有什么不错的轿车车门引擎盖车顶都是铝合金的?

铝合金是除了碳纤维之外最好的减重材料,碳纤维价格过高,铝合金价格适中而强度也是足够高的。因此铝合金作为减重材料在汽车上得到了广泛应用,从最早的“全铝车架”到现在的“钢铝车架”,主要目的都是为了降低车辆自重。

目前汽车全铝应用比例越来越低,大多数豪车高端车只在引擎盖、车门、车顶等覆盖件采用了铝合金材料,降低车重的同时也降低了成本。

同样动力下自重越轻则提速越快,弯路侧倾幅度降低,运动感更强。而在安全性上来讲,同样的材料小、车重降低则惯性减弱,事故中承受的撞击强度也会降低。而汽车自重每降低100kg,百公里油耗会降低0.5L左右,尾气排放降低8-10克,百公里提速降低0.1-0.2s。因此所有的车辆都在搞轻量化,碳纤维虽然是最佳材料,但是成本过高,只有铝合金是性价比最高的材料,铝的比重是钢铁的1/3最右,用铝合金可以有效的降低车辆自重。

铝合金虽然比碳纤维价格低,但是成本仍然远远高于钢材,全铝车架的成本也是非常高的。除此之外铝合金加工工艺复杂程度也远远高于钢铁,这里面主要原因是铝的屈服强度、拉伸强度、延伸率远远低于钢材。在最常见的冲压加工中,钢材的延伸率可以达到25%左右,而铝材只有12%左右,延伸率差一半。这样一来不仅加工难度提高,而且设计上也要针对铝材来做一些更改。

而除了成型难以外,最大的难点就是各零部件之间的连接,钢材是最容易连接的材料,只要焊接就可以了,电阻焊激光焊都可以。但是铝材并不能直接像钢材那样焊接,铝材焊接后其连接处的材料强度大大降低,虽然能焊上,但是连接强度不够,不足。生活中的铝材焊接大多数应用在低强度器材设备上,例如各种罐体,箱体等。

而要保证连接强度,只能用铆接、粘接的办法。

比如上图中的飞机蒙皮,现在仍然采用铆接工艺,直接用铝铆钉固定。

铝车身也是如此,全铝车身零部件连接的方式超过14种。

因此采用全铝车架的汽车只能用一个字来形容:贵!但是铝合金材料减重非常明显,一辆汽车钢材占据30-40%的车重,如果把钢材全部换成铝材,那么整车自重可以降低30-40%。自重降低40%的诱惑是非常大的,不仅操控动力提升而且能耗大大降低。因此有些豪车特别喜欢采用全铝车架,即使不能采用全铝车架那么也尽可能的提高铝合金覆盖件的比例,例如铝门、铝引擎盖、铝尾门等尽可能的降低车重,同时成本也不会增加太多。

对汽车来说,自身越重就意味着摩擦力越大,这样驱动汽车就需要更大的动力,油耗就会越高!汽车在路上跑,首先要考虑安全,其次要考虑价格,所以以前的汽车选用钢铁制造。

随着人们对汽车环保要求的提高,人们都在想着如何降油耗减少排放,一方面从发动机技术上降油耗、从排气系统上降排放;另一方面从汽车自重上降重量从而降油耗!铝合金最核心的性能就是重量比钢铁轻,价格上和其他非铁金属相比较便宜,在強度上和铁差不多,但毕竟铝合金价格要比钢铁贵,所以这几年仅在豪华车上出现!还由于同等体积下一般铝合金强度低于钢铁,虽然特殊铝合金强度可以高于钢铁,但价格也太贵。所以,目前在汽车上,引擎盖、车门、车顶等非关键部位用的多些。

目前商用车使用铝材最多的品牌是捷豹。其中XFL系列车身采用75%铝材+全铝发动机。像车门引擎盖使用铝材并不太现实,因为铝材喷漆较为复杂,粘合度也较低,不易挂漆。受环境影响,普通铝材处理不好还容易氧化,变色。

从上图中我们也可以看到,捷豹XFL的铝材均用在了车架结构上,车架使用的铝合金材料是有支撑的,就像我们常见的角钢,工字钢等一样,不是一个平面就能用上去的。然后在结构的表面再铺金属板,是更加理想的方式。门板和引擎盖都属于薄板,如果使用较薄的铝合金板无论是加工还是韧性,都具有一定难度。并且它的受外力冲击和磨损能力,都不适合做表面板材使用。


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2021-10-25

2021-10-25