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摘 要:近年来,卡车行业的发展速度越来越快。与此同时,在科技力量的推动下,现代化卡车对材料的要求也不断提高。基于此,卡车轻量化必须加大节能与减排的力度,这也促进了高强钢的开发与应用。实践证明,应用先进的高强钢后,实现了卡车轻量化的节能减排,效果非常显著。另外,高强钢在安全性、可回收利用方面,也具有很大优势。未来卡车轻量化研究中,应该将高强钢的生产、应用作为重点。
关键词:卡车;轻量化;先进高强钢;节能减排;分析
随着社会、经济的快速发展,国内外卡车的生产量不断提高。当前,在世界卡车行业中,我国已经成为消费大国。可以看出,卡车工业的迅速崛起,给人们的生活、工作带来了很大方便。然而,也加大了空气中二氧化碳的排放量,给人类的生存环境造成了污染,其影响非常恶劣。鉴于此,对卡车轻量化构建下的高强钢与节能减排进行探讨,非常有必要。
一、现代卡车的发展对材料的要求
从卡车设计与应用、市场因素方面来看,用户依然比较关注性能、安全、环保、节能问题。所以,在未来卡车行业的发展中,必要要求车体轻量化、功能高端化、外观多样化。除此之外,还要降低购买成本。一般而言,在车身轻量化中,可以依靠轻量化的结构来实现。在车身轻量化工程中,首先要保证车身功能达到最佳状态。也就是说,对于一辆卡车而言,其结构的均匀度需要保持在最佳负荷范围内。然而,由于受到空间、配饰、舒适度等因素的影响,要达到以上要求,存在很大困难。另外,在制造轻量型结构时,要求采用新的成型工艺。常见的工艺包括:液压成型工艺、锟压成型工艺。从实际的经验来看,使用高强度钢、铝,以及其他塑料,都会减少结构的质量。根据卡车对材料的要求来看,钢、铝薄板只有符合相关要求后,才能用于车身。第一,在产品的生产中,其工艺链为冲压车间——车身车间——涂漆车间。其中,冲压车间的工艺中,需要考虑冲压力、切削、涂层、会弹等因素。车身制造中,需要对各种连接工艺做出可行性分析。通常情况下,该阶段中使用的具体工艺包括:焊接技术、冷连接技术、铆接技术。为了避免出现表现腐蚀的状况,要求涂漆后的零部件达到A级表面质量等级。除此之外,对材料的刚度、强度、寿命,以及塑性有很高要求。这样,使卡车在运行的过程中,具有抗低速与高速冲撞能力。
二、卡车面临的减重节能与排放要求
近年来,随着能源消耗的不断加剧,不但导致石油价格上涨,而且日益加重了地球的温室效应。以上问题,引起了世界各国的重视。这些国家制定了一系列措施,以此来减少二氧化碳的排放量,节约能源。在卡车领域中,最常见的问题就是环境问题、提高冲撞安全性。有关资料显示,卡车排出大量二氧化碳、硫化物后,很可能就是诱发地球变暖、酸雨的重要原因。所以,国外很多国家制定了更加严格的排放标准,最终降低空气中的二氧化碳排放量。其目标值为6%-8%。当前,世界各国纷纷制定了全面、完善的道路交通法规,包括排放量的规定、燃油效率的规定,以及碰撞安全性的规定。从现行的燃油效率法规来看,其标准不断提高,并且越来越严格。鉴于此,更多的卡车制造商开始致力于改进燃烧技术,以此来提高发动机的燃烧效率。研究表明,在提高发动机燃烧效率时,可以采用降低车身自重的办法。同时,这种办法也是最有效的。专家预测,卡车的自重降低100㎏后,增加的燃油效率为1.3kg/L。研究表明,减少车身重量后,还能降低二氧化碳的排放量,以及油耗。
三、卡车轻量化与先进高强度钢板
1、先进高强度钢板实现了卡车轻量化
在降低油耗、二氧化碳排放量上,最有效的办法就是减少车身的自重。同时,由于国家在卡车冲撞安全性方面的标准不断提高,所以要求车体具有更高的强度。针对以上问题,制造商纷纷采用了独特的结构、材料设计。这样,显然给以钢铁材料为主的传统工艺造成了严重冲击。采用优化材料设计后,明显减低了车身的质量。具体来讲,首先采用了低密度的铝合金、塑料、镁合金材料。这种材料的使用,逐渐淘汰了钢铁材料。其次,使用高强度材料后,降低了钢板的厚度。针对同一级别卡车,市场上采用不同的车身概念,以此达到性能最佳的目的。因为客户的需求也有一定差异,卡车制造商采用了先进的钢铁材料,包括现代复合材料车身概念、铝车身概念等。针对超高强度问题,制造商制定了超轻型卡车目标,力求将车身重量降低30%。在实施的过程中,采用了各种材料制造新车型。近年来,卡车在用钢板中,逐渐朝着高强度的方向发展。这种高强度的钢板使用后,不仅减轻了卡车自身的重量,而且提高了车的安全性能。结果显示,如果将钢板的厚度减少0.15mm,其自重可以降低18%。可以看出,增加钢板强度后,不但减轻了车重,而且见效了钢板的厚度。在此基础上,提高了卡车的安全性能,延长了使用寿命。针对非钢材料的挑战,国际钢铁协会联合了18国家的35家钢铁企业,推出超轻型钢制车体开发项目。该项目采用了先进的激光拼焊技术、液压成型技术,大大降低了卡车的自重。该项目是在分析产品结构的基础上,选择了强度、性能最佳的材料。这样,不仅没有增加成本,反而降低了成本。研究人员通过科学验证后,发现采用高强度材料后,还能达到卡车轻量化节能的效果。同时,产生的能量要大于生产此种钢板增加的能量。
2、高强度钢板开发与利用面临的挑战
虽然高强度钢板在卡车轻量化发展中起着重要的作用。然而,高强度钢板在开发与利用的过程中,还面临着很大挑战。主要表现在两个方面。一方面,先进高强度钢板在开发应用中,面临着客户的挑战。处于保证驾驶员的安全,车辆碰撞性能的要求也不断提高。然而,由于市场竞争性不断加剧,部分制造商只是减轻了车身重量,并未提高其碰撞性能,最终影响了车辆的驾驶性能。近年来,先进高强钢在卡车工业中已经被普遍应用。首先,先进高强钢的选材范围很广,便于获得最佳的钢材力学性能。其次,任何一种钢材在使用前,都需要进行检测。在这种情况下,制造商不仅要消耗更多的时间来检测,而且也增加了检测的费用。所以,采用先进高强度高后,给制造商带来了很大挑战。鉴于此,制造商必须明确材料的级别,以及正确位置,只有这样才能满足客户的需求,并推动公司的发展。另一方面,先进高强钢在成形加工方面的挑战。为了确保先进高强钢的性能,必须对其进行严格的检测。检测的内容包括:冲压力、焊接特性、回弹行为等。于传统的高强钢相比,先进高强钢的回弹更大。同时,因为零件的结构特别复杂,也给计算带来了麻烦。相关研究表示,冲压力与抗拉强度之间的有着很好的一致性。所以,必须准确计算出冲压力以及冲压工作台。除此之外,先进高强钢还面临着开裂、起皱的问题。针对这种问题,可以采用打磨、抛光的办法来改善,提高工艺质量。
结束语
在可持续发展理念下,要求将节能、减排放在重要位置。与此同时,卡车轻量化已经成为时代发展的必然趋势。实践证明,使用先进高强钢后,能够起到节能减排的作用,而且在安全性、成本方面具有很大优势。然而,先进高强钢在使用的过程中,依然面临着很多挑战。鉴于此,还需要加大研发的力度,以此满足卡车行业的长远、稳定发展。
参考文献
[1]康永林.新一代卡车用先进高强钢的成形与应用[J].钢铁,2015,(07).
[2]路洪洲.铌微合金化高强度钢在轻量化商用车列车上的应用[J].新材料产业,2015,(09).
[3]刘清梅.卡车轻量化发展下的钢铁技术应用[J].卡车工艺与材料,2015,(28).
关键词:卡车;轻量化;先进高强钢;节能减排;分析
随着社会、经济的快速发展,国内外卡车的生产量不断提高。当前,在世界卡车行业中,我国已经成为消费大国。可以看出,卡车工业的迅速崛起,给人们的生活、工作带来了很大方便。然而,也加大了空气中二氧化碳的排放量,给人类的生存环境造成了污染,其影响非常恶劣。鉴于此,对卡车轻量化构建下的高强钢与节能减排进行探讨,非常有必要。
一、现代卡车的发展对材料的要求
从卡车设计与应用、市场因素方面来看,用户依然比较关注性能、安全、环保、节能问题。所以,在未来卡车行业的发展中,必要要求车体轻量化、功能高端化、外观多样化。除此之外,还要降低购买成本。一般而言,在车身轻量化中,可以依靠轻量化的结构来实现。在车身轻量化工程中,首先要保证车身功能达到最佳状态。也就是说,对于一辆卡车而言,其结构的均匀度需要保持在最佳负荷范围内。然而,由于受到空间、配饰、舒适度等因素的影响,要达到以上要求,存在很大困难。另外,在制造轻量型结构时,要求采用新的成型工艺。常见的工艺包括:液压成型工艺、锟压成型工艺。从实际的经验来看,使用高强度钢、铝,以及其他塑料,都会减少结构的质量。根据卡车对材料的要求来看,钢、铝薄板只有符合相关要求后,才能用于车身。第一,在产品的生产中,其工艺链为冲压车间——车身车间——涂漆车间。其中,冲压车间的工艺中,需要考虑冲压力、切削、涂层、会弹等因素。车身制造中,需要对各种连接工艺做出可行性分析。通常情况下,该阶段中使用的具体工艺包括:焊接技术、冷连接技术、铆接技术。为了避免出现表现腐蚀的状况,要求涂漆后的零部件达到A级表面质量等级。除此之外,对材料的刚度、强度、寿命,以及塑性有很高要求。这样,使卡车在运行的过程中,具有抗低速与高速冲撞能力。
二、卡车面临的减重节能与排放要求
近年来,随着能源消耗的不断加剧,不但导致石油价格上涨,而且日益加重了地球的温室效应。以上问题,引起了世界各国的重视。这些国家制定了一系列措施,以此来减少二氧化碳的排放量,节约能源。在卡车领域中,最常见的问题就是环境问题、提高冲撞安全性。有关资料显示,卡车排出大量二氧化碳、硫化物后,很可能就是诱发地球变暖、酸雨的重要原因。所以,国外很多国家制定了更加严格的排放标准,最终降低空气中的二氧化碳排放量。其目标值为6%-8%。当前,世界各国纷纷制定了全面、完善的道路交通法规,包括排放量的规定、燃油效率的规定,以及碰撞安全性的规定。从现行的燃油效率法规来看,其标准不断提高,并且越来越严格。鉴于此,更多的卡车制造商开始致力于改进燃烧技术,以此来提高发动机的燃烧效率。研究表明,在提高发动机燃烧效率时,可以采用降低车身自重的办法。同时,这种办法也是最有效的。专家预测,卡车的自重降低100㎏后,增加的燃油效率为1.3kg/L。研究表明,减少车身重量后,还能降低二氧化碳的排放量,以及油耗。
三、卡车轻量化与先进高强度钢板
1、先进高强度钢板实现了卡车轻量化
在降低油耗、二氧化碳排放量上,最有效的办法就是减少车身的自重。同时,由于国家在卡车冲撞安全性方面的标准不断提高,所以要求车体具有更高的强度。针对以上问题,制造商纷纷采用了独特的结构、材料设计。这样,显然给以钢铁材料为主的传统工艺造成了严重冲击。采用优化材料设计后,明显减低了车身的质量。具体来讲,首先采用了低密度的铝合金、塑料、镁合金材料。这种材料的使用,逐渐淘汰了钢铁材料。其次,使用高强度材料后,降低了钢板的厚度。针对同一级别卡车,市场上采用不同的车身概念,以此达到性能最佳的目的。因为客户的需求也有一定差异,卡车制造商采用了先进的钢铁材料,包括现代复合材料车身概念、铝车身概念等。针对超高强度问题,制造商制定了超轻型卡车目标,力求将车身重量降低30%。在实施的过程中,采用了各种材料制造新车型。近年来,卡车在用钢板中,逐渐朝着高强度的方向发展。这种高强度的钢板使用后,不仅减轻了卡车自身的重量,而且提高了车的安全性能。结果显示,如果将钢板的厚度减少0.15mm,其自重可以降低18%。可以看出,增加钢板强度后,不但减轻了车重,而且见效了钢板的厚度。在此基础上,提高了卡车的安全性能,延长了使用寿命。针对非钢材料的挑战,国际钢铁协会联合了18国家的35家钢铁企业,推出超轻型钢制车体开发项目。该项目采用了先进的激光拼焊技术、液压成型技术,大大降低了卡车的自重。该项目是在分析产品结构的基础上,选择了强度、性能最佳的材料。这样,不仅没有增加成本,反而降低了成本。研究人员通过科学验证后,发现采用高强度材料后,还能达到卡车轻量化节能的效果。同时,产生的能量要大于生产此种钢板增加的能量。
2、高强度钢板开发与利用面临的挑战
虽然高强度钢板在卡车轻量化发展中起着重要的作用。然而,高强度钢板在开发与利用的过程中,还面临着很大挑战。主要表现在两个方面。一方面,先进高强度钢板在开发应用中,面临着客户的挑战。处于保证驾驶员的安全,车辆碰撞性能的要求也不断提高。然而,由于市场竞争性不断加剧,部分制造商只是减轻了车身重量,并未提高其碰撞性能,最终影响了车辆的驾驶性能。近年来,先进高强钢在卡车工业中已经被普遍应用。首先,先进高强钢的选材范围很广,便于获得最佳的钢材力学性能。其次,任何一种钢材在使用前,都需要进行检测。在这种情况下,制造商不仅要消耗更多的时间来检测,而且也增加了检测的费用。所以,采用先进高强度高后,给制造商带来了很大挑战。鉴于此,制造商必须明确材料的级别,以及正确位置,只有这样才能满足客户的需求,并推动公司的发展。另一方面,先进高强钢在成形加工方面的挑战。为了确保先进高强钢的性能,必须对其进行严格的检测。检测的内容包括:冲压力、焊接特性、回弹行为等。于传统的高强钢相比,先进高强钢的回弹更大。同时,因为零件的结构特别复杂,也给计算带来了麻烦。相关研究表示,冲压力与抗拉强度之间的有着很好的一致性。所以,必须准确计算出冲压力以及冲压工作台。除此之外,先进高强钢还面临着开裂、起皱的问题。针对这种问题,可以采用打磨、抛光的办法来改善,提高工艺质量。
结束语
在可持续发展理念下,要求将节能、减排放在重要位置。与此同时,卡车轻量化已经成为时代发展的必然趋势。实践证明,使用先进高强钢后,能够起到节能减排的作用,而且在安全性、成本方面具有很大优势。然而,先进高强钢在使用的过程中,依然面临着很多挑战。鉴于此,还需要加大研发的力度,以此满足卡车行业的长远、稳定发展。
参考文献
[1]康永林.新一代卡车用先进高强钢的成形与应用[J].钢铁,2015,(07).
[2]路洪洲.铌微合金化高强度钢在轻量化商用车列车上的应用[J].新材料产业,2015,(09).
[3]刘清梅.卡车轻量化发展下的钢铁技术应用[J].卡车工艺与材料,2015,(28).