輛降低10%以上，重量減輕，氣耗明顯降低，運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)車型。

　　綜合實(shí)力鑄就精品客車。宇通先進(jìn)輕量化技術(shù)的綜合運(yùn)用，開啟了行業(yè)技術(shù)發(fā)展新時(shí)代，更鑄就了宇通“更輕、更強(qiáng)、更可靠”的客車品質(zhì)。隨著宇通輕量化技術(shù)研發(fā)工作的深入開展，質(zhì)量更輕，可靠性更高的宇通輕量化產(chǎn)品將繼續(xù)兌現(xiàn)讓用戶的利益最大化這一承諾。作為行業(yè)的領(lǐng)頭羊，宇通客車有能力、有義務(wù)引領(lǐng)客車輕量化技術(shù)的系統(tǒng)研發(fā)，這將為中國(guó)客車整體實(shí)力的提升作出貢獻(xiàn)。