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东风底盘系统打造轻量化“技术名片”

2019-11-11 10:01:22 |  东风汽车集团有限公司工会网 |  点击量:

东风汽车零部件(集团)有限公司积极开展底盘系统轻量化研发,取得多项创新成果,并成功应用于整车

11月4日,东风汽车底盘系统有限公司车轮工厂铝合金车轮生产阵地内,8台数控机床一字排开,一只只铝合金车轮经过加工变得锃亮。生产线终端,操作人员正对经过加工的铝合金车轮进行严苛的精度检测。铝合金车轮是东风汽车零部件(集团)有限公司底盘系统轻量化的重要成果之一。

2017年以来,东风零部件公司基于对行业趋势的把握和对未来发展的清晰思考,制定“6+1”核心业务系统化发展战略,所谓“6”,即是制动与智能驾驶系统、座舱与车身系统、底盘系统、新能源电驱动系统、热管理系统、动力总成技术系统;所谓“1”,即是所有系统化产品都应用轻量化技术。轻量化,成为东风零部件公司为整车提供最优系统化技术解决方案的一张“技术名片”。

单只钢车轮降重达28%,单车减重130公斤

“我们从高强度材料和轻质材料开发、结构优化、工艺提升三个方面实现底盘系统的轻量化技术进步和产品迭代。”东风汽车底盘系统有限公司技术中心副主任王科见介绍说,东风零部件公司第一代轻量化底盘系统的目标是减重20%,可靠性提升50%以上;第二代轻量化底盘系统的目标是在第一代的基础上再减重40%,可靠性再提升50%以上。目前,第一代轻量化底盘系统的目标已达成,部分轻量化产品已批量应用。

对于产品轻量化,车轮工厂一线员工王建利有着最直接的感受,他对记者说:“现在的车轮轮辋确实比以前轻了不少。”4年间,一只22.5×9.00英寸的钢车轮“体重”从46公斤降到41公斤,再降到36公斤,再降到如今的33公斤,单只钢车轮降重达28%。以单台商用车平均10只车轮计算,仅车轮一项减重就达130公斤。

在车轮持续减重的背后,是车轮用钢强度、结构设计、制造工艺等关键技术的不断升级——钢板强度等级提升170%,车轮轮辋的厚度减少35%,轮辐宽度减少31%。目前,新一代钢车轮轻量化技术已成功应用于东风天龙KL、东风天龙KX两大车型,将于今年12月实现批量生产。

除了钢车轮轻量化技术开发外,东风零部件公司也着力推进铝车轮的研发。“与传统钢质车轮相比,铝合金车轮的轻量化优势明显。铝合金的密度小,约为钢的1/3,这意味着体积相同的情况下,铝合金车轮要比传统钢质车轮轻2/3。”王科见告诉记者。

钢板弹簧轻量化技术达到国内领先水平

高强度弹簧钢材料的研发,使得汽车悬架系统中的钢板弹簧轻量化成为现实。


“我们是国内行业首家在汽车悬架系统中采用‘前二后三’结构设计的企业,产品减重达到20%。”东风汽车底盘系统有限公司技术中心产品开发一部部长陈卫锋自豪地向记者介绍。这项国内领先的轻量化技术的成功开发,正是基于高强度弹簧钢材料在钢板弹簧中的应用,该项目科技成果也获得了东风公司2018年度科技进步二等奖。

近年来,东风汽车底盘系统有限公司技术中心在新材料基础技术研究方面,与宝钢股份中央研究院武汉分院建立“高强度悬架弹簧钢联合实验室”,协同开发,联合创新,成功开发出新一代高强度弹簧钢材料,强度达到1550MPa级,高于国标性能要求等级,该材料应用已占东风汽车底盘系统有限公司弹簧钢用量的30%。

通过高强度弹簧钢材料研发、板簧结构的设计优化、新工艺的开发及检测能力的提升,东风底盘系统板簧悬架轻量化效果明显,产品可靠性大幅提升,产品竞争力优势进一步凸显。

“以6×4牵引车为例,轻量化后的钢板弹簧单车减重近70公斤,同时钢板弹簧疲劳寿命提升50%以上,车辆平顺性、舒适性均有很好的改善。”陈卫锋说。目前,东风汽车底盘系统有限公司在钢板弹簧方面的轻量化技术已达到国内领先水平。

根据国家GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》中对于危险货物运输半挂车、三轴栏板式和仓栅式半挂车的新增要求,从2020年1月1日起,这三类新车必须配备空气悬架。这一法规升级为空气悬架产品的发展提供了更多机会,也为东风零部件公司底盘系统的轻量化技术带来了更多发展机遇。

2019年,东风汽车底盘系统有限公司与东风商用车技术中心联合开发的新一代空气悬架国产化研发项目通过验收,项目中,东风汽车底盘系统有限公司主要承担了其中的关键件——导向臂的开发任务。双方团队通过近两年坚持不懈的努力,完成了产品优化、新材料开发、新工艺开发、新装备开发、新试验验证技术开发等多项研发课题,成功开发了拥有完全自主知识产权的导向臂产品,空气悬架系统实现单桥减重15公斤的目标。目前,这一轻量化的空气悬架产品已成功应用于东风商用车等国内主流整车客户,成为了市场上的明星产品。

率先建成国内第一条铝合金传动轴生产线

“目前,铝合金传动轴生产阵地已完成全部生产设备、工装调试、工艺设计及外制件的小批量准备,按计划顺利完成生产能力一期建设,现在正在着手小批量的市场投放。”在东风底盘系统公司传动轴工厂,铝传动轴车间副主任张小艳向记者介绍。

据了解,2016年,东风零部件公司把铝合金传动轴的研制项目列为公司级重大科技攻关项目,其设计研发的宗旨就是主动应对汽车“五化”趋势,重点在商用车传动轴轻量化领域上实现关键技术突破,引领客户需求,同时产品能够满足法规要求。经过研发团队近四年的努力,现已完成铝合金传动轴研发平台构建和产品技术标准体系建立,并率先建成了国内第一条铝合金传动轴生产线,具备了小批量生产供货的能力。

传动轴工厂研制的铝合金传动轴,重点围绕“中重型、新能源、高端轻卡、客车、皮卡和海外备件“六大市场,共有8个产品系列、11类总成,现均己通过工艺调试和台架试验。

经过验证,铝合金传动轴在可靠性、耐久性、舒适性与钢制传动轴相当,但在轻量化方面远优于钢传动轴,获得了东风商用车、东风股份、东风越野车等众多客户的青睐。

近3年来,东风零部件公司在底盘系统轻量化技术方面取得发明专利授权9项,DFM级专有技术认定11项,并有《钢车轮自动装配工艺研究与应用》、《高压变速比IPS80转向器开发与产业化》、《36kg钢制轻量化车轮开发与应用》、《新一代高可靠性轻量化汽车钢板弹簧开发与应用》4项轻量化技术成果荣获东风公司科技进步二等奖。

没有最轻,只有更轻。本着“开发一代、预研一代、储备一代”的原则,东风汽车底盘系统有限公司技术中心在立足自主研发的同时,积极加强产学研合作,先后与华中科技大学、武汉理工大学、湖北汽车工业学院等高校建立产学研合作平台,就汽车底盘系统轻量化设计、仿真分析、工艺改进、试验验证等技术开展深度合作,加速科技成果转化,做好下一代底盘系统轻量化技术储备。