新材料在半挂车领域的研发与应用

山东众兴汽车配件有限公司成立于 2008 年 8 月，是一家集设计、研发和精工制造为一体的国家级高新技术企业。公司主营卡车、挂车空气悬挂、钢板悬挂，盘式车桥、毂式车桥、特种车车桥，轻量化铝合金半挂车底盘等产品。多年来，公司秉持 “创新型、科技型、服务型” 发展理念，结合市场现状及客户需求持续优化产品设计与创新，可承接特殊产品定制。在发展历程中，公司成果丰硕，2011 年研发的山东省技术创新项目《空气悬架 + 盘式车桥》成功推向国内外市场；2013 年首次获评 “国家高新技术企业” 并连续四届蝉联；2017 年第二代空气悬架研发成功，减重 75KG 且获 “山东省新产品（技术）重点推广”；2019 年与中国工程院院士郭孔辉联合成立山东省院士工作站；2021 年成功举办智能轻量化专用车底盘项目启动仪式。同时，公司拥有自主知识产权发明专利 6 项、外观设计专利 5 项、实用新型专利 40 余项，还荣获山东省专精特新企业、山东省瞪羚企业、济宁市重点实验室等多项称号，凭借扎实的技术积累和稳健的发展步伐，在半挂车配件领域树立了良好的行业口碑。

一、公司近十年的研发成果

（一）悬架产品

1. 机械悬架

产品种类：现有百余种，含常规型与轻量化系列，其中轻量化产品 10 余种，包括 78 型悬架、68 型悬架、德式悬架、日式悬架、F 轻型悬架、反装悬架、66# 轻型悬架等。

重点产品参数：

轻型板簧免维护悬架（发明专利）：三轴重量 310kg，支架采用Q460MC高强版冲压成型，强度高、重量轻；平衡梁销轴采用高频磨外园工艺，配合易格斯衬套，在使用过程中无需加油维护；拉杆衬套采用自主设计的高铁衬套，配合拉杆销轴高频磨外圆，实现三年免维护。适用快递物流车标载车型。

78# 轻量化悬架（实用新型专利）：三轴重量 275kg，适用侧翻车、骨架、仓栅车标载车型。

轻型板簧悬架第一系列：三轴重量 275kg，适用侧翻车、骨架、仓栅车标载车型。

轻型板簧悬架第二系列（XJSF-1 型）：两轴重量 110kg，主要用于出口。

轻型板簧悬架第三系列（欧式）：两轴重量 245kg，主要用于出口。

轻型板簧悬架第四系列（66-1 型、66-2 型）：两轴重量 110kg，主要用于出口。

2. 空气悬架

产品类型：13T 美式空气悬架、10T 德式空气悬架、12T 德式空气悬架、德式 F 型空气悬架等。

发展迭代：

2017 年：第二代空气悬挂产品，220kg / 轴（适配新国标 GB7258）。

2020 年：第三代轻型空气悬挂产品，145kg / 轴，批量应用于半挂车。

2023 年：美式轻型空气悬挂产品，145kg / 轴，批量应用于半挂车。

2023年：德式F型空气悬挂产品，145kg/轴，批量应用于半挂车。

重点产品参数：

美式空气悬架：承载 13T，适配 φ127/φ146 盘桥、鼓式车桥，重量 145kg / 轴，适用低平板、仓栅式、集装箱、罐式等半挂车及危化品罐车。

美式 H 型空气悬架：单轴承载 13t，悬架型号 360-570，适配 φ127 车轴，重量 145kg / 轴，主要用于出口。

F 型焊接梁空气悬架：单轴承载 13t，悬架型号 215-465，适配 φ146 车轴，重量 145kg / 轴，主要用于出口。

美式空气悬架（超轻版）：梁体采用宝钢双高板材（高强度 σb≥980%，高延伸率 δ20%~25%），经结构优化与有限元分析更换材料及优化结构的焊接梁在加载2.5倍载荷时，梁最大应力≤385Mpa，符合设计要求。单轴空悬 135Kg，比市面最轻空悬轻 15kg / 轴，达国内领先水平。

（二）车桥产品

1. 车桥类型及基础参数

美式车桥：承载力 10T/12t/13t、16t/20t，轴管规格 150 方轴、146 圆轴、127 圆轴。

德式车桥：承载力 12T/14t/13t、16t，轴管规格 150 方轴、120方轴。

盘式车桥：承载力 10T/12t/13t，轴管规格 150 方轴、146 圆轴。

2. 铝轮毂（高强铝合金配件）：

合作研发：2018 年与西北工业大学、兰州飞行器部件厂合作，采用 ZL270 超强铝合金材料，2020 年开始路试，2023 年批量生产。

减重效果：牵引车驱动车桥铝轮毂 12.8kg（相比铸铁 36.8kg，减重 24kg）；盘式随动车桥铝轮毂 9.8kg（相比铸铁 28.2kg，减重 18.4kg）。

材料性能：ZL270LF 材料耐高温，100℃时强度衰减约 8%，200℃时屈服强度≥280Mpa，250℃时屈服强度≥200Mpa；抗拉强度≥450MPa，屈服强度≥350MPa，延伸率 10~12%，硬度 HB≥120。

产品优势：经有限元分析优化，最大行驶里程超 100 万公里无故障；长距离制动后外侧温度低于室外温度 + 60℃，延长油脂及轴承寿命；13T 级车轴铝合金轮毂为国内首创，知识产权归众兴公司所有。

3.外置式免维护油桥：

核心特点：外置车桥、轻量化（275kg / 支）、油润滑、适配 13 吨蹄片 200。

主要优点：免维护（可选免维护轮端）、免拆卸（更换刹车片无需拆轮毂总成）、省工时；油润滑结构省时省力，减少磨损与发热，全方位保护部件并延长寿命；配备洛阳高精度轴承、航天铝材 / QT450-10 轮毂、蠕铁制动鼓、自产一体式轴管等优质配件。

众兴免维护轮端：所有零件 100% 检测，采用 P5 超精轴承，先进自动线装配，高合金定位套可控游动间隙，提供 3 年 50 万公里维护保障。

众兴免维护车桥（油润滑 / 脂润滑）：配备耐高温防漏渗油封，组合轴头螺母实现微间隔调整，轮毂端盖带鸭嘴阀透视窗（可观察油量），车桥带识别码可追溯；配铁轮毂单轴重量为 335kg，配铝轮毂重量为 298kg，提供 3 年 50 万公里维护保障。

一年全里程质保车桥（2025 年新款）：配铝轮毂重量为 280kg，配铁轮毂重量为 300kg；采用双金属制动鼓（外层 ZDG400，内层 HT250，增加排屑孔降温）与高性能刹车片（含玻纤、陶纤及石墨，摩擦系数稳定、耐高温耐磨损），提供一年不限公里全程质保。

4. 产品重量对比

名称                   行业重量           众兴重量    目标重量

13T 鼓式车桥    325kg / 轴    295kg / 轴    240kg / 轴    

13T 盘式车桥    315kg / 轴    275kg / 轴    240kg / 轴    

13t 机械悬架    315kg / 套    275kg / 套    260kg / 套    

13T 空气悬架    220kg / 轴    145kg / 轴    135kg / 轴    

二、正在研发的产品

（一）超轻免维护铝陶盘式车桥

合作研发：与中南大学、湘投新材合作开发陶铝新材料，成功研发 13T 商用车 22.5 英寸刹车盘，与公司铝轮毂组合形成 13T 重载商用车全铝轮端（国内外首创），正进行台架试验。

产品特点：3 年 50 万公里免维护；油润滑、脂润滑通用；专利铝轮毂设计，散热快、重量轻；铝陶制动盘热导率低、不易变形、耐磨性好，实现完全免维护；铝轮毂配铝陶制动盘单轴重量 240kg，比常规配置减重 90kg，适用于高承载、高强度运行车辆；拥有 3 项实用新型专利。

减重效果：每轴可减重 70Kg。

（二）铝陶制动盘

材料特性：采用碳化硅颗粒增强铝基复合材料（铝陶材料），属于轻金属复合材料创新应用，重量轻、散热快。

性能对比（对比铸铁盘）：规格 D430-45 厚 - 131 高，铸铁盘 33.25kg，铝陶盘 16.5kg，单盘减重 16.75kg（减重比 50.4%），整车（三轴）减重 100.5kg。

材料性能指标：密度 2.82-3.03g/cm³，抗拉强度 180-360MPa，断后伸长率 0.3-4%，抗弯强度≥340MPa，冲击韧性值≥5J/cm²，布氏硬度 145-250HBW，热传导率 150-190W/(mK)，比热容 0.75-1.2kJ/(kg・K)，热膨胀系数 8.5-15×10⁻⁶/K。

仿真验证：

静扭强度：按 22000Nm 制动力矩加载，最大应力 112Mpa，260℃时安全裕度 1.2。

O4 类车衰退试验：按 GB12676-2014 标准，连续 20 次制动（间隔 60s，初始速度 60km/h，减速度 3m/s²），空载最大温度 75℃，40% 载荷 204℃，50% 载荷 246℃，满载 510℃，满足 13 吨车桥使用要求。

核心优势：轻量化效果显著；耐磨性能优异，使用寿命≥60 万公里，减少制动颗粒排放；耐腐蚀性能更优，72h 中性盐雾试验仅轻微点蚀（铸铁盘 24h 整体锈蚀）；散热性能好。

（三）全铝双金属制动鼓

合作研发：与中原内配集团合作研发。

产品特点：外层采用 ZL270，内侧采用铝陶合金，双侧复合设计，兼顾性能与减重。

核心优势：重量轻（常规灰铁制动鼓 50kg / 件，铝陶合金制动鼓 22kg / 件）；性能稳定；耐磨、耐腐蚀性极佳；散热性能好。

（四）超轻免维护铝陶制动鼓车桥

产品特点：3 年 50 万公里免维护；油润滑、脂润滑通用；专利铝轮毂设计，散热快、重量轻；铝陶制动鼓热导率低、不易变形、耐磨性好，实现完全免维护；铝轮毂配铝陶制动鼓单轴重量 257kg，比行业重量（325kg）减重 68kg，适用于高承载、高强度运行车辆。

（五）镁合金的应用

与上海交大合作，将镁合金材料应用于新能源乘用车桥轴防撞梁、电池组支撑框架及低空飞行器轻质高强部件。

（六）铝合金、热成型钢在车辆上的应用

11 米钢铝混合直梁仓栅车整车设计：整车重量约 4.1T，较市场轻量化车型（约 5.4T）减重 1.3T。

车架总成：核心部件（纵梁总成、边梁总成、横梁、斜支撑连接件、后防护、车桥、悬挂等）采用 ZX270 铝合金设计，实现整车减重 1.3T。

关键部件减重效果：

前立柱：15.25kg / 台（钢制 30.85kg / 台，减重 15.6kg / 台）。

中立柱：29.48kg / 台（钢制 180 中立柱 50.24kg / 台，减重 20.76kg / 台）。

后立柱：17.02kg / 台（钢制 35.62kg / 台，减重 18.6kg / 台）。

边梁：89.07kg / 台（不含铆钉 / 螺栓，钢制 132.86kg / 台，减重 43.79kg / 台）。

纵梁：226.64kg / 根（不含铆钉，钢制 325.75kg / 根，单根减重 99.11kg，两台减重 198.22kg）。

上边梁：54.61kg / 台（钢制 72.69kg / 台，减重 18.08kg / 台）。

三、结语

山东众兴汽车配件有限公司凭借持续的科技创新、强大的研发实力和优质的产品服务，在新材料半挂车领域不断突破。未来，公司将继续乘势而上，在行业浪潮中勇立发展潮头，为半挂车行业的轻量化、高效化、智能化发展贡献更多力量。