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1 # 洛陽養車吧
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2 # 水墨車事
鋁合金是除了碳纖維之外最好的減重材料,碳纖維價格過高,鋁合金價格適中而強度也是足夠高的。因此鋁合金作為減重材料在汽車上得到了廣泛應用,從最早的“全鋁車架”到現在的“鋼鋁車架”,主要目的都是為了降低車輛自重。
目前汽車全鋁應用比例越來越低,大多數豪車高階車只在引擎蓋、車門、車頂等覆蓋件採用了鋁合金材料,降低車重的同時也降低了成本。同樣動力下自重越輕則提速越快,彎路側傾幅度降低,運動感更強。而在安全性上來講,同樣的材料小、車重降低則慣性減弱,事故中承受的撞擊強度也會降低。而汽車自重每降低100kg,百公里油耗會降低0.5L左右,尾氣排放降低8-10克,百公里提速降低0.1-0.2s。因此所有的車輛都在搞輕量化,碳纖維雖然是最佳材料,但是成本過高,只有鋁合金是價效比最高的材料,鋁的比重是鋼鐵的1/3最右,用鋁合金可以有效的降低車輛自重。
鋁合金雖然比碳纖維價格低,但是成本仍然遠遠高於鋼材,全鋁車架的成本也是非常高的。除此之外鋁合金加工工藝複雜程度也遠遠高於鋼鐵,這裡面主要原因是鋁的屈服強度、拉伸強度、延伸率遠遠低於鋼材。在最常見的衝壓加工中,鋼材的延伸率可以達到25%左右,而鋁材只有12%左右,延伸率差一半。這樣一來不僅加工難度提高,而且設計上也要針對鋁材來做一些更改。
而除了成型難以外,最大的難點就是各零部件之間的連線,鋼材是最容易連線的材料,只要焊接就可以了,電阻焊鐳射焊都可以。但是鋁材並不能直接像鋼材那樣焊接,鋁材焊接後其連線處的材料強度大大降低,雖然能焊上,但是連線強度不夠,不足。生活中的鋁材焊接大多數應用在低強度器材裝置上,例如各種罐體,箱體等。
而要保證連線強度,只能用鉚接、粘接的辦法。比如上圖中的飛機蒙皮,現在仍然採用鉚接工藝,直接用鋁鉚釘固定。鋁車身也是如此,全鋁車身零部件連線的方式超過14種。因此採用全鋁車架的汽車只能用一個字來形容:貴!但是鋁合金材料減重非常明顯,一輛汽車鋼材佔據30-40%的車重,如果把鋼材全部換成鋁材,那麼整車自重可以降低30-40%。自重降低40%的誘惑是非常大的,不僅操控動力提升而且能耗大大降低。因此有些豪車特別喜歡採用全鋁車架,即使不能採用全鋁車架那麼也儘可能的提高鋁合金覆蓋件的比例,例如鋁門、鋁引擎蓋、鋁尾門等儘可能的降低車重,同時成本也不會增加太多。
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3 # 汽車問診所
目前商用車使用鋁材最多的品牌是捷豹。其中XFL系列車身採用75%鋁材+全鋁發動機。像車門引擎蓋使用鋁材並不太現實,因為鋁材噴漆較為複雜,粘合度也較低,不易掛漆。受環境影響,普通鋁材處理不好還容易氧化,變色。
從上圖中我們也可以看到,捷豹XFL的鋁材均用在了車架結構上,車架使用的鋁合金材料是有支撐的,就像我們常見的角鋼,工字鋼等一樣,不是一個平面就能用上去的。然後在結構的表面再鋪金屬板,是更加理想的方式。門板和引擎蓋都屬於薄板,如果使用較薄的鋁合金板無論是加工還是韌性,都具有一定難度。並且它的受外力衝擊和磨損能力,都不適合做表面板材使用。
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對汽車來說,自身越重就意味著摩擦力越大,這樣驅動汽車就需要更大的動力,油耗就會越高!汽車在路上跑,首先要考慮安全,其次要考慮價格,所以以前的汽車選用鋼鐵製造。
隨著人們對汽車環保要求的提高,人們都在想著如何降油耗減少排放,一方面從發動機技術上降油耗、從排氣系統上降排放;另一方面從汽車自重上降重量從而降油耗!鋁合金最核心的效能就是重量比鋼鐵輕,價格上和其他非鐵金屬相比較便宜,在強度上和鐵差不多,但畢竟鋁合金價格要比鋼鐵貴,所以這幾年僅在豪華車上出現!還由於同等體積下一般鋁合金強度低於鋼鐵,雖然特殊鋁合金強度可以高於鋼鐵,但價格也太貴。所以,目前在汽車上,引擎蓋、車門、車頂等非關鍵部位用的多些。