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汽车工程学会林逸:2019年中国商用车悬架产业发展趋势

汽车工程学会林逸:2019年中国商用车悬架产业发展趋势

  • 分类:公司新闻
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  • 来源:
  • 发布时间:2019-04-23
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汽车工程学会林逸:2019年中国商用车悬架产业发展趋势

【概要描述】商用车作为中国汽车工业最早进行重点突破的产品领域,目前已拥有较为完善的产业体系。

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商用车作为中国汽车工业最早进行重点突破的产品领域,目前已拥有较为完善的产业体系。但随着对外市场开放以及高端化转型进程的加快,商用车产业的自主关键核心零部件的供应配套建设仍相对落后。为了促进商用车产业的健康快速发展及核心零部件的配套研发,2019年4月23日在扬州会展中心举办了“《中国商用车悬架产业发展报告(2019)》蓝皮书发布会暨2019年中国商用车及悬架产业发展研讨会”,会上中国汽车工程学会悬架技术分会名誉主任林逸做了主题演讲,以下为演讲实录。

非常荣幸这次能来和大家交流一下有关商用车悬架的发展趋势。我是一个大学教授出身,在学校工作了40多年,主要研究方向就是汽车动力学,涉及到汽车的结构和汽车悬架密切相关,所以我的硕士论文、博士论文都是搞的汽车悬架,也长期在付理事长领导下产品咱们汽车工程学会悬架分会的工作以前是主任当了大概十几年,去年光荣退了,现在是名誉主任。但是我对悬架技术还是一直很关注,但是说实在对商用车悬架关注的不够,这次受天津中心的委托帮助来编写商用车悬架发展趋势叫临时补课,调查了一些情况,所以今天报告不见得全面,重点放在技术上。

  第一个关于商用车悬架的产业发展状况简介,刚刚图两位前辈都已经说过了,中国商用车的发展可以用两个词语来描述,一个叫缓中趋稳,再一个叫稳中向好,刚刚安总也说了去年中国整个汽车产业第一次负增长,但是商用车还是正增长的,尽管有所下降,但还是稳定的。刚刚两位也都分析了今年或者下一步的发展状况,我本人对中国汽车工业的发展持乐观态度,最近也听了一个叫经济学家讲说中美这个贸易战中国的经济会领先美国一两年触底反弹,我本人同意这个观点。中国现在已经开始处于恢复了,美国大概明后年会恢复,我认为中国汽车工业可能2018年是最低点,2019年我认为会好于2018年,以后还会更好。所以我认为搞汽车的人还是有饭吃的。

  市场分析两位前辈做过很多,主要放在技术上。中国的商用车这么多年的发展,这个悬架形式比较稳定,一直是以钢板弹簧为主,这里有个图一直到2016年中国的钢板弹簧悬架在货车悬架当中仍然占据80%以上的市场,这个和国外商用车有比较大的区别。比如说欧洲,他们在二三十年前就已经是商用车的悬架有百分之七八十是空气悬架,有很多重型载货车用到钢板弹簧悬架或者其他别的形式。为什么有这个状况?我认为中国这么多年商用车的发展一直处于低成本竞争,那钢板弹簧悬架是汽车悬架形式当中成本最低,而且我们国内的基础最好,所以当然的大家还是把主要经历放在钢板弹簧的悬架上。不过有几个趋势我们后面也会介绍到,一个是道路的限制,实际欧洲采用空气悬架主要出于高速公路的修建费用,对高速公路的破坏最主要是车轮的动载荷,所以悬架刚度越高对公路破坏就越大,欧洲比较早的在载货车行业大力推广空气悬架。再有一个中国特色,中国载货汽车由于运输成本太高,主要是过路过桥费太多,不超载的话中国货运不赚钱,造成中国物流是美国日本的大概七八倍甚至到十倍这样一个高度,造成了中国公路运输一个怪现象就是要超载,空气悬架有个最大的问题就是超载特性不好,国外以前有过试验,空气悬架超过20%的话寿命可能会降低80%,这样一个特色限制了空气悬架在中国的发展。我认为这是目前中国的现状。

  当然最近一二十年来中国空气悬架发展很快,引进了国外很多先进技术,国内也有好多自主品牌的空气悬架商在发展,包括这次主办方,我也是刚刚知道以前没有来过,知道我们这里对载货车空气悬架,大货车空气悬架做了很多工作,这是非常可喜的。

  第二个方面介绍一下商用车悬架的环境分析,这个我认为从现在的来看都是好的环境变化,首先从环境保护这个方面来看,中国现在刚刚两位前辈也说了,已经把低碳化列为中国汽车工业的最根本的一个科技方向,那各种国内的标准法规行业主管这个部门的指向都在推进这个汽车低碳化的发展,所以在环保政策方面国家去年刚刚发布国标17651当中就特别的规定,汽车的好多车的品种一定要装用空气悬架,来促进汽车悬架形式的这个发展和技术的进步。第二个方面是产业政策方面,2017年在上海汽车工业学会正式发布了《节能与新能源汽车产业发展规划》,这个产业规划当中对技术的发展做非常详细的分类的分析,并且有很多具体的数据,我建议咱们搞汽车的人还是应该好好读一读这个规划,这是集行业内几百位工程师历时一年多,经过仔细分析提出了这个产业规划,这个当中对汽车的发展形势,各种技术的发展都基于明确的限制。1+7模式专门有一个关于汽车节能技术,这里面对悬架,对发动机,对变速箱都有,每一个差不多主要零部件都有具体的技术规划。

  第三个看一看国家标准,2017年颁布国标7258方面,比如说对大型客车然后是对于总重超过12吨的危险货物的运输车以及这个半挂车,这个蓝板车等等一定要空气悬架否则就是不合格,我们国家商用车对悬架形式的要求上只有交通部规定,如果你要是想作为客车运输的三类企业的话你的空气悬架装车量要有多大比例,才可以进入到客运公司里面来,这些间接促进中国客车开始批量装用空气悬架,但是这个标准除了客车以外对载货车也进行了一些应该叫具体的要求,特别在危险品运输上强制要求一定要装用空气悬架,空气悬架在运输过程当中比较平稳,对危险品的运输会起到很多的保障作用。

还有一个在轴荷限制上也是一样,这也是2016年新发布的标准,这个当中规定超过多少载重量的汽车装空气悬架的载荷要比不装用空气悬架要高1000公斤。这样一些新出的标准当中都对空气悬架的发展基于极大的支持。所以我最后这一张的总结写了这么一句话,在悬架产业方面突出扶持空气悬架产业方面政策红利依旧持续。

  第三个部分关于商用车悬架技术发展趋势分析,汽车技术现在是新四化,不管是电动化、智能化对汽车结构形式发生很大变化产生很大推进作用。其实在轻量化技术方面,材料的技术革命有很大的推进,包括这个对汽车某些产品的结构形式都会有很大的改变,这是美国提出来一个,到2050年,他们在载货车方面轻量化指标的要求,按照年度来算,商用车在全面轻量化方面有他的这也相当于叫产品规划,在这些方面和我们中国制造2025年的节能与新能源汽车发展规划有些是不谋而合的,我大概记得咱们中国制造2025年对汽车轻量化的要求就是到2030年中国载货汽车的重量要比体现在减40%,一开始讨论的时候有些专家还觉得是不是太高了,一下子减那么多,在保证安全运输的条件下,能做到40%的轻量化感觉到好像有点难,但是经过专家仔细研究,如果结合汽车的电动化、智能化和新材料的技术革命,载货汽车减少40%是可行的,所以在路线图里规定了三个时间节点,2020年、2025年、2030年中国载货汽车减重的指标,我感觉到和这个趋势差不多。其中对悬架的专门有一个,这个到2025年要求比现在减少重量20%。中国为什么要减到40%呢?因为现在中国商用车的重量比国外商用车的重量大概超过30-40%这样,我们必须减40%才能够到2030年的时候和美国技术相当。轻量化对悬架技术来说有很多方案,比如说对钢板弹簧,现在用的比较广泛的少片簧的方案,理论基础基于等应力量的设计,这是材料最省的一种结构形式。国内很多轻型中型已经开始采用这种,重型车有这个趋势但是在市场占有量不大。第二个复合材料簧,这是最近几年新出现的,国内一汽大的供应商都在做,才材料本身没有问题,国内像航天的所,株洲的材料所已经在做实验,现在目前最大的问题就是寿命,弹簧连接方面对弹簧有很大的影响,做成力部分可以,在卷耳(音)和掉耳(音)方面不占优势,所以一定要加装钢的结构,和这个主簧连接的时候有不同的连接方式,不同材料连接总是一个薄弱环节,做寿命实验的时候像那几个大的企业发现螺栓孔破坏,大大影响寿命,这个有待于以后进一步研究的。悬架轻量化方案就是空气悬架,空气悬架靠气囊当中的气体作为弹性介质,比起其他材料来说汽车的弹簧材料很多种,材料利用率来看,空气弹簧是最好的,大概能是钢板弹簧的五分之一,所以从汽车轻量化这个角度来讲,空气悬架还是具有很好的发展前景。

  从技术发展讲,当然还有像智能化,有关智能化我自己有我自己一些看法,一会放在建议当中再去讲。这是国内最近在学术交流会上已经有很多文章在交流,一个叫互联悬架,咱们汽车行业第一位院士就在研究,而且在某一个越野车上已经装车实验了,好处就是汽车转换左右轮载荷不一样的时候,悬架系统可以提供比较大的扭转钢度,这样的话抵抗变形,使得汽车能够很好的高速转弯,并且在越野性能上也会提升很多,所以互联悬架,合肥工大有一位张教授也在做这方面的工作。还有磁流变半主动悬架,在提供总机力的时候利用流变的提醒适应不同的路面行驶特性。

  最后是关于商用车悬架产业发展的问题与建议。两个方面第一个对悬架现状一个估计。刚刚付理事长给出了两条,中国零部件大大滞后于整车,我认为悬架也一样,目前中国汽车悬架企业还是大而不强,多而不精,悬架企业也是蛮多,前面有那个表那个图

  钢板弹簧企业200多家,但是其中能够提供高质量的也是屈指可数这种问题还是存在。这个当中有几个具体的问题比如说核心技术掌握不足,创新体系不够完善这个产业链存在短板等等,我认为这些都是和中国零部件企业不够强大有关,产值创造不足以支持他不断的技术更新,所以没有能够做到很好的可持续发展。下面三点建议,刚刚付理事长、安总都是对行业提建议,这个稿子是我自己花了很多时间改的,为了这次会议我想了想,我是一个搞技术的,对行业发展提建议有点过大,所以我对悬架企业提三点建议。第一条悬架生产企业建立自主零部件开发流程,因为我除了当教授在企业也工作过8年,管过北汽自主研发和新能源,作为中国现在的主机厂不管是商用车、乘用车,乘用车当然更是普及了,都已经经过了这么多年发展形成自己一套整车开发发展流程,说句概括点的,就是基于统一数据库管理的,这样一个从市场调研分析到产品开发一直到验证这样一个科学的流程,这个能包括现有技术产品的现有一致性以及符合市场的需求,主机厂已经做到这点了,作为我们悬架,零部件企业有没有自己的产品开发流程,这个产品开发流程不管是美系、欧系,大概都是不同的时间节点要有不同的时间进入,要交服务交到下一阶段开发过程当中。我们零部件企业什么时候介入到主机开发流程哪一个步骤,叫做第几节点,市场调研阶段应该介入主机厂开发流程,在对标分析当中应该成为一分子,才有可能对所要用的数据性能有一个基本掌握,才有可能进入你的悬架系统分析当中确定你的基本参数。如果做不到这一点,人家主机厂都到第三个第四个阀的话,你再介入就晚了。

  第二你的数据要跟人家能够交换,人家现在交服务比如什么报表,人家按照这个数据来进行交接的,你拿一张图纸来人家可能会不要你,谈不到什么后续的配套,我认为这是中国零部件企业一大问题,由于我们多年来投入不足,没有形成自己的核心开发能力就没有你自己的开发流程,现在无法和主机厂对接,所以我非常同意付理事长,远远滞后于主机厂的技术发展,我认为这是一个核心问题。因为主机厂现在已经把汽车开发流程作为主机厂的核心技术,你到哪个厂人家都有自己的开发流程。大家看那个发改委关于新能源汽车准入条件对主厂第一条要求,要求具有整车集成能力,就是整车开发流程,人家主机厂到了这个时代你还没有这个能力的话,就付理事长说的远远滞后于主机厂的发展。具体提了几条大家参考。

  第二个建议,我认为这也是付理事长刚刚也讲过,我认为悬架生产企业要由部件供应商转变为系统制造服务商。刚刚提到商用车悬架要按照过去说主要钢板弹簧为主,下一步过渡到空气悬架为主,我们就以这两种悬架为例,钢板弹簧悬架给主机厂配套很简单,只要尺寸参数满足整车上要求,你做出来OK供货就可以了,只要疲劳寿命高你就能给你一级产品,持续作为优等供应商。如果过渡到空气悬架系统,空气气囊只传递催向力(音),你如果零部件厂连整车厂的硬点都不知道怎么设计你这个悬架的特性?我们过去教科书上讲汽车悬架有三大功能,缓冲、减振、传力,最近有变化,机器工业出版社出的悬架那一章是我领人写的,除了刚才那些加一个悬架重要功能保证车轮正确运动姿态,现在汽车车速越来越高,汽车的稳定性涉及到汽车安全性,汽车稳定性主要控制来源就是悬架系统,悬架传递于车轮与车身一切力的构建。所以不是简简单单保证产品尺寸就可以作为供应商,一定要对整车性能能够了解,跟随整车厂不断迭代优化你在产品所有参数才能够跟上整车厂的要求,基于这些点你再做一个部件供应商已经不行了,一定要极早掌握你对整车性能影响,到最后验证的时候才能够表明你悬架系统是合理的,是保证性能的,是能够供货的。

  基于这些新的变化,新的要求,我认为作为我们悬架零部件企业,一定要会建模,会分析,会和整车厂的耦合分析,只有做到这些才是一个合格的供应商,才能做到叫服务,反正乘用车企业现在主要核心技术掌握在零部件当中,商用车比这个稍微好一点,因为中国商用车时间久,自主能力高,刚刚付理事长讲90%做到自主,所以对零部件的需求还稍微弱一点,我们现在说的这些没有迫切反映出来,我认为从现在开始如果做不到这一点将被淘汰出局。具体的细节我写了几个也不去说,主要内容我已经把我的论点讲述清楚了。

  最后一个建议,我建议咱们商用车的悬架生产商应该主动的适应汽车智能化的发展方向。刚刚讲智能化是大势所趋,现在辅助驾驶功能已经开始叫商业应用,而且是大量的,现在你推出个新车不达到L2、L3水平都不好意思卖汽车智能化一定会对汽车所有零部件系统提出新的要求,特别是悬架系统,我这里稍微卖弄点我们汽车动力学的知识,汽车的车轮是影响汽车所有性能最重要的一个部件,汽车和外界的接触只有两个介质,第一空气决定了汽车的空气动力学特性,第二就是路面路面和汽车的接触决定了汽车其他主要性能,自动性、操作稳定性,这些力决定了汽车控制能力。现在智能化来了,汽车整车说了,我现在已经不用人来操纵了,现在叫线控转向。我们汽车传统的悬架形式汽车转向一定带一个转向梯形。按照现在悬架形式汽车转向轮的转角不会超过50度,现在最新的智能车说我的车轮可以转90度,横向行驶等等等等,那好了人家转角90度,还按现在形势给人家供货能行呢?转向企业已经开始研究自动,自动企业研究转向,为什么跨界呢?真正的智能车辆的悬架系统一定是转向、驱动、自动和悬架这些力的传递都是可控的,而且要集成控制的,现在转向系统要做悬架的机车控制,自动系统也要做转向自动控制,如果悬架企业跟不上智能车辆的发展我认为也要淘汰出局了。给我们汽车悬架提出了很高的要求,而且我认为绝对是革命性的要求,如果跟不上这个步伐就无法适应汽车智能化的发展。

  反过来说,悬架的集成控制,我认为如果没有汽车转向控制智能车辆是一个假智能车辆不会实现汽车真正自动行驶的,如果不列入到当中怎么实现今后的供货,我无法预测今后悬架是一个什么形式,因为我还没有进入到那么高自动化的水平,但是我可以预测汽车的转向自动悬架形式一定会发生革命性的变化,以适应汽车智能的发展方向。这是我为咱们悬架企业发展提的三条建议。谢谢大家。

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