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卡車是人類陸地運輸?shù)闹匾ぞ摺?/p> 卡車誕生之前,人類陸地運輸使用的是馬車或者牛車,牛和馬都是人類最重要的伙伴和生產(chǎn)工具。 畜力拖拽車輛性能的上限很低:速度慢、拉得少! 工業(yè)革命之后人類對運輸?shù)男枨笕找嫔仙罅σ呀?jīng)無法滿足人類的運輸需求。 時代在呼喚新型的運輸工具:運輸能力更大、運輸速度更快! 隨著內(nèi)燃機的發(fā)明,卡車的誕生水到渠成。
早期的卡車
世界上第一輛汽車是卡爾·奔馳在1886制造出來,第一輛卡車則是戈特利布·戴姆勒在1896年制造出來的。 兩位汽車工業(yè)先驅(qū)創(chuàng)建的企業(yè)在1926年合并,也就是后來戴姆勒-奔馳汽車公司(Daimler-Benz AG)(簡稱奔馳公司)。
1896年戴姆勒制造出了世界上第一臺使用發(fā)動機驅(qū)動的平板載重車,證明發(fā)動機動力可用于貨運。 這臺卡車配備的是安裝在車尾的兩氣缸發(fā)動機,功率僅有4馬力,額定載貨量為1.5噸。 1917年,戴姆勒公司推出了1C型卡車,配備4.7升功率35馬力的發(fā)動機,額定載貨量為1~1.5噸。 這款車型后來進一步發(fā)展成為了1CN車型,并在1926年被并入戴姆勒的生產(chǎn)制造體系。
一戰(zhàn)時期的卡車——美國標準B型自由卡車
汽車雖然是歐洲人首先發(fā)明的,但在20世紀50年代以前,美國才是全球汽車工業(yè)重鎮(zhèn)! 美國的汽車產(chǎn)量遙遙領(lǐng)先歐洲國家。 20世紀50年代以前,美國的汽車產(chǎn)量占全球汽車總產(chǎn)量的比例一般在80%左右,90%以上也不少見! 美國福特公司的流水線生產(chǎn)方式和T型車全球聞名。 因此我們以美國汽車工業(yè)代表性的卡車產(chǎn)品來講述卡車性能在50年代以前的演進。
第一次世界大戰(zhàn)中,軍用卡車開始在戰(zhàn)場上嶄露頭角,代表型號就是美國的自由卡車(Liberty truck)。 標準B型自由卡車是美國軍方生產(chǎn)和采用的第一款正式標準化的機動車輛。 自由卡車的驅(qū)動方式為4X2,配備了6.96升排量直列四缸汽油發(fā)動機,最大輸出功率為52馬力,搭配4速變速箱,車輛的最高速度約為24公里/小時。 自由卡車從1917年開始生產(chǎn),在一戰(zhàn)期間共生產(chǎn)了上萬輛,并被大量適用于歐洲戰(zhàn)場。
一戰(zhàn)時期卡車的性能還相對低下: 發(fā)動機是汽油發(fā)動機; 發(fā)動機功率普遍較低,一般只有幾十馬力; 卡車運輸能力有限,通常僅有1噸左右; 運輸速度慢。 第一次世界大戰(zhàn)期間,各國軍隊中仍然大量使用馬匹進行物資運輸和牽引火炮。
二戰(zhàn)時期的卡車——美國大十輪
二戰(zhàn)期間,卡車開始大放異彩。 美國制造的多款軍用車輛在各地戰(zhàn)場中都發(fā)揮了重要,例如威利斯吉普車和GMC大十輪。
1940年美國陸軍軍需部進行招標,計劃為軍隊裝備現(xiàn)代標準化卡車以應(yīng)對未來的戰(zhàn)爭。 美國陸軍的招標涵蓋了7個等級不同噸位的戰(zhàn)術(shù)卡車——0.25噸,0.75噸,1噸半,2噸半,4噸,6噸及7噸半。 這些不同噸位的戰(zhàn)術(shù)卡車后來分別是威利斯jeep,道奇WC,雪佛蘭G7100(G506),GMC CCKW,Diamond T968,Corbitt 50SD6及Mack No系列。
威利斯吉普車是美國威利斯汽車公司研制的一種多用途越野用車。 該車發(fā)動機功率60P馬力,590KG的自重和300KG的有效載荷。 二次大戰(zhàn)結(jié)束時,威利斯吉普的產(chǎn)量超過60萬輛,是人員運輸車的代表。
美國用于物資運輸?shù)拇硇攒囕v是GMC CCKW卡車,又稱“大十輪”。 GMC CCKW卡車空重4噸,驅(qū)動方式6×6,使用的發(fā)動機是GMC270型4.4L6缸汽油發(fā)動機,發(fā)動機功率91馬力,最高速度72千米/小時,載重量2.3噸。
老一代中國人對美制大十輪GMC CCKW353型軍用卡車記憶尤深。這種被稱為“兩噸半”的卡車,幾乎成了二戰(zhàn)美軍的象征。 GMC CCKW353型之所以被稱為“兩噸半”,是指該車越野時可運載2.5噸貨物,而公路運輸則可運載4.5噸貨物,不僅性能非??煽浚耶a(chǎn)量也十分龐大。 據(jù)統(tǒng)計二戰(zhàn)期間,美國共制造了超過50萬輛各種型號的GMC CCKW型卡車,是盟軍物資運輸?shù)闹髁囆汀?/p> 歐洲平原、北非沙漠、印緬公路,還有茂密的南太平洋叢林,到處都可以看到這輛車的身影,是盟軍贏得二戰(zhàn)勝利的重要功臣之一。
二戰(zhàn)時期卡車的性能相比一戰(zhàn)時期有了巨大的進步,但總體性能仍顯不足: 發(fā)動機仍然普遍使用汽油發(fā)動機; 發(fā)動機功率仍然較低,一般在100馬力以下,僅有少數(shù)車型的發(fā)動機功率超過100馬力; 卡車的越野運輸能力仍然較低,通常僅有2.5噸左右; 運輸速度慢。 二戰(zhàn)時期馬匹仍未徹底推出戰(zhàn)場,但其作用已經(jīng)顯著下降。
20世紀五六十年代——奔馳L系列卡車
二戰(zhàn)后人類迎來了一次技術(shù)革命的大爆發(fā)。 半導(dǎo)體工業(yè)開始興起,石化工業(yè)蓬勃發(fā)展,內(nèi)燃機性能的進步也推動了卡車技術(shù)的發(fā)展。 世界各國開始大規(guī)模建設(shè)高等級公路,例如美國著名的洲際公路系統(tǒng)就是于1956年開始建設(shè)的,顯著改善了道路條件。 大規(guī)模的公路建設(shè)不僅改善了卡車的使用條件,同時帶來了更大的需求,這促進了卡車的性能快速提升。
奔馳公司的L系列卡車是五六十年代推出的代表性卡車。 L系列卡車品種類繁多,配置廣泛,從1959年推出之后其實用性和耐用性得到廣泛好評。 L系列卡車包括總重7.5噸的中型卡車L323型、總重12/14噸的重型卡車L327型、總重19噸的重型卡車L332和L334型。
1963 年,奔馳采用新的四位數(shù)型號命名系統(tǒng),其中前兩位數(shù)字表示車輛總質(zhì)量,最后兩位表示發(fā)動機功率。 該系列從型號1113開始:奔馳最成功的短鼻子車型L322型在1963年被重新命名為1113,數(shù)字序列代表允許車輛總質(zhì)量為11噸和發(fā)動機功率為96千瓦(130馬力)。 該系列最后以L2624型號結(jié)束,該車型總重26噸,發(fā)動機功率240馬力。
奔馳L系列卡車的發(fā)展極大受益于發(fā)動機技術(shù)的進步。 L系列卡車開始使用柴油直噴發(fā)動機替代以前的間接噴射柴油發(fā)動機, 1964年奔馳推出了第一臺柴油直噴發(fā)動機,命名為OM352。 OM352是一臺5.7升直列6缸發(fā)動機,功率可達130馬力。 OM352A是渦輪增壓版發(fā)動機,功率進一步提升,最大可達240馬力。 OM352的數(shù)據(jù)現(xiàn)在看起來并不出色,不如很多乘用車的功率,但是在當(dāng)年卻獨領(lǐng)風(fēng)騷。
L系列卡車不僅在歐洲很受歡迎,在美國也銷售了一些,在發(fā)展中國家更是聲名鵲起。 在中東、非洲和南美洲,L系列成為了眾所周知的卡車,它們可以在最惡劣的環(huán)境中運送著超過制造商額定載荷的貨物,在某些情況下裝載的貨物甚至是最大設(shè)計載荷重量的三倍,并且是日復(fù)一日的持續(xù)工作。
從二戰(zhàn)時期到60年代,卡車性能的提升是清晰而顯著的: 1、卡車普遍使用柴油發(fā)動機替代汽油發(fā)動機,以獲得更好的性能。 2、發(fā)動機功率從100馬力以下普遍提升至100馬力以上,功率超過200馬力的發(fā)動機也不少見。發(fā)動機的排量一般在6L左右。 3、卡車的載貨量顯著上升,公路運輸?shù)妮d貨能力可以達到20噸以上。
20世紀八九十年代——斯太爾91系列
七八十年代隨著發(fā)動機、底盤等技術(shù)的不斷完善和成熟,卡車的性能進一步提升。 卡車和發(fā)動機的系列化發(fā)展趨勢更加明顯,卡車公司通常開發(fā)同一系列不同型號的產(chǎn)品來滿足市場的不同需求。 代表性的卡車如斯太爾公司的91系列卡車,奔馳公司的NG系列卡車。 斯太爾91系列卡車不是最先進、最著名的卡車,但卻是我們中國人最熟悉的車型。 中國在80年代引進了斯太爾91系列卡車的全套技術(shù),斯太爾在中國重型汽車的發(fā)展史上留下了濃墨重彩的一筆。 我們以斯太爾91系列卡車為例看看卡車的技術(shù)發(fā)展。
斯太爾91系列重型卡車是斯太爾公司1978年投產(chǎn)的車型, 斯太爾91系列重型卡車有15個基本車型,包括4x2、4x4、6x2、6x4、6x6、8x8等6種驅(qū)動形式,總質(zhì)量從16噸到40噸。 軍用車型有4X4越野6噸的1291M型和6x6越野10噸的1491M型,可以選裝3種采埃孚變速器和富勒變速器,軍用車上可以裝大轉(zhuǎn)矩變速器。 駕駛室有民用標準型、民用加長型、軍用型、民用長途型等4種。 斯太爾91型配套的WD 系列發(fā)動機有增壓、增壓中冷和諧波增壓型,最大功率從147千瓦(200馬力)到265千瓦(360馬力)共6種。
在八九十年代,卡車的性能繼續(xù)提升: 1、柴油發(fā)動機的技術(shù)進一步提升,中冷、渦輪增壓等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。 2、發(fā)動機的排量進一步增大,發(fā)動機功率普遍提升至200馬力以上,甚至超過300馬力。 3、卡車的載貨量繼續(xù)上升,公路運輸?shù)妮d貨能力達到30~50噸以上都不成問題。制約卡車載貨量的因素不再是卡車本身而是道路條件。
中國汽車工業(yè)缺乏重型汽車生產(chǎn)能力,雖經(jīng)60年代努力,至70年代仍未很好解決。 70年代中期,國家計劃建設(shè)一批對國民經(jīng)濟發(fā)展有決定性作用的重大項目,遂決定籌建一座大規(guī)模的重型汽車生產(chǎn)廠。 80年代決定引進奧地利斯太爾91系列車型,在公司內(nèi)分工建設(shè)斯太爾車型的生產(chǎn)能力。 1983年12月17號,中國汽車進出口公司和奧地利斯太爾公司簽訂了重型汽車制造技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。
奧地利斯太爾公司愿意以整套技術(shù)圖紙轉(zhuǎn)讓、發(fā)動機按產(chǎn)量收取許可費的方式,向中國轉(zhuǎn)讓整套的重型車技術(shù)。對于當(dāng)時的中國來說,斯太爾這樣水準的整車和發(fā)動機技術(shù)十分具有吸引力,尤其是大馬力重型發(fā)動機,一個國家機械裝備水平的重要衡量標準,通過引進、消化、吸收,將國外先進的發(fā)動機技術(shù)變成自主技術(shù),無疑將對中國機械裝備制造業(yè)產(chǎn)生重大影響。 根據(jù)重卡制造的需要,隨整車項目還引進了美國伊頓變速器、西德采埃孚變速箱和轉(zhuǎn)向器,以及各種閥類和鋼板彈簧等總成部件。 斯太爾91系列的技術(shù)引進,對中國重型卡車工業(yè)的發(fā)展具有重要意義!
21世紀——奔馳Actros系列卡車
自1996年以來,奔馳推出了ACTROS系列多款卡車: MP1—1997年;MP2—2004年;MP3—2009年;新Actros—2012年。
1996年,具有21世紀先進設(shè)計理念的第一代ACTROS(代號:MP1)正式問世。 奔馳這一代的車型采用了OM501LA和OM502LA兩款V型氣缸柴油發(fā)動機:OM501LA是6缸發(fā)動機,排量達到11.95L;OM502LA是8缸發(fā)動機,排量達到15.93L。 兩款發(fā)動機動力段涵蓋了313-571馬力,與之匹配的是一款16擋的手動變速箱和一款自動變速箱。OM502LA的最大功率可達419千瓦/570馬力。 整體動力系統(tǒng)的性能繼續(xù)提升,并且開發(fā)了匹配的變速箱。
2003年,ACTROS迎來第一次改款,代號為MP2。 其使用的OM502LA發(fā)動機的最大功率升級到了441千瓦/600馬力,并且可滿足歐4排放標準。在這次的改款車型中,還首次搭載了量產(chǎn)版的新一代手自一體(AMT)變速箱POWERSHIFT,相比之前的車型所使用的變速箱傳動效率更高、換擋邏輯性更強,更能適應(yīng)高速公路運輸。
2011年,梅賽德斯-奔馳正式發(fā)布了全新一代ACTROS。 全新一代ACTROS并沒有采用V型氣缸排列的柴油發(fā)動機,取而代之的是7系列平臺的直列式6氣缸渦輪增壓柴油發(fā)動機,完全滿足了2014年正式實施的歐6排放標準的嚴苛要求。 新一代ACTROS搭載四款發(fā)動機,其中7系列平臺共計三款發(fā)動機并且均支持歐6排放標準。排量15.6升的OM473系列,最大功率460千瓦/625馬力,最大扭矩3000牛米。同時匹配第三代POWERSHIFT智能化手自一體(AMT)變速箱,并具有多種驅(qū)動橋和底盤可供選擇。
在21世紀,卡車的性能繼續(xù)提升,但性能提升的重點有了轉(zhuǎn)變: 1、卡車發(fā)動機改進的方向從性能轉(zhuǎn)向環(huán)保,卡車發(fā)動機排放的標準越來越高; 2、發(fā)動機的排量進一步增大(12~16L),發(fā)動機功率普遍提升至300馬力以上,500馬力以上的發(fā)動機也不再少見。 3、卡車的載貨量不再繼續(xù)提升,經(jīng)濟性是考慮的重點。
卡車性能演化過程總結(jié)
卡車從發(fā)明至今不過100多年,從誕生初期的不成熟到完善用了幾十年時間。 卡車誕生之初,發(fā)動機功率不過幾十馬力,載貨能力僅有一兩噸。但是這個性能相比于人類社會使用上千年的馬車,已經(jīng)有了質(zhì)的提升。 更重要的是,卡車性能還有提升的空間,而傳統(tǒng)馬車提升的空間已經(jīng)很小了。
到了第一次世界大戰(zhàn),卡車就已經(jīng)開始參與戰(zhàn)爭,但是露臉的機會不多。 以馬為代表的畜力仍在戰(zhàn)場上發(fā)揮重要作用,是拖拽火炮、運輸貨物的主力。 到了第二次世界大戰(zhàn),卡車性能日臻完善,開始在戰(zhàn)場上得到大規(guī)模的使用。 美國GMC大十輪的風(fēng)采閃耀在亞洲、歐洲和非洲等多個戰(zhàn)場,為反法西斯戰(zhàn)爭的勝利做出了重要貢獻。 美國GMC大十輪的產(chǎn)量超過50萬輛,是二戰(zhàn)時期最具代表性的汽車之一。
二戰(zhàn)前卡車在軍事領(lǐng)域的使用更多,二戰(zhàn)后開始大規(guī)模進入民用市場。 從50年代開始,卡車在民用市場的使用快速上升。以美國洲際公路的建設(shè)為標志,全球各國開始大規(guī)模建設(shè)等級更高的公路,這為卡車的大規(guī)模使用提供了更好的條件。
50年代的卡車技術(shù)已經(jīng)逐步完善,但是性能仍有提升的空間。 50年代卡車的發(fā)動機功率大多只有100多馬力,200馬力以上的發(fā)動機較少。 從載重能力上看,普遍使用的是載重5噸左右的中型卡車,重型卡車尚未普及。 70年代以后,卡車的技術(shù)逐步成熟,大馬力發(fā)動機得到普及。 300馬力以上的大功率發(fā)動機更加普遍,重型載貨卡車越來越普及。
90年代以后,卡車的發(fā)動機功率和載貨能力日臻完善,500馬力以上的大馬力發(fā)動機更加成熟和普及。 發(fā)動機功率和載貨能力不再是卡車性能的發(fā)展重點,尾氣排放、駕駛舒適性、智能化成為卡車發(fā)展的重心。
從卡車的百年發(fā)展過程可以看出,任何一項技術(shù)從誕生到成熟都需要時間。 不僅是技術(shù)的完善需要時間,新產(chǎn)品的影響還需要產(chǎn)能(產(chǎn)量)的支持,這些都需要時間。 卡車雖然在19世紀末就已經(jīng)誕生,但直到二戰(zhàn)才開始大規(guī)模登上歷史舞臺。如果說1913年福特發(fā)明的流水線生產(chǎn)方式促進了汽車的生產(chǎn)和普及,戰(zhàn)爭需求則推動了卡車的大規(guī)模發(fā)展。
1950年前美國是汽車工業(yè)發(fā)展的重心,美國的汽車產(chǎn)量長期占全世界總產(chǎn)量的八成以上,有時甚至是90%以上。當(dāng)時美國的汽車產(chǎn)量是德國、法國等歐洲國家的十倍以上。 雖然歐洲汽車工業(yè)的技術(shù)并不落后,但是要一直等到二戰(zhàn)結(jié)束后,歐洲的汽車工業(yè)才開始崛起,在全球的產(chǎn)量份額開始大幅上升。
對于具有重要應(yīng)用價值的技術(shù),任何國家都不可能長期壟斷。 汽車和內(nèi)燃機技術(shù)誕生于歐洲,但卻是美國最開始大規(guī)模使用。 二戰(zhàn)以后歐洲國家大力發(fā)展內(nèi)燃機和卡車技術(shù)上,歐洲的卡車開始全世界聞名。
日本的卡車技術(shù)基本上是在二戰(zhàn)后發(fā)展起來的,中國卡車技術(shù)的發(fā)展時間就更晚了。 中國的第一座汽車廠是在蘇聯(lián)援助下建立的,但是一直到2000年前后中國的重型卡車技術(shù)都不成熟,與國外先進水平的差距極大。 但是中國在改革開放前三十年打下了堅實的基礎(chǔ),建成了完成的汽車工業(yè)研發(fā)和制造體系。通過引進國外先進技術(shù)以及自主發(fā)展,中國的重卡技術(shù)在2000年后逐步追趕上世界先進水平。
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