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在油耗和排放的雙重壓力下，輕量化需求更為迫切，然而其帶來的成本上升也成為重要的問題?；诖?，采埃孚（ZF）開發(fā)了Connected Lightweight Future Truck（CLFT）輕量化低成本方案。對于商用車來說，輕量化帶來的不僅是油耗的降低，還可增加車輛的載重，滿足更大的運貨需求，這無疑提高了成本效益。特別是對于電動商用車來說，滿足牽引力需求的電池組帶來的重量是犧牲車輛有效載荷為代價的。因此，輕量化對于電動商用車更有意義。對于底盤系統(tǒng)來說，智能輕量化設(shè)計將帶來駕駛舒適性和成本效益的提升。采埃孚（ZF）針對前橋、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、后橋等懸架技術(shù)相結(jié)合，為重型4×2卡車開發(fā)了全新輕量化底盤，與傳統(tǒng)底盤相比，減重110kg，如圖1。
 CLFT底盤前部集成了電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和改進(jìn)的獨立懸架系統(tǒng)，與傳統(tǒng)剛性系統(tǒng)相比實現(xiàn)減重40kg，具體如圖2所示。 ZF的ReAX電動轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)擁有更加緊湊化的設(shè)計，來減小轉(zhuǎn)動車輪的扭矩，且使得轉(zhuǎn)向路徑向下到極限位置的扭矩更加均勻。采用更小的THP 60來替代THP 80動力轉(zhuǎn)向器，實現(xiàn)減重7.8kg（20%）。同時，功耗也顯著降低，在高速公路、越野等路況下最多可降低20%。
ZF的CLFT前橋系統(tǒng)進(jìn)一步提高了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的節(jié)能潛力，越來越多的應(yīng)用于卡車等商用車上，作為傳統(tǒng)液壓轉(zhuǎn)向的補充。
新型獨立懸架重新設(shè)計了車軸，提升了駕駛安全性。副車架采用新的彈性體襯套，減小了路面振動的傳遞，進(jìn)一步提升了舒適性。同時，頂部蓋體采用鋁合金制造，成功減重2.6kg（57%）。
CLFT底盤的后橋通過材料、工藝和設(shè)計的替代，共實現(xiàn)減重70kg。例如，由碳纖維增強塑料（CFRP）制成的ZF四點連桿（圖4）取代了之前由鋼（球墨鑄鐵）制成的連桿，減重22千克（52%）。出于減重的目的，四連桿部件集成了多種功能，還可實現(xiàn)橫向、縱向以及滾動的平衡，而不再需要如v-link、穩(wěn)定器等組件。此外，與由鋼制部件相比，復(fù)合材料部件還可根據(jù)客戶要求，通過針對性選擇纖維鋪層角度、位置、以及鋪層材料的組合等來實現(xiàn)剛性的調(diào)整。
后橋連桿采用玻璃纖維增強復(fù)合材料（GFRP）制成，每個軸可減重約7kg。連桿擠壓成型，采用粘接工藝連接到鋁嵌件上。粘合區(qū)域的設(shè)計可讓載荷均勻分布，且與鋼制連桿相比實現(xiàn)了60%的減重。
ZF還針對應(yīng)用過程的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了科學(xué)分析，結(jié)果顯示：考慮從原材料采購到組件生產(chǎn)結(jié)束時的CO2當(dāng)量，鋼和復(fù)合材料幾乎相等。但是，以商用車1,000,000 km里程計算，CFRP四點連桿及GFRP兩點連桿的重量優(yōu)勢可帶來60%-70%的二氧化碳排放，如圖5所示。
在商用車中，部件級別的減重對整車的影響較大。ZF在鋁制和擁有專利技術(shù)的纖維復(fù)合材料連桿兩個方案中選擇了更具成本效益的CFRP兩點連桿?？諝鈶壹艿脑O(shè)計縮短了波紋管到軸梁或車輪接觸點的梁，從而減小了質(zhì)量。同時，較短的距離也減少了負(fù)載路徑，進(jìn)一步節(jié)省了20%的安裝空間。
ZF展示的商用車輕量化底盤綜合考慮了底盤各部件的相互作用，通過轉(zhuǎn)向及其他系統(tǒng)的材料替代，與智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了高達(dá)110kg的減重。這對于商用車增加載重量具有較大的意義。對于電動商用車來說，新型電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅減輕了重量，還為自動駕駛的應(yīng)用鋪平了道路。同時，ZF兩點連桿系統(tǒng)環(huán)境足跡的分析，說明了輕量化設(shè)計在商用車中起到了較為積極的作用。
未來，ZF還將繼續(xù)關(guān)注底盤連桿、軸承等輕量化設(shè)計，最大限度地減少部件重量。如CLFT中的電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將降低重量和部件的復(fù)雜性，進(jìn)一步推動商用車的電動化和自動駕駛。
CFRP和GFRP等輕質(zhì)材料的應(yīng)用，將更容易實現(xiàn)智能化功能的集成。例如，ZF正在研究的將傳感器光纖直接集成到復(fù)合材料中的新解決方案。預(yù)計可實現(xiàn)在車輛操作期間的部件應(yīng)力檢測，從而精確控制部件的可靠性和使用壽命。 —END—
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