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在汽车技术发展中，轻量化的应用已成为企业技术和产品水平的重要衡量标志之一。相关资料表明，汽车质量减小10%，便可节约6% ～ 8%左右的燃油。目前有许多方法可实现汽车轻量化设计这一目的，如采用铝、镁、玻璃纤维等轻质材料，采取优化设计算法，改善车辆零部件结构。传动轴是汽车底盘动力系统的重要组成之一，研究和推广传动轴轻量化技术对于整车轻量化有着重要意义。
2 商用车传动轴轻量化技术
传动轴实现轻量化的主要途径可归纳为以下三个方面。
2.1 结构优化设计
主要为零部件结构优化和零部件集成优化。
2.1.1 零部件结构优化
零部件结构优化可借助CAD、CAE 等计算机辅助技术优化零部件结构，在强度、刚度不变的情况下减轻重量，如图1所示。
东风商用车公司优化前 优化后图1 连接法兰优化前后示意图2.1.2 零部件集成优化
零部件集成优化主要通过合并相同功能零部件，实现轻量化。如图2所示，取消中间传动轴与传动轴的连接法兰，中间传动轴的输出法兰更改为连接叉直接与伸缩传动轴的万向节连接，将两根传动轴合成为一体式传动轴。
该集成技术对于轴承、花键等部件的强度性能要求较高，目前只普遍用于低扭矩的皮卡、轻卡车型，中重卡车型传动轴还未应用。
2.2 先进制造工艺的应用
2.2.1 摩擦焊
摩擦焊具有焊接质量好、效率高、过程稳定、适用于异质材料及难焊材料焊接成型、绿节能等优点。通过摩擦焊接技术可实现轴叉类部件的中空化，从而实现减重，如图3所示。
图3 摩擦焊接空心花键轴2.2.2 电磁脉冲焊接
电磁脉冲焊接技术是伴随着电磁脉冲成形技术的发展和进步应运而生的一项特种焊接技术，适合于异种材料连接，特别是管件和薄板材料连接。具有焊接时间短、生产效率高、良好的精确可控性和重复性、
焊接过程易于实现自动化等优点，但由于国内技术落后、成本高，仅少量应用于皮卡、轻卡传动轴产品。
浅谈商用车传动轴轻量化技术
□文/公彦军 李萌芳 高 蕊 张玉辛（中国重汽集团汽车研究总院）
【摘要】文章介绍了商用车传动轴实现轻量化的三种主要途径（结构优化设计、先进制造工艺、轻量化材料），并对商用车传动轴轻量化发展趋势做了分析，为商用车传动轴的轻量化提供理论支撑。
图2 一体式传动轴
HEAVY TRUCK
《
重型汽车》
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2.3 先进材料的应用
2.3.1 高强钢
使用高强钢材料实现轴管薄壁化，是国内传动轴行业普遍采用的轻量化措施，已经广泛应用于各系列扭矩的传动轴产品。常用屈服强度700～750MPa 的高强度轴管替换普通材料轴管，减重效果见表。2.3.2 铝合金材料
铝合金及其加工材料由于具有一系列优良特性，诸如密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着、良好的加工成型性以及高的回收再生性等，是汽车工业应用较多的金属材料，是实现汽车轻量化的重要途径。
目前，国外铝合金传动轴已广泛应用于轻卡、皮卡、SUV 等车型，主要生产厂家为DANA 和AAM。国内东风传动轴公司完成了铝合金传动轴的研究和验证，并且已经在部分车型进行了小批试装应用。
随着国内铝业和锻造技术的快速发展，铝合金传动轴的制造成本会有所降低，但重卡铝合金传动轴的可靠性、实用性还需时间验证。2.3.3 碳纤维复合材料
碳纤维具有密度小、强度高及阻尼减震性好等优点，综合性能超过传统的钢材。因此，在很多领域得到了广泛的应用，除了应用于航空航天等高技术领
域内，还用于文体用品、纺织机械、医疗器械、生物工程以及运输车辆等方面。在一些微型车上已经采用碳纤维等复合材料来制作传动轴，从而使其相比传统传动轴质量减轻了60%左右，一定程
度上起到轻量化的目的。然而碳纤维传动轴由于研发投入高、生产成本高等原
因，目前只局限应用于高端跑车。对于商用车用碳纤维传动轴，当前还处于研发验证阶段。
3 商用车传动轴轻量化趋势分析
综上所述，当前商用车传动轴轻量
BQB480700
减重效果（kg/m）轴管规格轴管重量（kg/m)理论屈服扭矩(Nm)轴管规格轴管重量（kg/m)理论屈服扭矩(Nm)Ф93×714.7519985Ф100×49.4121439 5.34Ф108×717.3227825Ф120×411.3731502 5.952Ф120×8
21.95
39040
Ф134×4
12.74
39698
9.21
表 高强钢的应用
化技术的发展趋势总结如下：
①随着国内生产技术和装配质量的提升，传动轴集成技术将逐步得到应用和推广；
②摩擦焊将在传动轴生产行业中得到广泛应用；
③铝合金传动轴是传动轴轻量化的重要方向，将会得到迅速发展；碳纤维复合材料传动轴如果克服成本和异种材料的连接问题也会将得到大力推广。
（参考文献略）
图4 东风公司铝合金传动轴
图5 乘用车用碳纤维传动轴
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