導(dǎo)讀: 也許在以后車企宣傳全鋁車身的時候,,更應(yīng)該加上“來自大自然的地?zé)崮堋?、“奢華的太陽能質(zhì)地”這樣的字眼。 相信大家前兩天一定被各種逆天的全新奔馳E級刷屏了,,除了各種電子黑科技,,其中有一點甚至還引起爭論的,就是有關(guān)其全鋁車身的,。雖然不論進口還是國產(chǎn),,其實還都是采用的鋼制車身,差別主要在于一些零件上,。不過MRA平臺在打造車架時確實采用了更多比重的鋁合金材質(zhì),,甚至水箱前面的支架都換上了閃閃的鋁制材料,使其整備質(zhì)量大幅降低了100kg,,加長版也只比標軸版增加了不到100kg,,輕量化效果還是比較明顯的。 而說到鋁,,車云菌不禁想起路特斯創(chuàng)始人Colin Chapman的格言,,如果你想讓你的車子變得更快,、更容易操控,“簡化結(jié)構(gòu),,然后減少重量”,,毫無疑問鋁就是這樣一種材料。作為汽車材料,,鋁合金可加工性好,、美觀、輕量,,對駕駛的操控性以及環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展都可以起到非常重要的作用。 雖然獲得車企青睞,,但關(guān)鍵問題還是成本 鋁最大的優(yōu)勢當然是重量輕,。合金鋼的密度是7.8g/cm3左右,而鋁合金的密度大約只有2.7g/cm3,。所以在同等體積下,,鋁合金的質(zhì)量要更輕,這也是為什么航天領(lǐng)域廣泛使用鋁合金材料的原因之一,。但同時,,工業(yè)用高強度鋁合金的強度可以達到400-500MPa,雖然趕不上可以做到1000MPa以上的超高強度鋼,,但在除了防撞梁,、A柱、B柱等其他車身部位,,鋁合金完全可以勝任普通鋼的角色,。而且在車頭,比如發(fā)動機蓋的位置,,更具柔韌性的鋁材能在碰撞過程中吸收沖擊能量潰縮,。所以鋁合金在輕的同時,在安全方面也并不會大打折扣,。 一般認為,,使用50%-60%重量的鋁合金替代鋼鐵,就可以使汽車達到同等的性能,。另外鋁合金還有著抗腐蝕更耐磨的優(yōu)點,。所以,類似“以鋁代鐵”的想法就一直存在于各大車企老板的頭腦中,,即使無法使用鋁合金打造整個車架,,目前市場上不少車型在懸架、發(fā)動機缸體等部位都應(yīng)用了鋁合金技術(shù),。 咱就不說超跑了,,一直以全鋁車身著稱的當屬捷豹,。捷豹一直執(zhí)著于全鋁車身的研發(fā),從旗艦車型XJ/XJL逐漸向下擴展到更低定位的車型,。在剛剛上市的首款捷豹國產(chǎn)車型XFL上,,鋁合金應(yīng)用比率達到了75%,也是目前國產(chǎn)車型中鋁合金應(yīng)用比例最高的車型,,在軸距增加了140mm之后,,整車重量卻幾乎保持不變。而且2016款XF重量相比之前的XF車型就已經(jīng)減輕了190kg,,重量減少了40%,,白車身重量僅達到297kg,但車身剛度卻增加了28%,。 另外還有奧迪A8,、凱迪拉克CT6,甚至是福特2015款F150皮卡都已經(jīng)開始使用全鋁車身了,。奧迪A8的板材,、型材用了7種航空鋁合金,連接件是真空壓鑄的,。而凱迪拉克CT6更是應(yīng)用了11種不同金屬材料的全鋁車身,。經(jīng)過各種復(fù)雜而先進的加工工藝之后,CT6的白車身重量不僅低于標準軸距的寶馬7系,,甚至比長軸5系還輕,。 所以,運用更多鋁制材料可以使汽車的安全性,、操作性,、乘坐舒適性、燃油經(jīng)濟性,、剛性等等都有很大提升,,但阻礙其普及的最大原因還是成本。這里說的不僅僅是生產(chǎn)成本,,更多的是在后續(xù)牽扯到汽車制造時,,相關(guān)工藝的加工成本和復(fù)雜程度。 鋁材料韌性差,,要實現(xiàn)鋁板的沖壓,,就需要更好的材料和更精細的工藝。材料工業(yè)開發(fā)出的新型鋁板讓這種生產(chǎn)變成可能,,但生產(chǎn)線的改造,、工程師團隊的經(jīng)驗、工藝的控制,一樣都不能少,。 鋼對鋼的連接不成問題,,鋁對鋁的焊接工藝要求更高,但也可以接受,。但把這兩種物理,、化學(xué)特性不同的材料連接在一起,則要面臨更多的技術(shù)難關(guān),,鋁對鐵的焊接至今還無法實現(xiàn),。目前只能盡量把零件做成整塊或使用鉚接的方法,但這同樣要求更精準的設(shè)計和制造水平,。 鋁合金的抗扭性能比較出色,,但抗沖擊性能相對薄弱,需要經(jīng)過強化設(shè)計和處理,。如果車身受損需要更換,,維修費用會是一個比較棘手的問題。 因為鋁板比較僵硬,,敲起來較困難,變形過大可能有開裂的危險,,無法使用那些修復(fù)普通鋼板的手法,。所以在售后用車方面,維修和時間成本都會相應(yīng)增加,。 所以,,這也是目前為什么全鋁車身仍然只停留在高端車型最主要的原因之一,目標消費者對價格和用車成本相對不那么敏感,。從技術(shù)角度來講,,以鋁、高強度鋼為主,,輔以其它材料的混合材料車身結(jié)構(gòu),,才是比全鋁更理想、也更務(wù)實的車身結(jié)構(gòu),。 鋁的誕生也許并沒有那么“純凈” 目前,,鋁合金的價格幾乎是鋼的好幾倍,而且制造起來需要耗費幾乎10倍的能量,。這個“能量”具體是指什么呢,? 由鋁土礦石提煉的鋁還有一個別稱,叫做“凝固的電”,,尤其是電解氧化鋁的方法被應(yīng)用之后,,鋁制材料中有45%的價值需要耗費大量電能創(chuàng)造。不過在同等能耗下,,鋁有更好的可回收價值,,循環(huán)鋁材只需要使用新鋁鑄錠所需能量的5%,,同時還可減少92%的溫室氣體排放。如果生產(chǎn)過程中用的都是可再生能源發(fā)電,,那么鋁就是無可挑剔的綠色金屬,。不過,如果制造工藝的路數(shù)不對的話,,它同樣也會被沾上許多和“環(huán)境污染”有關(guān)的標簽,。 國外的一些同行們認為,生產(chǎn)鋁的正確方法應(yīng)該全部圍繞可再生能源,,水力,、太陽能、風(fēng)能,、地?zé)岬冗M行發(fā)電,。所以相應(yīng)的,生產(chǎn)鋁的地方也應(yīng)該是那些更多依靠這些新能源的地方,。比如冰島,、西伯利亞、加拿大魁北克,,都在使用水利和地?zé)岚l(fā)電來生產(chǎn)鋁,,而同時擁有充足的鋁土礦和光照資源的澳大利亞內(nèi)陸地區(qū),也有發(fā)展太陽能發(fā)電的優(yōu)勢和潛力,。 但在現(xiàn)實中,,世界上超過一半的鋁材仍是由國內(nèi)燒煤的火力發(fā)電來提煉的,當然由于種種原因,,我們的生產(chǎn)成本更低,。也許當人們還在擔(dān)心福島核電站事故所帶來的輻射影響時,它帶來的污染可能還沒有每年因為生產(chǎn)鋁而燒煤產(chǎn)生的二氧化硫,、氮氧化物,、粉塵煤灰等等污染多。 車云小結(jié) 也許,,在以后車企宣傳全鋁車身的時候,,更應(yīng)該加上“來自大自然的地?zé)崮堋薄ⅰ吧萑A的太陽能質(zhì)地”這樣的字眼,,就像原產(chǎn)地的土壤和氣候之于紅酒一樣,。不過指望能在國內(nèi)見到這種宣傳方式,這個“以后”的年限還是挺長的,。
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