16和18吨级中卡车型是2020年实施高速公路“按轴收费”后受益最大的车型,多位中卡司机反馈其高速费用比之前略有降低,因此轻量化中卡成为市场热销产品。但是笔者在调研过程当中发现,很多司机反馈中卡普遍存在动力不足问题。是产品本身设计问题,还是使用问题?笔者从产品设计开发和司机驾驶习惯两个维度来对此问题进行解析。
目前国内中卡产品有两个技术路线:第一类,中卡与重卡共平台,使用2480mm宽度驾驶室、285mm高8mm厚的纵梁、440或400后桥、匹配6缸280马力以上的发动机,其优势是承载能力强、动力储备大,但是缺点也非常明显,油耗高,自重达到8吨以上。这类车型在国家严厉治理超载的大环境下不再具备标载运输的竞争优势,必然会被时代所淘汰;第二类,中卡与轻卡共平台,使用2120mm或2200mm宽度的驾驶室、230mm高6mm厚的纵梁(有局部加强板)、385后桥、匹配4缸发动机(170-220马力)。这类产品最大的竞争优势是自重轻、标载运输盈利能力强,目前很多企业18吨6.8米厢长的中卡产品能够做到二类底盘4.8吨(空油箱),平板运输车6.4吨,厢式运输车7.9吨,并且重量还有进一步优化的空间,轻量化中卡已成为市场主流。
目前国内4缸柴油发动机最大功率到220马力,以目前最畅销的某合资品牌4.5升发动机为例,最大功率220马力,最大扭矩820Nm,最大扭矩区间是在1300-1500r/min,如果发动机转速超过了1500r/min后其扭矩会下降,就会出现动力不足现象。因此发动机、变速箱、后桥速比三者的匹配关系极为重要,另外车辆的动力性和经济性也是一对矛盾,需要根据具体使用场景和路面工况来平衡这两个指标。整车标定通常在高速行驶时考虑经济性,加速和爬坡时考虑动力性。
动力不足主要体现在四个方面:第一,起步加速,其实起步加速对于卡车司机而言并不重要,通常都是不断换挡慢慢加速,这样可以减少油耗;第二,40—70km/h的紧急加速,其使用场景是车辆从高速公路匝道进入到主道后的紧急加速,由于中国的高速公路匝道进入主道的加速段只有不到100—200米,卡车必须紧急加速后再并线到外侧车道,如果车辆动力不足导致加速性能太差就存在巨大的安全隐患,很容易与后车发生追尾;第三,70—80km/h的超车加速,根据高速公路行车要求,卡车必须在外侧车道行驶。如果前方遇见一辆50-60km/h速度缓慢行驶的重卡则严重影响后方车辆的行驶速度,因此司机必须找准内侧车道无车的机会进行超车;第四,爬大坡,司机要根据坡度和自身载荷选择合适的档位,利用发动机最大扭矩点进行爬坡,并且要提防发动机温度过高导致功率下降。

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另外,目前16和18吨级的中卡通常匹配6档或8档的变速箱,由于6档变速箱的最大输入扭矩通常在500Nm左右,只适合16吨级以下的中卡。目前主流中卡的发展趋势是匹配8档变速箱,其最大输入扭矩从850-1050Nm,可以满足4缸220马力发动机的匹配需求。变速箱分为超速档和直接档两种,超速档的最高档位传动比小于1,通常设定为0.72-0.8区间;直接档的定义为最高档位传动比等于1,此时传动效率最高(99.3%—99.6%),相当于一根刚性传动轴直接将发动机动力输出给后桥。目前国内所有中卡匹配的全部是超速档。特此解释一下,超速档不是用来车辆超速使用,而是国道上轻载或高速上满载使用,可以提升行驶速度。但是整个动力传输是先通过变速箱加速减扭、再通过后桥减速增扭,这一加一减必然会造成很多额外的功率损失。因此建议国道上满载行驶(经常要减速加速)时使用次高档(7档直接档),不仅可提升整车动力性而且也能够减低油耗。笔者调研发现很多司机在任何路况下都使用最高档(8档超速档),档位使用不准确是动力不足的重要原因。

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目前国内主流中卡的后桥速比在4.33—4.875区间,小于4.33(3.727、4.1)只适合轻载快递物流场景使用;4.33兼顾动力性和经济性,适合平原地区使用;4.875注重动力性,适合丘陵山区使用。因此中卡司机必须根据自己实际使用场景来选择合适的后桥速比,后桥速比选择不准确也是动力不足的原因。
笔者根据车速、发动机转速、变速箱各档位速比、后桥速比进行计算,设定车辆参数为:整车重量18吨;发动机最大功率220马力,最大扭矩820Nm,最大扭矩区间是在1300-1500r/min;8档变速箱,超速档速比0.72;后桥速比4.33或4.875。按照四个工况做一下理论计算。

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中卡产品的定位是城市配送或城间物流,通常经济时速设定在70km/h。由于4缸发动机动力储备小,再加上司机选车用车不恰当,必然会造成动力不足的情况。因此笔者提出相应的建议:
第一,商用车企业需要做中卡的场景定制,目前场景能够细分为四级,根据具体使用场景来匹配发动机功率段、变速箱、后桥速比。销售人员要能够准确识别客户的需求,将最合适的车型销售给客户。
第二,客户在资金允许情况下,4缸发动机尽量选择220马力820 Nm的,8档变速箱。如果选择180马力650 Nm,6档变速箱很容易出现动力不足现象。
第三,客户一定要根据自己的实际使用场景选择后桥速比,不要盲目追求小速比。“大马力大扭矩+直接档+小速比”这套节油理论只应用在重卡,暂时还不适合中卡。如果选择小于4.33的后桥在丘陵山区使用必然会造成严重的动力不足。同时建议变速箱厂家开发1050Nm的8档直接档变速箱,整车企业匹配3.1的后桥速比,则在总减速比相同情况下节油1%。
第四,由于中卡的动力储备不大,因此根据道路情况换挡显得尤为重要。建议商用车企业要给客户进行培训,高速公路上使用超速档(8档),而在国道上频繁减速加速则使用直接档(7档),急加速必须降档加速。
第五,在爬坡时根据坡度不同和交通道路情况,先加速冲坡,然后逐级降档后选择最合适的档位,爬坡最佳转速点控制在1350—1450r/min,并且密切关注水箱温度,防止发动机出现过热现象。