客车作为普及面最广泛的公共交通工具为人们的出行带来极大的便利，客车技术的发展一直围绕着可靠性、安全性及舒适性稳健的向前发展，与之相应的各项法规也趋于完善，近年来随着客车技术突飞猛进的革新，电子化、智能化、低碳化及轻量化逐渐成为新兴的技术发展方向，如今轻量化作为客车研究的一个重要主题，跃然成为21世纪汽车技术的前言和热点。
为什么要轻量化？随着社会的发展越来越快，油耗、排放法规的不断严苛，节能减排的计划正在逐步落实，而且会越来越迫在眉睫。现代汽车发展的主要趋势仍然是节能减排。而客车轻量化设计是实现节能减排的最有效途径之一。车辆的轻量化设计不仅可以大大提高车辆的燃油经济性,而且对车辆动力性也有很大的影响。客车轻量化涉及到车身、发动机、底盘等多方面，整车变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。据中国客车网了解，客车的油耗主要取决于发动机排量和整车的总质量。在保持客车整体品质、性能和造价不变甚至优化的前提下，降低客车自身重量可以提高车辆动力性、降低噪声，提升操控性、可靠性的同时降低油耗、减少废气排放量。作为新能源汽车，轻量化有更为重要的意义。新能源汽车由于其技术需求，相比较传统汽车必然会出现增重，更需要轻量化，以缓解“电动化”、“智能化”带来的车辆增重，解决续航里程顾虑、整车耐久性等问题。对于做更好的结构设计，和一个新材料的使用，完成轻量化技术，这样才能提高我们的新能源客车的质量，发动机的效率，对于环保的提升，减少环境的污染，对于节约型的社会来说，客车轻量化技术是必须要发展的。
客车轻量化利弊？虽然生活在客车产业链中的客户、国家法规、客车制造业都希望客车轻量化，然而客车轻量化本身就是一把双刃剑，优势能降本降耗，增功增效；劣势则是否能保持原有的可靠性和制造成本。轻量化可以改善部分性能，其意义大致有三点：1、客车的轻量化能降低燃油消耗量，实现节能和减排，从而达到环保的问题，研究证明汽车整备质量减少10%，燃油消耗可降低6%-8%；2、降低整车的重心高度，客车减重后车身中心降低在行驶中更加稳定、舒适，对其加速性、制动性及碰撞安全性得到改善；3、降低燃油消耗，增加客户经济收益，实现增效。当然在轻量化设计后必然也会存在一定的劣势，如：1、客车的可靠性保障，整车整备质量的减少需保证车辆的强度和刚度，保障运行过程的安全性能和可靠性；2、设计和制造成本的增加，采用新结构设计需要更多的仿真验证和采用新型的高强度材料进行替代，势必会导致制造成本的增加。所以在抉择上就需要权衡利弊进行协调，尽量避害趋利。
客车轻量化涉及整车的各个方面包括车身、底盘、内饰等以及每一个可能降低重量的部分，轻量化是一个系统工程。而实现轻量化的主要途径包括合理的配置和结构性轻量化优化设计、采用轻量化新型材料以及革新加工工艺的使用。
途径一：合理的配置和结构性轻量化优化设计。
通过开发新车型进行详细的计算选择合理且适用的技术配置方案，对其结构进行优化和集成设计同时使用模拟仿真软件进行强度分析达到最优的设计状态。1、根据设计目标，对产品配置进行优化，选用一些能达到技术要求的稳定产品，进行技术设计计算匹配出能满足使用要求且性能不过多富余浪费的型号部件，从而降低配置过剩重量。2、对于车架采用全承载底盘车身设计取代以往传统整体大梁式或三段式的结构，不仅能提高整车安全性，而且大大降低整车质量；3、借助CAE分析，对全承载骨架进行典型工况下刚度和强度进行分析，在受力较大和存在风险点进行加强设计，在确保性能和功能的前提下对无用的造型和结构进行削减优化，并通过分析，获取个部件模块的优化依据，避免盲目的修改设计变量，最后制定优化方案，并对优化前后的有限元模型进行分析比较，从而获取比较可靠的减重方案，最后实现保证刚强度满足整车性能后优化设计的骨架；4、采用集成化设计，整车各系统中对某些部件进行集成设计，如电器系统中的多合一，集成CAN总线技术、提供数据共享，减少了数据的重复处理，节约成本的同时大大减轻了传统的布线重量。底盘系统的集成化设计，如悬架、散热水箱、转向空压机等零部件的集成化设计，通过新材料、新结构和新工艺实现部件一体化集成，不仅节省出整车布置空间同时减少成本和减轻重量。
途径二：采用轻量化新型材料。客车车身轻量化最明显的特征就是材料的选择。
其材料轻量化选择已经由最初的铝型材研究使用逐步扩展为高强度钢、镁铝合金、碳纤维、工程塑料、复合型材料等材料逐年上升。1、铝型材在客车上的广泛运用，密度只有钢铁的三分之一，但是导热性能却多出了三倍还多，最重要的是，它可以通过一些结构的变化完成一个重要的步骤减轻本身的质量，结构极度优化后，它甚至可以减轻重量达到%，在整个使用的过程中，对于废气排放，可以减少20kg，铝合金会因为高强度的，可循环性，不容易腐蚀，密度较小，很多的优质的特点，最终变成汽车减少本身质量的优先选择，在客车底盘中目前很多零部件均可使用铝合金材料，如变速箱壳、离合器壳、换挡拨叉、传动箱换挡端盖、车轮、油箱、储气筒、横梁、转向机壳、制动风泵壳、制动钳等很多零部件均可采用铝合金。在客车车身上的舱门及蒙皮都在大量使用铝合金，客车铝车身骨架也是实现整车轻量化的一个重要途径；2、高强度钢的运用：传统客车的骨架和车架常采用Q、Q、L等材料，近些年高强度钢（应用在客车上的为屈服强度在Mpa—Mpa的钢材）开始逐渐在客车上大量运用。高强度钢在客车上的使用实现轻量化的同时又保证了其安全性能，但是出于减重方面考虑在型材中势必会减小壁厚，而材料本身的弹性模量变化微小，在结构相同的情况下会导致整车的刚度下降，使整车的NVH性能受到较大的影响，因此在考虑使用高强度钢使就需对其结构进行优化保证整车的强度和刚度。在实际运用过程中，可结合实际对安全、力传导的关键部位使用高强度钢材料，既能保证安全性的同时实现轻量化，也能综合考虑结构、工艺和成本因素；3、非金属材料的应用：非金属材料具有质量轻、耐化学药品性优良、电绝缘和绝热性优良、设计自由度大、外观多样、成型加工性优良、生产效率高、成本低、可回收利用环保节能等优点，根据非金属材料的特点，可将部分金属件优化成非金属材料，以降低重量，如底盘件中工具箱可由冲压钢板优化成碳纤增强聚丙烯，减重60%、油箱可由钢板优化成MDPE（中密度聚乙烯），减重50%、变速箱上盖可由铸铝优化成PA塑料，减重50%、油底壳可由冲压钢板优化成SMC（复合材料玻璃钢的一种），减重20%等，另外车身可采用复合夹芯材料进行功能集成，复合夹芯材料制作的车顶可同时替代现有的钢骨架、外蒙皮、隔热材料、内饰顶，直接减重可达Kg—Kg。应用在局部区域的复合材料，其成本优势较为明显，装配工艺也相对简单。
途径三：革新加工工艺的使用。
在优化结构设计和使用新型材料实现整车减重的同时，也需要革新制造工艺，而新工艺的开发同时也为结构优化设计和新材料使用之外开辟新的减重可能空间。如在产品开发中的集成创新工艺设计，在产品结构设计初期就将选定的材料与减小质量的工艺集成到设计中，从而能缩短制造过程工艺链，又能显著减小重量并降低生产成本的效果。轻量化制造工艺主要是研究和改进合适与新材料特性的加工方法、新型结构和结合方法、以实现轻量化的目的。如碾压成型技术是客车中大量使用的一种工艺，碾压成型是是顺序配置的多道轧辊，把卷材和板材等金属板不断的进行横向弯曲，已制成特定断面的型材或形状。辊压成形技术的有点是适合各种机械性能及不同组织结构的钢种，特别是高强度钢，能使零部件有更小的弯曲半径，实现结构的刚度需要。辊压成型技术的应用目前集中在车架、保险杠、防撞梁、座椅滑轨等零件。随着新的工艺如激光拼焊板成型，采用一个激光拼接的技术,这样它可以把不同厚度的材料进行一个拼接，然后进行冲压生产，通过这种技术，客车总体零件数量不仅可以减少，可以减少车身重量。将车身的零部件冲压工艺改为热成型工艺，对通过热成型件的合理位置布置和使用，来达到降低车身开发成本、提升车身碰撞性能，从而提高车身轻量化水平。
实现整车轻量化主要通过结构设计和优化、新材料的运用和新工艺革新等方法进行实践达到轻量化的目的。三者之间相互交织，互相渗透，所有的轻量化措施需有机的结合以获取最优的结果。但是无论采取哪种措施实现轻量化都需遵循几点要求：1、轻量化结构优化不能影响整车的安全性、可靠性及舒适性。如车身的质量减轻不能影响整车的刚度和强度。2、新材料的应用不能过多的增加整车的制造成本，由于客车的制作不同于乘用车的批量大规模的生产，替代产品需要考虑材料的模具制作、损坏维修等一系列成本问题。3、新制造工艺的的应用，需考虑公司整体工艺技术水平。
随着科技的发展进步，不断出现新材料，新工艺，对汽车的轻量化方法就会有新的更新。无论用哪个方法进行，对于结果，要通过仿真分析和实车试验对减重优化方案进行了验证，满足性能要求，轻量化结构设计、新材料运用以及制造新工艺的综合运用，需以整车高性能及安全为前提，在轻量化和安全性之间寻找“黄金分割点”，从而显著降低客车重量，随着新材料的大规模运用和节能环保标准的日益严苛，客车轻量化技术更加具有实现的意义。
转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjslczl/3934.html
