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據了解，《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》項目的開展及成果運用，不僅為東風底盤系統公司帶來了良好的經濟效益，其中的高強度彈簧鋼開發、“前二后三”結構設計、懸架綜合實驗臺等技術填補了國內行業空白，促進和帶動了國內汽車鋼板彈簧行業技術升級和更新換代。該項目榮獲東風公司2018年度科學技術進步獎二等獎。
緊跟整車發展趨勢，向“國內空白”發起挑戰
“整車輕量化是目前汽車行業發展中一個非常重要的方向。”東風底盤系統公司技術中心副主任石朝陽在接受記者采訪時表示，整車輕量化帶來的是運輸效率提升、燃油消耗降低、排放污染減少等一系列可見的好處。
2016年7月，由工業和信息化部組織全國汽車標準化技術委員會修訂的強制性國家標準《汽車、掛車及汽車列車輪廓尺寸、軸荷及質量限值》（簡稱新GB1589標準）發布，商用車的輕量化技術更加成為整車客戶關注的焦點。
“近年來，緊跟整車輕量化趨勢，我們開展了與歐洲先進整車部件的對標工作。”東風底盤系統公司技術中心開發一部部長陳衛鋒舉例說，以6×4牽引車為例，2016年之前，國內主流商用車單車板簧重量達350公斤，而歐洲先進整車的單車板簧重量僅280公斤。
2016年，東風底盤系統公司技術中心確立《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》課題，明確單件鋼板彈簧減重70公斤的課題目標，并成立課題攻關小組，負責課題推進實施。
“課題難度非常高，對課題小組來說是一個全新的挑戰。”陳衛鋒說，“但我們在這一課題的推進上還是具備一定技術優勢。”東風底盤系統公司是國內行業首家提出這一課題目標的單位，課題的開展并無成熟經驗可借鑒。但早在2015年，該公司已經開始對高強度懸架彈簧鋼材料進行了預研發，并與寶鋼股份中央研究院武漢分院建立“高強度懸架彈簧鋼聯合實驗室”，利用這一平臺協同開發，成功開發出新一代高強度彈簧鋼材料，強度達到1550MPa級，高于國標性能要求等級。
高強度彈簧鋼材料的成功研發，邁開了《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》課題實施的第一步。
創新設計嚴謹驗證，不達目的不罷休
“一般來說，實現產品輕量化有‘三大’途徑，即采用高強度的材料、結構設計優化、制造工藝創新。”石朝陽介紹說。
基于高強度彈簧鋼材料的成功研發，東風底盤系統公司技術中心創新性地對“前三后四”、“前四后五”進行輕量化設計，成為國內行業首家在商用車懸架系統中采用“前二后三”結構設計的企業。“我們在設計上采用了拋物線等應力設計并優化端部壓彎結構，使得鋼板彈簧在受力時能夠均勻承重，避免某個部分過度受力，從而延長產品疲勞壽命。”陳衛鋒介紹說，僅為驗證這一結構設計在真實工況下的受力情況，共進行了五十多輪試制、試驗。課題組成員在一次次的失敗中積累經驗，最終確定設計參數，形成拋物線等應力設計方案。
材料換代、設計結構變更，意味著從設計到生產過程中的生產工藝也要進行相應開發。課題組在現有工藝的基礎上，進行新一代高強度彈簧鋼生產工藝技術開發，成功開發了1550MPa級材料相關工藝技術。
“實際上，驗證能力也是產品研發成功的關鍵。”陳衛鋒表示。除業內“三大”輕量化途徑，東風底盤系統公司還通過開發新產品相關的系統化驗證技術，來確保產品輕量化真正成為現實。這正是東風底盤系統公司得天獨厚的優勢之一——擁有行業內唯一通過國家CNAS認可的懸架產品檢測中心，不僅能完成汽車懸架零部件檢測試驗，還能完成汽車懸架系統的試驗驗證能力。課題小組依托懸架彈簧工廠新試驗中心，開發了行業內首臺懸架綜合試驗臺，設計并明確了試驗方案及相關標準。
一次次設計、一輪輪驗證、一項項數據，在《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》課題推進的兩年時間內，課題小組成員從產品設計、CAE論證、試制、模擬工況試驗到最終定型，付出了大量精力和心血。
發揮行業“龍頭”作用，力促行業轉型升級
“在課題推進過程中，取得每一次進步，課題推進小組成員都為之自豪。我們深深知道這項工作的重大意義。”回顧課題推進過程，陳衛鋒感慨萬千。
通過高強度彈簧鋼材料研發、板簧結構的設計優化、新工藝的開發及檢測能力的提升，東風底盤系統公司板簧懸架輕量化效果明顯，產品可靠性大幅提升，產品競爭力優勢進一步凸顯。“以6×4牽引車為例，輕量化后的鋼板彈簧單車減重近70公斤，同時鋼板彈簧疲勞壽命提升50%以上，車輛平順性、舒適性均有很好的改善。”陳衛鋒說。
“我們推進這一課題實施的目的是推動課題成果轉化運用，促進課題成果產出價值。”石朝陽說。
經過課題團隊不懈努力，2017年上半年，《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》課題結題，課題效果通過驗證并正式運用于生產。自2017年至今，累計產銷新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧產品達到5.5萬噸，相當于懸架彈簧工廠半年產銷量，同時，進一步降低了鋼板彈簧的鋼材消耗和能源消耗。
在課題推進過程中，東風底盤系統公司共獲得6項專利，其中3項為發明專利；獲得1項東風公司專有技術，參與制定《鋼板彈簧技術條件》國際標準1項，主持制定《鋼板彈簧技術條件》國家標準1項，新增3項企業標準。
目前，東風底盤系統公司在鋼板彈簧方面的輕量化技術已達到國內領先水平。同時，作為中國汽車工業協會懸架委員會理事長單位，東風底盤系統公司不僅以科技創新驅動自身發展，同時帶動了行業轉型升級。據了解，《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》課題實施以來，1550MPa級高強度彈簧鋼材料、“前二后三”結構設計已逐漸成為國內汽車懸架彈簧企業發展主流方向，促進和帶動了國內汽車鋼板彈簧行業技術升級和更新換代。
2018年，《新一代高可靠性輕量化汽車鋼板彈簧開發與應用》獲湖北省技術創新重大專項200萬元資金支持。
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