更輕的客車意味著更低的能耗，也意味著更高的技術(shù)要求。近日，筆者對(duì)話多家客車制造產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)代表，了解客車情況化發(fā)展的最新進(jìn)展。

　　“客車輕量化是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及車身、底盤、內(nèi)飾乃至每個(gè)零部件。”多位業(yè)內(nèi)人士告訴筆者，客車輕量化的主要途徑包括合理的配置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、新型材料應(yīng)用以及革新加工工藝。

福田歐輝全鋁車身客車

　　優(yōu)結(jié)構(gòu) 量體裁衣保質(zhì)減重

　　“如今的客車產(chǎn)品相比5年前整體減重1噸到2噸，無(wú)論是客車制造企業(yè)還是零部件企業(yè)都在積極尋求輕量化制造方法。”多位業(yè)內(nèi)人士告訴筆者，通過(guò)優(yōu)化整車結(jié)構(gòu)，在保證可靠性、安全性前提下，使用更輕的零部件或材料，可有效降低客車配置重量。

　　全承載車身結(jié)構(gòu)作為輕量化技術(shù)的典型代表，多年前就開始在我國(guó)客車上應(yīng)用。目前，福田歐輝、宇通客車、安凱客車等主流客車企業(yè)均已掌握這項(xiàng)技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于城市公交、道路客運(yùn)等各類車型中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，如今交付的城市公交車中大部分為全承載車身結(jié)構(gòu)客車。與傳統(tǒng)大梁式或三段式結(jié)構(gòu)相比，采用全承載車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的客車，不僅可以降低整車質(zhì)量，而且有利于提高車輛安全性。

　　“最近幾年，輕量化技術(shù)在客車上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用并在持續(xù)優(yōu)化。”福田歐輝城市客車產(chǎn)品創(chuàng)新總監(jiān)程華介紹，福田歐輝堅(jiān)持在整車結(jié)構(gòu)上進(jìn)行一些巧妙設(shè)計(jì)，比如通過(guò)部分組件鏤空設(shè)計(jì)、打減重孔、組合固定等方式減重。

　　此外，“量體裁衣”也成為客車輕量化發(fā)展的重要方向之一。福田歐輝、宇通客車等頭部客車企業(yè)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景為用戶量身打造輕量化客車。“我們會(huì)提前采集、分析車輛投用道路的實(shí)際工況數(shù)據(jù)，作為整車設(shè)計(jì)、零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要依據(jù)，應(yīng)用衍生式設(shè)計(jì)、多目標(biāo)多學(xué)科優(yōu)化等結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整車、零部件的保質(zhì)輕質(zhì)開發(fā)，為客車輕量化提供支持。”多家客車企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴筆者。

　　除了客車制造企業(yè)，零部件制造企業(yè)也在積極開展整車輕量化的研究，不斷推出新產(chǎn)品。比如，愛(ài)普車輛股份有限公司(簡(jiǎn)稱愛(ài)普車輛)最新推出了三明治結(jié)構(gòu)的客車鋁復(fù)合頂。“該復(fù)合頂由經(jīng)過(guò)特殊處理的鋁合金面板和阻燃泡沫芯材組成，輕量又低碳，比鋼骨架蒙皮式頂蓋減重50%，比鋁骨架蒙皮式頂蓋減重約25%。”愛(ài)普車輛董事長(zhǎng)顧代君說(shuō)。

　　新材料 多元路線按需選材

　　新材料應(yīng)用是客車輕量化中比較容易實(shí)現(xiàn)的方式，通過(guò)材料替換從而實(shí)現(xiàn)減重。“高強(qiáng)度鋼、鋁合金、非金屬材料各有特點(diǎn)?？蛙囕p量化技術(shù)應(yīng)是多元路線并存，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景自主、組合選擇材料。”程華說(shuō)。

　　從目前來(lái)看，客車車身主要以鋼制材料應(yīng)用為主，但不同種類鋼制成車身的質(zhì)量、成本大不相同。傳統(tǒng)客車的骨架和車架常采用Q235、Q345、510L等鋼材料，而近些年高強(qiáng)度鋼開始在客車上大量運(yùn)用。“經(jīng)過(guò)多年研究，福田歐輝推出了組合模式的鋼質(zhì)車身，即高強(qiáng)度鋼與普通鋼根據(jù)車身受力載荷定義應(yīng)用邊界，從而實(shí)現(xiàn)降低成本及減重效果。”程華說(shuō)。

　　與此同時(shí)，質(zhì)地更輕的鋁質(zhì)車身走入大眾視野。“鋁合金車身防腐性能相對(duì)更好，使用壽命更長(zhǎng)，從全生命周期來(lái)看經(jīng)濟(jì)性也不錯(cuò)。”程華告訴筆者，為更好應(yīng)對(duì)濕潤(rùn)氣候條件，沿海城市往往更青睞于鋁合金車身。此外，客車底盤中許多零部件均可使用鋁合金材料，如變速箱殼、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

　　隨著對(duì)非金屬材料研究持續(xù)深入，碳纖維復(fù)合材料成為客車輕量化最新的研究方向。如今金龍?zhí)祭w維復(fù)合材料地鐵巴士已在浙江嘉興等地投用。金龍客車產(chǎn)品經(jīng)理王道福介紹，該款客車采用融合航空碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的多材料車身，整車減重2.6噸至3噸，同等座位數(shù)車廂站立面積提升69%，能耗成本也大幅降低。

　　新工藝 集成創(chuàng)新縮鏈降本

　　在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用新型材料實(shí)現(xiàn)客車輕量化的同時(shí)，革新制造工藝為客車提供了新的減重可能。比如，在客車開發(fā)中的集成創(chuàng)新工藝設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期就將選定的材料與減小質(zhì)量的工藝集成到設(shè)計(jì)中，從而縮短制造過(guò)程工藝鏈，達(dá)到顯著減重、降本的效果。

愛(ài)普推出三明治結(jié)構(gòu)的客車鋁復(fù)合頂

　　輕量化制造工藝主要是研究和改進(jìn)適合新材料特性的加工方法、新型結(jié)構(gòu)等，以實(shí)現(xiàn)輕量化目的。“不同材料的特性不同，生產(chǎn)制造過(guò)程中的工藝方法也不同。”程華解釋道，鋼材料車身客車通過(guò)工裝夾具定位進(jìn)行焊接，然后進(jìn)行蒙皮、電泳等流程。而鋁合金車身的型材與型材、型材與支架等之間均靠鉚接結(jié)構(gòu)、鉚焊結(jié)合等方式連接固定，因?yàn)楹附訒?huì)影響其機(jī)械性能;型材與蒙皮之間則通過(guò)粘接固定，使表面更平整美觀。

　　新興的非金屬材料客車生產(chǎn)工藝要求更高。據(jù)了解，碳纖維復(fù)合材料車身更多靠螺鉚方式對(duì)穿緊固。其車身材質(zhì)既是蒙皮又是骨架，強(qiáng)度更多依靠?jī)?nèi)部型腔結(jié)構(gòu)支撐。

　　多位業(yè)內(nèi)人士告訴筆者，結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新材料運(yùn)用和新工藝革新三者要有機(jī)結(jié)合，并以整車高安全、高可靠及高性能為前提，尋找輕量化和安全性的“黃金分割點(diǎn)”，從而顯著降低重量、控制成本。同時(shí)，輕量化新材料的應(yīng)用要求客車產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作更緊密，各方在生產(chǎn)過(guò)程中扮演的角色也會(huì)有不同程度的轉(zhuǎn)變。