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当今国产商用车的设计理念 不过是30年前欧洲概念卡车玩剩下的

2024/2/5 11:07:31发布17次查看
【卡车之家 原创】1989年达夫(daf)推出了一台名为fcv的概念卡车。说到fcv,我们现在通常会想到燃料电池汽车,然而达夫fcv并不是什么新能源动力车辆,它的动力系统跟传统柴油卡车几乎没有差别。而从外观上看,它也不是我们想象中那种特别酷炫的概念车,那它的“概念性”到底在哪儿?
达夫fcv是“future concept vehicle”(未来概念车)的简称,虽说它没有特殊的前沿技术概念,但推出至今近30年的时间里,应用在它身上的一些设计想法,在今天量产的商用车上得到了展现。
市场和法规驱使,欧洲卡车进入新型研究阶段
达夫博物馆里的fcv80年代末,随着欧洲经济的强势增长,卡车产业的销售和利润也在持续上涨。同时,运输相关的法律法规也活跃了起来:首个限制车辆排放的规定——欧一排放标准将要实行;一些国家已经提出了车辆加装限速器、防飞溅装置、尾气过滤等装置的强制要求;车辆尺寸和总重也重新制定了标准以及严格执行。
市场需求、法律法规,是让商用车产生改变的直接诱因。对这两项因素进行评估、关联,并作出对应的解决方案,成了当时欧洲卡车厂商的重点研究项目。
概念卡车也是从那个时期开始兴起的,不只是这台达夫fcv,各大牌的概念车型也陆续出现在车展上。包括法国的雷诺、德国的曼恩和奔驰、西班牙的pegaso(1990年被依维柯收购)等厂商,都展现了他们对未来商用车的构想。
吸收利兰卡车技术后,达夫fcv以量产车为基础
利兰-达夫95型卡车1989年的夏天,在吸收了利兰tx450概念卡车的技术成果后(1987年荷兰达夫收购了英国利兰卡车公司),为了得到进一步的发展,达夫的工程师试图将fcv研究项目放在一台量产车型上,最后他们选择了利兰-达夫95系列卡车进行改造。
按照项目计划,达夫fcv原本应该会有多种车型,比如不同尺寸、不同驱动方式等等,但最终他们只选定了5.24米轴距、6x4驱动的集装箱运输车为样版。然而,这并不是一台普通的双驱载货车,配置和设计布局上它的构思相当“奇怪”。
压缩驾驶室空间后,如何提升舒适性?
1.顶置卧铺
法规对车辆总长设定了限制,为了获得更多的载货量,欧洲多家厂商都尝试过压缩驾驶室长度,顶置卧铺是一个解决方案,这也不是达夫fcv的首创设计了,而单排座位的长度确实是底线了。
单排顶置卧铺驾驶室2.平地板但高度低
驾驶位的高度不高,而下方是一台11.6升的重型发动机,如果以现在的卡车结构来看,驾驶室内应该会有一个巨大的发动机隧道,但这车并没有,它出乎意料的是平地板。这是由于发动机采用了下沉布局设计,往下再说说这底盘布局的精髓。
3.没有登车踏板
驾驶室两侧没有登车踏板,它配备了气动台阶,在打开车门时会自动落下。好处是使得车门表面平整,有助于减少行驶中的空气阻力。其实,这种设计很大程度上是“被迫”的:由于发动机附件布局紧凑,这两侧分别布置了水箱和中冷器,登车踏板的空间因此被占用了。
4.内饰舒适化趋势
内饰配置较为特别的有伊思灵豪森的高端座椅,还有倒车影像(要知道2000年后电子产品才真正发展起来)。
事实上,有限的驾驶室空间和舒适性是相矛盾的,协调和平衡这两者的发展一直都是卡车设计的研究课题。
车架为“减载”而设计,底盘件如何布局紧凑?
1.铝合金箱型车架
时至今日,钢铁仍然是卡车底盘车架的主要材料,但当时达夫的工程师认为,钢铁质量太大,而且“过于坚固”——由于法规限制了车辆总重,高强度底盘对于物流车辆来说没有太大必要。
车架高度很低,可载货区域大在考察了包括树脂纤维在内的多种材料之后,他们选择了铝合金,并将车架做成了箱型。这种设计较为简单而且相对成本低,也因此可以减少约10%的重量。
这种车架除了重量轻以外,还有就是高度低。使用尺寸为315/70r19.5的米其林定制小外径轮胎,车辆载货平台的高度仅为85厘米,同时保留了22厘米的离地间隙。
2.发动机“下沉”和“前置”
发动机、变速箱、传动轴等都焊接在这个箱型车架的内部,整套系统的高度都比较低。11.2升的重型发动机只有一小部分突出了车架,这就是为什么低矮驾驶室是平地板结构的原因。
发动机机体靠前布置,附件则放置在两侧驾驶室是单排的长度,照理来说重型六缸发动机长度会超出驾驶室,与载货区域产生干涉,但它并没有。这是由于发动机放置在了车架的最前头,而水箱和增压中冷器等附件则放置在了车架的两侧。这使得驾驶室下方部件的布局相当紧凑,有点像前置前驱轿车的发动机舱。
水箱与车架形成一定夹角,有一定的迎风面积,类似于f1赛车的散热器布局设计。中冷器之后集中布置了发电机、空压机、液压输出装置等。两个散热器分开布置,也能让散热效率提升,让风扇的工作减少。
驱动形式、悬架设定、刹车系统
6x4双驱双转向
达夫方面希望车辆采用双转向,以得到更好的机动性和减少轮胎磨损,另一方面又想获得双驱的良好驱动力,因而造成了冲突。最后的解决方案是,他们采用了一个“分配扭矩”中央差速器:1/3驱动力分配给第二轴(单胎),2/3驱动力分配给第三轴(双胎)。
中间轴为单胎,可驱动可转向单胎的第二轴也可转向,使用电动液压系统控制。这种双驱双转向系统被称为ddds,根据现今的欧洲法规,ddds可应用在总重为48吨的车辆上。
刹车盘“远离”车轮
首先要知道,这车采用了前独立悬架、后气囊非独立悬架,而制动系统使用了盘刹。这个盘刹系统使用了克诺尔定制的“气推油”活塞卡钳(气推油确实是历史产物了,后来的重型车都采用纯气刹)。
刹车盘和卡钳在靠近车架的位置由于轮圈小(19.5寸),并且悬架布局紧凑,所以很难像常规车辆一样布局刹车盘。他们将刹车盘往“里面”放置,绕开悬架并靠近车架。这种貌似迫不得已的做法,却使盘刹的冷却效能提升了6倍,也更容易检查维护。
配件定制和“集约化”概念
除了克诺尔的盘刹系统,多家零部件供应商提供了定制支持,包括zf、海拉、博世、威伯科等。定制化的最大意义是最大程度上匹配车辆的设计需求,比如萨克斯-博格(sachs-boge)的减震器重新调整了阻尼,就是根据特定的车辆总重等因素进行设定的。
另外,车辆上的某些部件可实现两个或多个功能的概念。比如驾驶室的管状阶梯支架,同时也用作储存液压油。让整车的结构更简单、零部件更少,这关于“集约化”的方向,也是目前一直在研究的。
关于达夫fcv:工程师在努力做些什么?
对于一台货车,我们看重的是它的盈利能力,其中一个关键点是载货量。但由于法规的要求,整车的长宽高尺寸被限制,因此货厢大小和驾驶室空间是相互制约的,也是相互矛盾的。工程师们一方面通过发展技术把两者都做得更好,另一方面也在寻求一个平衡点。
除此以外还有许多矛盾点,比如现在为了满足排放标准的后处理系统,和车辆的耐用性、动力性是有所冲突的……在诸多条件的限制下,最大程度地提升车辆的盈利能力,就是商用车工程师们在努力做的事情。(图片来源网络;资料来源:commercialmotor;文:黎文豪)
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