【文章內(nèi)容簡介】 “ 科拉尼 ” 能夠?qū)⑷加拖牧繙p少30%。 圖 這款卡車名為 “ 變色龍 ” ，由鄧海山（ Haishan Deng，音譯）設(shè)計，可以根據(jù)所運送貨物的具體情改變外形，因此能夠在不滿載貨物情況下降低燃油消耗量。 “ 變色龍 ”可行駛到貨物上方將其 “ 吞噬 ” 而后自行裝貨。相對于傳統(tǒng)卡車來說，它能夠減少裝貨時間以及對負責(zé)裝貨的車輛需求。 “ 變色龍 ” 柔軟的織物外殼用于包裹貨物，同時也可減少卡車重量。此外，這種外殼能夠在發(fā)生撞擊或者撞車時吸收撞擊力，進而提高安全性。 圖 14 戴姆勒公司研制的卡車 “ 革新 ” 于 3 月亮相。 “ 革新 ” 采用鋁制底盤，戴姆勒的其它卡車也已采用這種設(shè)計。 “ 革新 ” 的后輪整流裝置能夠讓車身周圍的氣流趨于平穩(wěn)，底部嵌板負責(zé)對底盤下方的氣流進行同樣處理。頂部導(dǎo)風(fēng)板負責(zé)引導(dǎo)拖車上方的氣流。氣流分隔片與前保險桿融為一體，負責(zé)引導(dǎo)卡車周圍的氣流。反射鏡被側(cè)視攝影機取代，用于進 一步減少阻力。 雷諾公司的概念卡車 “ 光輝 ” （ Radiance），外部設(shè)計更符合空氣動力學(xué)原理。車身前端有大型進氣口，用于冷卻發(fā)動機。 “ 光輝 ” 采用的發(fā)動機較前輩相比功率更大、更為安靜同時也更為潔凈。傳統(tǒng)的倒車鏡由攝像機取代，電子線控駕駛系統(tǒng)可降低司機在撞車事故中的死亡風(fēng)險。 新浪科技訊 北京時間 8 月 20 日消息，據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志報道，受金融危機影響，當(dāng)前的汽車業(yè)正遭遇可怕的 “ 寒冬 ” ，號稱 “ 油老虎 ” 的高耗油汽車銷量呈直線下降趨勢，世界上一些最大的汽車制造商也面臨很大的生存壓力。乘用車的現(xiàn)狀如此，有 “ 公路 之王 ” 之稱的重型卡車命運又當(dāng)如何呢？ 油耗與 1969 年持平 在美國，重型卡車在貨物運輸中占到的比重高達 70%左右，英國和歐洲其它大部分地區(qū)的比重也大致如此。隨著全球經(jīng)濟陷入不景氣、油價居高不下以及越發(fā)嚴格的排放規(guī)定，一些人可能覺得，這個世界正朝著一個節(jié)約型、低碳排放的未來全速推進。實際上，這種想法是錯誤的。美國科羅拉多州洛磯山研究所的提高能效倡導(dǎo)者埃莫里 羅文斯表示： “ 卡車業(yè)在相當(dāng)長時期間一直處于停滯不前狀態(tài)。 ” 過去 40 年來，美國汽車的平均燃油效率提高了近一倍，但當(dāng)前重型卡車的燃油消耗量仍與 1969 年持平，大約在每 100 公里 30 升左右。 1990 年，美國卡車每天消耗的燃油相當(dāng)于 160 萬桶石油 (2540 萬升 )，占美國總消費量的大約 10%。截至 2021 年，這一數(shù)字又提高到 250 萬桶。 卡車業(yè)的這種現(xiàn)狀已不能再繼續(xù)下去，卡車制造商、貨運公司以及交通運輸研究人員都已經(jīng)意識到這一點。在整個世界，尤其是在美國，他們正采取一系列新舉措，降低卡車的耗油量。毫無疑問，即使取得很小的進步也會帶大巨大的收益。 今年 3 月，戴姆勒公司北美卡車部門揭開了一款名為 “ 革新 ”(Innovation) 的概念卡車神秘面紗。設(shè)計這款概念 卡車的目的就是向世人展示如何才能更好地利用汽車空氣動力學(xué)。在風(fēng)洞測試中， “ 革新 ” 消耗的燃油較未改裝卡車相比低 3%，如果美國卡車都換成 “ 革新 ” ，每年可節(jié)省大約 43 億升燃油，每年的二氧化碳排放量可因此減少超過 1100 萬公噸。 進步雖有 遺憾更多 15 一些更雄心勃勃的卡車研制計劃已在進行當(dāng)中。在 4 月舉行的 RMI 貨運汽車燃油效率大會上，工程師和業(yè)內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)者指出，當(dāng)前可用的并且并不昂貴的技術(shù)最高可將燃效提高 23%，甚至提高一倍或兩倍的可能性也是存在的。 從卡車業(yè)開始嘗試燃效更高的設(shè)計到現(xiàn)在，已經(jīng)有半個世紀歷史了，在 發(fā)動機技術(shù)和空氣動力學(xué)利用方面都取得了一定進步。不幸的是，這些進步卻因其它拉高油耗的因素而未能體現(xiàn)應(yīng)有的價值， 例如更快的速度、交通擁堵以及過多的產(chǎn)品包裝等等，所有這些因素都增加了燃料的消耗，這在一定程度上了降低了卡車的燃效。 。 與此同時，載貨拖車 (被形象地稱之為牽引車推拽的 “ 帶輪子的大盒子 ”) 也在很大程度上慘遭忽視。加利福尼亞州帕薩迪納低能耗運輸咨詢公司 Calstart 的比爾 范 阿姆博格說： “ 這是一份有些笨拙的資產(chǎn)，為了引起人們的重視，它們必須變得更加智慧。 ” 讓拖車趨于流線型進而提高燃油效率的方 式有很多。車輪上的防護罩、拖車下方的開放空間以及覆蓋牽引車與拖車間縫隙的整流罩，能夠?qū)⑷加托侍岣?6%。拖車背上的圓形襟翼或者說鰭可以讓燃效再提高 6%。讓空氣吹過拖車后部通風(fēng)口的這種簡單方式最高可讓阻力減少 5%。 50 多年前，風(fēng)洞測試就已驗證了很多類似改進所能收到的效果，但迄今為止，這些改進為什么沒有得到廣泛普及呢？在美國，每輛牽引車平均掛 4 輛拖車，由于拖車絕大多數(shù)時間處于靜止狀態(tài)，降低了任何旨在提高燃油效率的投資所能產(chǎn)生的回報。此外，燃油由牽引車運營公司買單，而拖車可能不歸運營公司所有，這種現(xiàn)狀讓問題進一 步嚴重。 “21 世紀卡車合作 ” 計劃負責(zé)人肯 霍登表示： “ 這是后勤保障、實用性與成本之間的一場較量。 ”“21 世紀卡車合作 ” 計劃旨在通過美國能源部的協(xié)調(diào)提高卡車性能。 16 圖 Hybrys Hybrys 是雷諾制造的又一款概念卡車。它采用混合動力發(fā)動機技術(shù)以在更大程度上提高燃油經(jīng)濟性 。 Hybrys 在設(shè)計上用于市內(nèi)運輸，尤其是垃圾運輸，可以使用 電動發(fā)動機或者柴油 /電力混合發(fā)動機。 圖 Fuso EcoD 17 Fuso EcoD 是日本三菱公司制造的一款概念型垃圾裝卸卡車。這款概念卡車采用柴油 /電動發(fā)動機并行結(jié)構(gòu)，可以使用其中任何一種能量源或者 “ 雙管齊下 ” 以獲得更大的加速度。 EcoD 裝有排放控制系統(tǒng)，在設(shè)計上能夠減少氮氧化物排放。 圖 Fuso Concept Fuso Concept 是三菱公司制造的另一款未來卡車，在設(shè)計上擁有更高的燃油經(jīng)濟性和安全性。這款概念車采用新型輪胎，能夠減少重量和滾動阻力，進而提高燃油經(jīng)濟性。 Fuso Concept 裝有攝像機和觀察屏，同時采用可降低撞車事故受損程度的前保險桿。 18 圖 Truckster Concept 菲亞特公司的卡車 Truckster Concept，于 2021 年在馬德里汽車展上首次與公眾見面。從外觀上看， Truckster Concept 好似一輛定 制的 Ducato 商用車。 Truckster Concept 采用 28 英寸（約合 71 厘米）寬車輪、 LED 前燈、液壓控制鷗翼形車門、煙色玻璃車窗以及符合空氣動力學(xué)原理的擾流器。 路線選擇軟件必不可少 為了提高燃油效率，我們在注重改進硬件的同時也不能忽視相關(guān)軟件的開發(fā)。美國快遞巨頭 UPS 已開始使用路線選擇軟件，避免公司運輸車輛進行不必要的 “ 穿流 ”( 在美國和歐洲大陸應(yīng)進行左轉(zhuǎn)；在英國和澳大利亞則應(yīng)進行右轉(zhuǎn) )，進而縮短停頓時間。UPS 表示， 2021 年，單是美國便因為路線選擇這一舉措節(jié)省了 1100 萬升燃油。 美國 超市巨頭沃爾瑪?shù)目ㄜ嚀碛辛烤用绹谝?，聲稱在節(jié)省燃油方面取得了較其它公司相比更為理想的成績。借助于智能路線選擇軟件以及將產(chǎn)品包裝減少到最低程度，沃爾瑪卡車的燃油消耗量減少了 25%以上。沃爾瑪表示，通過更多類似的舉措，他們有望在 2021 年將公司卡車的燃油效率提高一倍。 卡車制造商奔馳公司最近表示，他們制造的一款 Actros 卡車創(chuàng)造了一項新的世界紀錄。在一條試車跑道上，這輛卡車在搭載 25 公噸重物情況下，燃油效率達到了每 100 19 公里 升，即燃燒 1 美國加侖 (約合 升 )可行使 英里 (約合 公里 )。與美國和歐洲當(dāng)前的普通卡車相比，這款 Actros 的燃油消耗率減少了一半。 Actros 卡車之所以能夠做到這一點的部分原因在于：采用 “ 超寬 ” 輪胎取代傳統(tǒng)輪胎，用于分散重量同時將與地面的摩擦降至最低。此外，符合空氣動力學(xué)原理的平滑設(shè)計也貢獻了一份力量。 卡車業(yè)面貌必須改變 時至今日，一些更為雄心勃勃的革新計劃已在進行當(dāng)中。目前，世界上第一款燃油/電力混合動力卡車已經(jīng)出現(xiàn)在高速路上，用安裝在車輪內(nèi)部的小型電動馬達取代燃油發(fā)動機的卡車也已經(jīng)問世。一些研究人員希望，卡車能夠從公路行駛過程中遭遇的顛 簸或者發(fā)動機排氣的廢熱中獲取能量。 我們可以確信，決策者、卡車制造商以及運輸公司都已經(jīng)意識到必須改變卡車業(yè)的面貌，雖然他們可能出于不同考慮得出這一結(jié)論。 2021 年，美國卡車協(xié)會發(fā)起了一項行動，計劃在未來 10 年內(nèi)將美國卡車的燃油消耗量減少 3180 億升，為實現(xiàn)這一目標采取的措施包括采用流線型設(shè)計以及新的發(fā)動機技術(shù)。 羅文斯說： “ 我們本可以更早一點采取這些舉措。 2020 年，我們的卡車燃油效率有望提高兩倍。到那個時候回首往事時，我們不免會產(chǎn)生這樣的疑問，到底是什么詛咒讓我們花費這么長時間才實現(xiàn)這一目標。 ” 調(diào)研結(jié)果分析 從調(diào)研結(jié)果可以看出未來卡車發(fā)展趨勢。 環(huán)保節(jié)能的主旋律。環(huán)保形勢的嚴峻和石油短缺日益突出，迫使國際、國內(nèi)制訂更加嚴格的發(fā)動機排放限值和節(jié)能措施。這著重體現(xiàn)在提高動力性、改善燃油經(jīng)濟性及改善排放指標等方面。反映在卡車造型上主要有流線型曲面和汽車導(dǎo)流板和擾流板的增加 駕駛室的舒適化和安全性。四點懸浮既是時髦詞匯 ,又成為駕駛員實實在在的”享受”。以此為契機，國內(nèi)諸多廠家 2021 年后推出的重型卡車新產(chǎn)品更加注重內(nèi)飾和外觀的人性化設(shè)計 ,實用、安全、舒適是最高要求；外觀設(shè)計追求整體造型的風(fēng)格，通過流線型 大圓角造型設(shè)計，突出動態(tài)、力量以及親和等特色，配以完善的色彩，告別那些讓人“顫抖”的駕駛室。在安全性方面卡車多采用全鋼結(jié)構(gòu)的駕駛室，特殊材質(zhì)的前保險杠等。 20 機電一體化技術(shù)的運用。機電一體化我國重型汽車技術(shù)水平與國際水平之間的差距，主要體現(xiàn)在機電一體化裝置的研制和裝用的數(shù)量上。在國外，載貨汽車機電一體化技術(shù)的發(fā)展與轎車相比有過之而無不及，轎車上應(yīng)用的技術(shù)在載貨汽車采用，轎車上沒有應(yīng)用的技術(shù)在載貨汽車上也得以應(yīng)用。今天，隨著用戶需求的不斷提高和技術(shù)進步，我們在重型汽車上采用的機電一體化技術(shù)愈來愈多，有助于提高產(chǎn) 品的技術(shù)含量。隨著機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在卡車造型方面可以有更大的發(fā)揮空間，諸如自動車門，自動旋轉(zhuǎn)后視鏡，伸縮式前大燈等。 21 第二章 草圖及方案分析 草圖方案分析 方案一 圖 方案 1 寬大的擋風(fēng)玻璃帶給人廣闊的視野，側(cè)面流線型的造型給人飄逸的動感，寬大的組合后視鏡及廣角后視鏡具有電動調(diào)節(jié)功能和電加熱功能。 方案二 圖 方案 2 設(shè)計盡量使用多的塊面，多弧線多曲面造型有利于減小風(fēng)阻， 擋風(fēng)玻璃，進氣隔柵前大燈造型比例適當(dāng)。 22 方案三 圖 方案三 此方案的設(shè)計思路是將車頭上下兩部風(fēng)來設(shè)計，借簽轎車設(shè)計元素，畢竟轎車的造型有著比卡車更多的積淀，上部分要考慮安全性，以及駕駛室的舒適性和風(fēng)阻。 方案四 圖 方案四 23 對牽引車造型做一些新探索，需要考慮掛車的因素，包括與掛車的連接方式，尺寸匹配等，這個方案是比較概念的，取消了 A 柱，提供更廣闊的視野，攝像頭取代了后視鏡，使車身設(shè)計更顯流線型的動感。 方案五 圖 方案五 受到前面方案的啟發(fā)，又有了一些新的想法將車造型身設(shè)計更加一體化，大曲面造型使卡車看起來更加富有動感。 方案六 圖 方案六 24 此方案的靈感來源于太空飛船，造型簡潔，為生活忙碌的人們尤其是長途運輸?shù)乃緳C增添生活樂趣，圓形的可以向兩邊伸縮的車門，再打開車門的同時，從駕駛室彈出的座椅可以將駕乘者送進駕駛室，總而言之，這個設(shè)計更多的是概念化。 方案七 圖 方案七 圖 方案七 25 此方案中產(chǎn)品的各部分已較為完善，考慮卡車一般會比較高，駕乘者上車時可能會很困難，在車身部分加了兩個類似梯子作用的孔，而且將這兩個孔的造型做到盡量融于車身，成為車身的一部分。 草圖綜合評價 將前面七個方案比較，對比各個方案的優(yōu)缺點，充分保留各個方案的的優(yōu)點， 根據(jù)卡車整體設(shè)計的多方面要求 ，為 表現(xiàn)卡車的功能、材料、工藝和結(jié)構(gòu)特點 ，最后選定較為完善的第七個方案做為本次設(shè)計的最終方案。 26 第三章 方案展開設(shè)計 草方案深入設(shè)計 圖 . 選定的草方案 選定方案進行深入設(shè)計，用于三維軟件進行