東風底盤系統打造輕量化“技術名片”

11月4日,東風汽車底盤系統有限公司車輪工廠鋁合金車輪生產陣地內,8臺數控機床一字排開,一隻只鋁合金車輪經過加工變得鋥亮。生產線終端,操作人員正對經過加工的鋁合金車輪進行嚴苛的精度檢測。鋁合金車輪是東風汽車零部件(集團)有限公司底盤系統輕量化的重要成果之一。

2017年以來,東風零部件公司基於對行業趨勢的把握和對未來發展的清晰思考,制定“6+1”核心業務系統化發展戰略,所謂“6”,即是制動與智能駕駛系統、座艙與車身系統、底盤系統、新能源電驅動系統、熱管理系統、動力總成技術系統;所謂“1”,即是所有系統化產品都應用輕量化技術。輕量化,成為東風零部件公司為整車提供最優系統化技術解決方案的一張“技術名片”。

單隻鋼車輪降重達28%,單車減重130公斤

“我們從高強度材料和輕質材料開發、結構優化、工藝提升三個方面實現底盤系統的輕量化技術進步和產品迭代。”東風汽車底盤系統有限公司技術中心副主任王科見介紹說,東風零部件公司第一代輕量化底盤系統的目標是減重20%,可靠性提升50%以上;第二代輕量化底盤系統的目標是在第一代的基礎上再減重40%,可靠性再提升50%以上。目前,第一代輕量化底盤系統的目標已達成,部分輕量化產品已批量應用。

對於產品輕量化,車輪工廠一線員工王建利有著最直接的感受,他對記者說:“現在的車輪輪輞確實比以前輕了不少。”4年間,一隻22.5×9.00英寸的鋼車輪“體重”從46公斤降到41公斤,再降到36公斤,再降到如今的33公斤,單隻鋼車輪降重達28%。以單臺商用車平均10只車輪計算,僅車輪一項減重就達130公斤。

在車輪持續減重的背後,是車輪用鋼強度、結構設計、製造工藝等關鍵技術的不斷升級——鋼板強度等級提升170%,車輪輪輞的厚度減少35%,輪輻寬度減少31%。目前,新一代鋼車輪輕量化技術已成功應用於東風天龍KL、東風天龍KX兩大車型,將於今年12月實現批量生產。

除了鋼車輪輕量化技術開發外,東風零部件公司也著力推進鋁車輪的研發。“與傳統鋼質車輪相比,鋁合金車輪的輕量化優勢明顯。鋁合金的密度小,約為鋼的1/3,這意味著體積相同的情況下,鋁合金車輪要比傳統鋼質車輪輕2/3。”王科見告訴記者。

鋼板彈簧輕量化技術達到國內領先水平

高強度彈簧鋼材料的研發,使得汽車懸架系統中的鋼板彈簧輕量化成為現實。

“我們是國內行業首家在汽車懸架系統中採用‘前二後三’結構設計的企業,產品減重達到20%。”東風汽車底盤系統有限公司技術中心產品開發一部部長陳衛鋒自豪地向記者介紹。這項國內領先的輕量化技術的成功開發,正是基於高強度彈簧鋼材料在鋼板彈簧中的應用,該項目科技成果也獲得了東風公司2018年度科技進步二等獎。

近年來,東風汽車底盤系統有限公司技術中心在新材料基礎技術研究方面,與寶鋼股份中央研究院武漢分院建立“高強度懸架彈簧鋼聯合實驗室”,協同開發,聯合創新,成功開發出新一代高強度彈簧鋼材料,強度達到1550MPa級,高於國標性能要求等級,該材料應用已佔東風汽車底盤系統有限公司彈簧鋼用量的30%。

通過高強度彈簧鋼材料研發、板簧結構的設計優化、新工藝的開發及檢測能力的提升,東風底盤系統板簧懸架輕量化效果明顯,產品可靠性大幅提升,產品競爭力優勢進一步凸顯。

“以6×4牽引車為例,輕量化後的鋼板彈簧單車減重近70公斤,同時鋼板彈簧疲勞壽命提升50%以上,車輛平順性、舒適性均有很好的改善。”陳衛鋒說。目前,東風汽車底盤系統有限公司在鋼板彈簧方面的輕量化技術已達到國內領先水平。

根據國家GB7258-2017《機動車運行安全技術條件》中對於危險貨物運輸半掛車、三軸欄板式和倉柵式半掛車的新增要求,從2020年1月1日起,這三類新車必須配備空氣懸架。這一法規升級為空氣懸架產品的發展提供了更多機會,也為東風零部件公司底盤系統的輕量化技術帶來了更多發展機遇。

2019年,東風汽車底盤系統有限公司與東風商用車技術中心聯合開發的新一代空氣懸架國產化研發項目通過驗收,項目中,東風汽車底盤系統有限公司主要承擔了其中的關鍵件——導向臂的開發任務。雙方團隊通過近兩年堅持不懈的努力,完成了產品優化、新材料開發、新工藝開發、新裝備開發、新試驗驗證技術開發等多項研發課題,成功開發了擁有完全自主知識產權的導向臂產品,空氣懸架系統實現單橋減重15公斤的目標。目前,這一輕量化的空氣懸架產品已成功應用於東風商用車等國內主流整車客戶,成為了市場上的明星產品。

率先建成國內第一條鋁合金傳動軸生產線

“目前,鋁合金傳動軸生產陣地已完成全部生產設備、工裝調試、工藝設計及外製件的小批量準備,按計劃順利完成生產能力一期建設,現在正在著手小批量的市場投放。”在東風底盤系統公司傳動軸工廠,鋁傳動軸車間副主任張小豔向記者介紹。

據瞭解,2016年,東風零部件公司把鋁合金傳動軸的研製項目列為公司級重大科技攻關項目,其設計研發的宗旨就是主動應對汽車“五化”趨勢,重點在商用車傳動軸輕量化領域上實現關鍵技術突破,引領客戶需求,同時產品能夠滿足法規要求。經過研發團隊近四年的努力,現已完成鋁合金傳動軸研發平臺構建和產品技術標準體系建立,並率先建成了國內第一條鋁合金傳動軸生產線,具備了小批量生產供貨的能力。

傳動軸工廠研製的鋁合金傳動軸,重點圍繞“中重型、新能源、高端輕卡、客車、皮卡和海外備件“六大市場,共有8個產品系列、11類總成,現均己通過工藝調試和臺架試驗。

經過驗證,鋁合金傳動軸在可靠性、耐久性、舒適性與鋼製傳動軸相當,但在輕量化方面遠優於鋼傳動軸,獲得了東風商用車、東風股份、東風越野車等眾多客戶的青睞。

近3年來,東風零部件公司在底盤系統輕量化技術方面取得發明專利授權9項,DFM級專有技術認定11項,並有《鋼車輪自動裝配工藝研究與應用》、《高壓變速比IPS80轉向器開發與產業化》、《36kg鋼製輕量化車輪開發與應用》、《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》4項輕量化技術成果榮獲東風公司科技進步二等獎。

沒有最輕,只有更輕。本著“開發一代、預研一代、儲備一代”的原則,東風汽車底盤系統有限公司技術中心在立足自主研發的同時,積極加強產學研合作,先後與華中科技大學、武漢理工大學、湖北汽車工業學院等高校建立產學研合作平臺,就汽車底盤系統輕量化設計、仿真分析、工藝改進、試驗驗證等技術開展深度合作,加速科技成果轉化,做好下一代底盤系統輕量化技術儲備。

(高雅 劉宏)


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