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全铝车身遭“质疑” 问题出在哪?

也许在以后车企宣传全铝车身的时候,更应该加上“来自大自然的地热能”、“奢华的太阳能质地”这样的字眼。

相信大家前两天一定被各种逆天的全新奔驰E级参配图片询价) 刷屏了,除了各种电子黑科技,其中有一点甚至还引起争论的,就是有关其全铝车身的。虽然不论进口还是国产,其实还都是采用的钢制车身,差别主要在于一些零件上。不过MRA平台在打造车架时确实采用了更多比重的铝合金材质,甚至水箱前面的支架都换上了闪闪的铝制材料,使其整备质量大幅降低了100kg,加长版也只比标轴版增加了不到100kg,轻量化效果还是比较明显的。

而说到铝,不禁让人想起了路特斯创始人Colin Chapman的格言,如果你想让你的车子变得更快、更容易操控,“简化结构,然后减少重量”,毫无疑问铝就是这样一种材料。作为汽车材料,铝合金可加工性好、美观、轻量,对驾驶的操控性以及环境的可持续性发展都可以起到非常重要的作用。

全铝车身遭“质疑” 问题出在哪?

虽然获得车企青睐,但关键问题还是成本

铝最大的优势当然是重量轻。合金钢的密度是7.8g/立方米,铝合金的密度只有2.7g/立方米,同等体积下,铝合金的质量要更轻,这就是为什么航天领域广泛使用铝合金材料的原因。但同时,铝合金的强度为85mol,远远高于钢的40mol。所以铝合金在轻的同时丝毫不会影响其自身强度,在安全方面并不会大打折扣。

一般认为,使用50%-60%重量的铝合金替代钢铁,就可以使汽车达到同等的性能。另外铝合金还有着抗腐蚀更耐磨的优点。所以,类似“以铝代铁”的想法就一直存在于各大车企老板的头脑中,即使无法使用铝合金打造整个车架,目前市场上不少车型在悬架、发动机缸体等部位都应用了铝合金技术。

咱就不说超跑了,一直以全铝车身著称的当属捷豹。捷豹一直执着于全铝车身的研发,从旗舰车型XJ/XJL逐渐向下扩展到更低定位的车型。在马上就要上市的首款捷豹国产车型XFL上,铝合金应用比率达到了75%,也是目前国产车型中铝合金应用比例最高的车型。其刚度相比现款XF车型增加了28%,重量相比上代的XF车型减轻了190kg,重量减少了40%,白车身重量仅达到297kg。2013款XF的整备质量大约1.9吨,而应用了全铝车身之后整备质量大约为1.14吨,少了近0.8吨,这一点还是很惊人的。

全铝车身遭“质疑” 问题出在哪?

另外还有奥迪A8参配图片询价) 、凯迪拉克CT6,甚至是福特2015款F150皮卡都已经开始使用全铝车身了。奥迪A8的板材、型材用了7种航空铝合金,连接件是真空压铸的。而凯迪拉克CT6更是应用了11种不同金属材料的全铝车身。经过各种复杂而先进的加工工艺之后,CT6的白车身重量不仅低于标准轴距的宝马7系参配图片询价) ,甚至比长轴5系还轻。

所以,运用更多铝制材料可以使汽车的安全性、操作性、乘坐舒适性、燃油经济性、刚性等等都有很大提升,但阻碍其普及的最大原因还是成本。这里说的不仅仅是生产成本,更多的是在后续牵扯到汽车制造时,相关工艺的加工成本和复杂程度。

铝材料韧性差,要实现铝板的冲压,就需要更好的材料和更精细的工艺。材料工业开发出的新型铝板让这种生产变成可能,但生产线的改造、工程师团队的经验、工艺的控制,一样都不能少。

钢对钢的连接不成问题,铝对铝的焊接工艺要求更高,但也可以接受。但把这两种物理、化学特性不同的材料连接在一起,则要面临更多的技术难关,铝对铁的焊接至今还无法实现。目前只能尽量把零件做成整块或使用铆接的方法,但这同样要求更精准的设计和制造水平。

全铝车身遭“质疑” 问题出在哪?

铝合金的抗扭性能比较出色,但抗冲击性能相对薄弱,需要经过强化设计和处理。如果车身受损需要更换,维修费用会是一个比较棘手的问题。 因为铝板比较僵硬,敲起来较困难,变形过大可能有开裂的危险,无法使用那些修复普通钢板的手法。所以在售后用车方面,维修和时间成本都会相应增加。

所以,这也是目前为什么全铝车身仍然只停留在高端车型最主要的原因之一,目标消费者对价格和用车成本相对不那么敏感。从技术角度来讲,以铝、高强度钢为主,辅以其它材料的混合材料车身结构,才是比全铝更理想、也更务实的车身结构。不知道今天上市的奇瑞捷豹XFL在价格上会不会给我们什么惊喜。

铝的诞生也许并没有那么“纯净”

目前,铝合金的价格几乎是钢的好几倍,而且制造起来需要耗费几乎10倍的能量。这个“能量”具体是指什么呢?

由铝土矿石提炼的铝还有一个别称,叫做“凝固的电”,尤其是电解氧化铝的方法被应用之后,铝制材料中有45%的价值需要耗费大量电能创造。不过在同等能耗下,铝有更好的可回收价值,循环铝材只需要使用新铝铸锭所需能量的5%,同时还可减少92%的温室气体排放。如果生产过程中用的都是可再生能源发电,那么铝就是无可挑剔的绿色金属。不过,如果制造工艺的路数不对的话,它同样也会被沾上许多和“环境污染”有关的标签。

全铝车身遭“质疑” 问题出在哪?

国外的一些同行们认为,生产铝的正确方法应该全部围绕可再生能源,水力发电、太阳能、风能、地热等。所以相应的,生产铝的地方也应该是那些更多依靠这些新能源的地方。比如冰岛、西伯利亚、加拿大魁北克,都在使用水利和地热发电来生产铝,而同时拥有充足的铝土矿和光照资源的澳大利亚内陆地区,也有发展太阳能发电的优势和潜力。

但在现实中,世界上超过一半的铝材仍是由国内烧煤的火力发电来提炼的,当然由于种种原因,我们的生产成本更低。也许当人们还在担心福岛核电站事故所带来的辐射影响时,它带来的污染可能还没有每年因为生产铝而烧煤产生的多。

小结

也许,在以后车企宣传全铝车身的时候,更应该加上“来自大自然的地热能”、“奢华的太阳能质地”这样的字眼,就像原产地的土壤和气候之于红酒一样。不过指望能在国内见到这种宣传方式,这个“以后”的年限还是挺长的。

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责任编辑:rolandweng
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