現今，我們不論是批發還是零售購買的每樣東西，幾乎都是通過商業貨運卡車的運輸，從世界各地送到我們手中。 　　根據歐盟統計局的貨運統計數據來看，自2016年1月以來，在歐洲，每年近75%的貨物是通過公路運輸的。這充分證明了公路貨運比鐵路和航空貨運更具成本效益并且更方便。顯而易見，多年來公路貨運非常普及，商用車制造商現在也在不斷探索和實踐各種方法，來減輕車輛重量。推動這個舉動的因素主要是兩方面：首先，要節省燃料成本，其次，要符合歐盟正在創建的愈加嚴格的排放限制要求。 　　車輛重量、燃料消耗以及發動機排放之間的聯系密不可分；車輛越重，相同運輸距離所消耗的燃料越多，則成本更高，同時，消耗更多的燃料，還意味著產生更高的排放量。 　　因此，車隊運營商以及貨車制造商都在不斷追尋性能更好的車輛，減少燃料成本，降低排放量。 　　材料選擇 　　多年來，賽車業一直是減重節能方面的佼佼者，每一克減重都意味著將對手甩開了更遠的距離。賽車工程師通過車身減重，提高賽車速度，但在一場競賽中，燃料策略也可決定勝負，通過使用非傳統、創新型材料制作的輕量化賽車，在下一次進站停車前，能夠行駛更遠的距離。這種方式已被普及到其他燃料密集型產業，工程師們很清楚，材料越輕越節約燃料。 　　類似地，可能航空業在減輕重量以提高燃料利用率方面的投入的研究時間可能更久。如今市場競爭日益激烈，飛機制造商們必須不斷改進飛機和航空航天部件的設計。尤其是近幾年來，航空燃料成本不斷增加，產業受到重大沖擊，使這一需求上升到了新高度。航空公司不斷向飛機制造商施壓，想要獲得更高效的方式，以減少燃料成本。這意味著，以前都全部使用鋼、鋁等傳統金屬制造飛機，而現在，工程師們引入了多種多樣的輕質材料和 復合材料替代某些飛機零部件。這種新的解決方案，在堅固和耐用方面能夠提供同樣甚至更好的性能。 　　商用車必須足夠牢固，能夠承載貨物負荷，滿足日常嚴酷的運輸條件，并確保適當級別的安全性。人們常常認為重型車輛應使用重型材料制成。然而，現在可用的輕質替代材料越來越多，應用也越來越廣，其中有些材料已在航空航天和賽車業等其他行業中使用。隨著原材料以及工藝/制造成本的降低以及實用性增加，這些解決方案可以大大提高承重部件重量比的有效性。 　　貨車制造商已經開始使用鋁及其他輕質金屬替代重質金屬材料，但塑料、 碳纖維增強聚合物等非金屬材料才是最新發展焦點。 　　 碳纖維非常堅固，且重量極輕，它的強度是鋼的五倍，硬度是鋼的兩倍，而重量卻只有鋼的三分之二。將極精細的碳纖維像紗線一樣纏繞在一起，形成永久形狀的纖維層，可以覆蓋在 模具上，與 樹脂或聚合物形成涂層。 　　不過碳纖維部件的生產成本仍讓人望而卻步，汽車制造商通常采用另一種更切合實際的折中策略 - 塑料。近年來，塑料成型技術在溫度性能、強度和硬度得到顯著提高，為貨車制造商提供了減重的更多可能性。此外，塑料設計的靈活性 - 可實現的形狀和形式 - 比金屬部件要大的多。還可以使用包膠材料將塑料和技術部件結合在一起。對于需要螺紋嵌入件等固定件將其他部件附著到塑料模制上，和“卡扣”固定方法不行的情況，尤其有用。 　　優化車輛系統解決方案 　　如今，我們可以看到越來越多的塑料和其他非金屬部件被融入到貨車設計中，而使用不同材料完全重新設計車輛，代表的是一種思維轉換，更是一個長期的目標。短期內將重心放在借助系統設計盡可能的減重。貨車設計師需要系統供應商采用更具前瞻性的方式重新設計新系統和子系統，將減重作為主要的設計要素。 　　節能減排要求日益重要，越來越多的系統可能會重新設計，從而生產處更簡約、更高效的車輛。通過開發創新型部件，有助于淘汰其他不必要的功能或部件。 　　派克漢尼汾作為全球貨車市場定制運動控制解決方案的專業供應商，為汽車制造商提供創新系統方面發揮著重要作用，這些系統可以降低重量、集成各種不同功能的子系統、以及在不損害性能和保證可靠性的前提下簡化裝配。 　　展望未來的技術與工藝 　　除了輕質材料和優化解決方案，其他新興要素也將有助于塑造未來的汽車設計。 　　3D打印 　　3D打印是一種制造趨勢，肯定會影響到未來汽車部件的設計和開發方式。隨著相關成本的不斷降低，這項技術也將得到越來越多的應用。其工藝本身是通過設計構建沉積材料層，得到成品。 　　大量的F1賽車上已使用3D打印技術制作輕質滾圈、非碳剎車進風口底板部件等等。滾圈被用于賽車的最高點，將賽車低重心上的沖擊降到最低。它們對賽車結構的完整性和安全性非常重要，因此需要同時兼顧結實耐用和輕質的特性。 　　電動汽車和混合動力車 　　解決燃料節約問題的最終方案也許是將燃料從方程序中徹底去除，設計制造全電動汽車。我們看到越來越多新型設計的中型貨車，以及城市小型車輛電氣化成熟發展，現在，還出現了越來越多的重型電動貨車設計。 　　由電機、伺服驅動器和蓄電池組成的系統替代內燃機，更加輕便，已顯著降低車輛重量，而這還沒有考慮到全電動系統徹底消除車輛中儲存液體燃料需要所降低的重量。 　　其挑戰在于電池技術的發展，使車輛充電后可行駛更長的距離，或得到通過再生制動和其他工藝自行充電的系統。新研究推動了一系列新電池技術的發展，包括可反復充電的硫鋰，具有輕質和高重力能量密度的特性。利用該技術，參與研發的公司正積極發展電動汽車目標市場，極大地擴展了其應用范圍。 　　在等待全電動貨車商業上市的同時，貨車制造商還可以利用一些目前已有的電子技術發展成果，包括使用混合電動方案。 　　全電動插電汽車可能更適用于當地的運輸車隊或特定應用，如垃圾收集車，至少不久的將來會如此，對于長途的運輸商來說，未來幾年會越來越多地選擇混合動力車。 　　當然，還有其他減少內燃機使用的解決方案，如，電泵轉向解決方案，可以減少配套裝備對發動機動力的需要，支持降低發動機排量，進而減少重量。 　　總結 　　也許，降低全球碳排放的最大機遇就掌握在今天的貨車制造商以及為其生產部件和子系統的供應商的手中。作為溫室氣體最大的排放主體之一，公路運輸業有責任支持越來越嚴格的立法，在設計每一種新車時，應首先考慮減少重量，無論是外部車身還是其中的系統和部件。 　　對于制造商來說，成功的關鍵之一是與支持新技術研發和實施的創新供應商合作。富有遠見的思想，加之探索、開發和應用更簡單、更新技術的動力，不久的將來，我們的公路上行駛的都帶有潔凈技術的輕質汽車，它們將各式各樣的貨物送到使用或銷售地點。 更多詳細報道請關注復材網 www.cnfrp.com