中国商用车制造技术工艺发展现状及趋势
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中国商用车制造技术工艺发展现状及趋势

纵观世界汽车发展史,欧美商用汽车历史悠久,技术成熟,代表着世界商用汽车技术水平和发展方向。而中国汽车起步比较晚,尽管2009年中国成为世界上第一汽车产销大国,但是从技术来看,中国的汽车制造技术还不太成熟,特别是在商用车的制造技术方面,与欧美发达国家相比还存在较大的差距。

   总体上看,车身(驾驶室)、发动机、车桥和变速器是商用汽车的四大核心总成。这四大总成不仅重要度高,附加值也高,因此,对汽车企业而言,四大总成的自制率和技术掌控程度往往是衡量企业竞争力强弱的首要指标。在国外商用车界,特别是戴姆勒、沃尔沃和曼等欧洲商用车巨头们,这四大核心总成几乎百分之百自制并拥有完全自主知识产权。而国内商用车界,目前的状况是:因为车身是产品品牌的象征,故所有厂家都自制;发动机的利润率和附加值最高,主要商用车企业均立足或争取自制;对于车桥、变速器,除少数厂家自制外,则一般采用社会资源。

   尽管与国外欧美发达国家相比,中国的商用车制造技术还存在较大的差距,但是,经过几十年来的发展,国产商用车技术也不断实现创新发展,取得了巨大的进步。具体来说,体现在在以下几个方面:

   1、舒适方面,国产商用车更加注重人性化设计,有些厂商生产的商用车,其驾驶室内外设置已完全可同高档乘用车相媲美。

   2、安全方面,国产商用车主、被动安全系统性能达到国家规定指标。

   3、环保方面,国产商用车在提升发动机动力的同时,各项节能减排水平也在不断提高。

   随着改革开发和加入WTO以来,中国商用车的制造技术获得了较大的提高,中外合资的商用车制造企业也不断增加,但是一些关键和核心技术仍然被外资所掌握,导致中国商用车自主研发能力比较弱,生产制造技术严重依赖于外资公司,特别是在发动机、变速器方面几乎被外资企业所控制。

●  现存的主要问题

   1、核心及关键技术大多由外方控制。从目前我国商用车生产情况来看,尽管改革开放与加入WTO以来,在我国商用车领域合资企业在全国各地遍地开花,但核心技术依然掌握在外方手中。中国商用车自主开发能力极其薄弱,任何一项产品技术升级换代大多依赖外方,特别是在一些关键性技术如发动机、自动变速器(AT、AMT)、车桥等领域,中方并未全面掌握核心技术,造成中国商用车领域严重依赖外资技术,从而在一定程度上影响了中国商用车自主开发能力的提高。

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   2、中国商用车大部分领域利润少,研发投入少。由于中方在关键零部件如动力总成、变速器、车桥企业利润较低、研发费少,从而导致中国乘用车自主研发的能力薄弱。而国外企业不仅从整车上获利,并且在进口配套件、技术转让费上也获得大量利润,他们投入的研发费用高,大跨国公司研发费用一般占销售收入的4%-5%(高的占8%);而中方大多占2%-3%。

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  3、中国商用车技术人才缺乏。目前,中方在发动机、变速器等一些乘用车关键技术领域的研发方面的人才较为缺乏,开发新机型经验少,数据库缺乏,同时也缺乏共轨电喷等核心匹配经验和数据,从而在阻碍了自主研发新技术的发展。

   4、一些关键设备的技术性能与国外仍然有较大的差距。中国乘用车的大部分关键设备的技术性能与国外同类产品相比,差距仍然比较明显。如在发动机可靠性、无故障里程等方面,中国与发达国家的差距还是相当明显的。


●  技术发展趋势

   2008年以来,世界金融危机给欧美国家汽车工业带来了巨大的灾难,许多大型汽车制造企业都出现了前所未有的经营危机,而中国的汽车制造企业在国家的相关政策的支持下,却实现了大幅度的发展,成为世界上最大的汽车生产过和消费国,从而使中国的汽车制造业进入了一个新的发展阶段。

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   1、总体技术发展趋势

   商用车作为中国汽车的主要组成部分,其技术的发展趋势将在很大程度上代表中国汽车工业制造技术的发展的一个重要方面。从总体来看,未来中国商用车的制造技术将向以下几个方向发展:

   (1)节能、环保。目前,国际主流的商用车发动机排放标准欧III、欧IV、欧V,全部由发达国家提出并极力在全球倡导。随着节能、环保观念的日益深入,越来越多的节能、环保技术将被应用到未来汽车制造过程中。近年来,中国政府在节能、环保方面投入了巨大的资金成本和人力成本,将节能、环保作为政府工作的重中之重,并将写入了2010年政府工作报告中。可见,节能、环保方向将是我国经济发展的总方向,也必然是中国商用车发展的主要方向之一。另外,新能源汽车概念的提出与兴起,将是中国商用车制造技术向节能、环保方向发展的一个有力证明。

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   (2)轻量化。实际上,轻量化是解决节能、环保难题的一个有效途径。因为重量轻了,油耗必将随之降低。由于车辆轻,起步时加速性能更好,刹车时的制动距离更短。汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量,在保持汽车整体品质、性能和造价不变甚至优化的前提下,降低汽车自身重量可以提高输出功率、降低噪声、提升操控性、可靠性,提高车速、降低油耗、减少废气排放量、提升安全性。

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   (3)安全性。车辆的安全性主要在于事故发生时对人员的保护,而不是对车的受损程度来衡量。重量大的车跟重量轻的车碰撞,重量大的车受损程度比较小,但是人员的受损程度跟吸能式车身设计,以及主被动安全配置有密切联系。现在很多车都使用下沉式发动机等,就是为了发生碰撞时,发动机自动下沉,不会对乘客造成伤害。这也从另一方面说明了轻量化技术本身并不与安全性相矛盾。因此,真正安全的车身应该是“该刚性时就刚性,该变形时就变形”。这将是未来中国商用车技术发展应该考虑的重要方面。

   2、 关键领域技术发展趋势

   从发动机、变速器等关键领域的技术发展来看,其发展趋势主要表现在以下几个方面:

   (1)汽车发动机主要技术发展趋势——节能、环保。

   共性技术:a.多气门(每缸3-5气门)、电子油门控制;b.废气再循环(EGR);c.减轻重量(如全铝机型、塑料进气歧管);d.使用环保可回收材料,限用铅、汞、镉六价铬等材料。

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   汽油机:a.可变进气系统(根据发动机不同转速使用不同长度及容积进气管向气缸内充气);b.稀薄燃烧;c.缸内直喷(GDI);d.可变气门技术(CVVT、VTEC)。

   柴油机:a.电控燃油直喷技术;b.高压共轨电喷(单体泵或泵喷嘴)

   其它:代用燃料发动机、混合动力、纯电动、燃料电池也是需要不断改进与发展的产品。

   (2)变速器主要技术发展趋势——安全、环保、节能、操纵轻便化、换档自动化、智能化。

   大功率、大扭矩:客车最大功率达397kW、2300Nm,如ZF8S180,ZF商用车变速器输入扭矩3300Nm。

   系列化、多种档位、组合化:如ZF公司拥有16种AT、3种MT、3种CVT;Getrag公司拥有23种MT、AMT。伊顿公司用42种变速器覆盖了700-2500Nm商用车。

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   变速器中心距系列化:ZF公司用10种中心距系列,覆盖了所有变速器;伊顿公司用8种中心距系列覆盖了所有机械变速器等等。

   主箱与副箱组合化。如ZF公司主箱有3、4、5档3种,副箱2档,组合为5×2(10档);2×3×2(12档)、2×4×2(16档)等。

   大传动比,小档间级差化,重型商用车国外最低档传动比已至17左右,最高档传动比已达到0.7左右。

   小型化、轻量化。用冲压件代替铸锻件、广泛使用铝镁合金、用电焊代替铆接等;减小中心距,如ZF公司20世纪80年代至90年代末单体变速器中心距减少23mm。

   换档向轻便化、自动化、智能化、电子集成化方向发展。