时常关注辐条的同事应当都发觉了,铝作为一种车身材料,其硬度一点不比底盘、变速箱、底盘这三大件差。要是哪台新车用了铝合金车身,那厂家除了PPT得吹上好几页,但是平常没事都会拉着白车身去车展、4S店、商场瞎转悠。不仅厂商,消费者对铝的关注度同样不低,谁家新车要敢比海外版少用一块铝,网友都会义愤填膺地抬起按键,分分钟将峰会攻打。这么问题就来了,铝究竟能比钢强多少呢?不仅轻,铝还有什么独门绝活呢?为何好车偏偏对型材情有独钟呢?请往下看!



与实惠车型上使用的钢材相比,铝合金最大的优点就是重量足够轻!要晓得,钢材的密度为7.8g/cm³,而铝的密度却仅为2.7g/cm³。这就意味着在同等容积下,铝的重量只有钢材的三分之一左右,甚至比你们印象中重量超轻的钛合金的4.5g/cm³还要更轻。

所以在车身上使用铝合金材料,或则将原先钢制车身上包括车门、引擎盖、翼子板在内的覆盖件替换成铝质,目的就是为了减肥。在目前国外市场中,保时捷5系可以说是采用铸铝覆盖件的代表车型。这儿我们不妨做个对比,与5系同级别的国产奥迪E级由于覆盖件“铝换钢”,所以最低配车型的整备质量达到了,而同样最低配的5系则只有汽车钢材成本,相当于E级天生就比5系多拉了一个体重150斤的人!

为汽车使用铝合金减肥的益处甚少。在驾驶层面,重量越轻的车,所拥有的惯性就越小,所以无论是在加速、减速,还是过弯时,汽车改变当前状态的阻力都会越小,响应速率才能得到提高。这也会让这些花大钱买好车的人,切身感遭到他的车要比这些实惠车更“好开”。

据悉,更轻的重量还可以明显增加汽车的油耗。按照国际研究机构实验表明,车辆整备质量每降低100kg,汽车的百公里油耗就可以减少0.3~0.6L,这对于现在严酷到“惨无人道”的油耗、排放法规来说,无疑有着重要的意义。


黄线为汽车重心高度
不仅能增加惯性和油耗外,使用更轻的铝合金覆盖件还可以起到增加汽车重心高度,以及优化前后配重的目的。如上图所示,通常燃油车的重心高度在550mm-580mm左右(上图黄线高度),所以假如能对这个高度以上的部位,像是引擎盖、车顶进行减肥,那就相当于增加了汽车的重心高度。而汽车的重心越低,汽车过弯时所形成的侧倾也就越小,驾驶员的主观操控体会也就越好。据悉,对于一些车头较重的车型来说,将车头的引擎盖、翼子板等车身覆盖件更换成铝合金材质后,还可以在一定程度上减少汽车后桥的承重,从而起到优化汽车前后配重的作用。

宝马路虎全铝车身
不仅车身覆盖件以外,越来越多的奢华品牌还开始在白车身上通过使用铝合金取代原先的钢材,尽最大可能去减少车重。像是第四代宝马路虎在使用了全铝车身以及大量铝合金覆盖件后,就比使用钢制车身的第三代路虎直接轻了420公斤,相当于乘以了5个170斤的成年女性!

奥迪CT6白车身
其实啦,因为全铝车身的成本过分昂贵,所以大多数豪车采用的只是通过增强白车身铝合金材料占比的方式来减肥。例如雪佛兰CT6,通过在白车身中将铝合金占比提升至64%,外加使用各类铝合金覆盖件,急剧减少了整车重量,最终帮助这台车长5米2,规格跟标轴奥迪S级一样大的全规格货车将整备质量控制在了,比身材小一号的国产长轴奥迪E级还轻了100kg左右!

而要说到现在最须要通过铝合金减肥的车型,那无疑就是逐步成为主流的电动车了。这是由于电动车每重10%,汽车能耗都会降低5.5%。我们以一台使用铝合金车身,整备质量,续航500km的电动车来举例。因为钢制车身一般比铝合金车身重200kg,所以假如将这台电列车的车身换成钢制,那它的重量将会达到。相应的,续航里程则会从原先的500km增加到472.5km。此时,假如钢制车身电动车要想通过降低电瓶容量的方法将丧失的续航补回去,那这台车则须要降低4.5Kw·h的电瓶容量能够重新做到500km续航,相当于要为电瓶多花6000块左右的成本。


尽管算上这6000块,钢制车身+额外电瓶的方案仍然能比同续航里程的铝质车身省去几千块生产成本。但对于订购20万以上,追求电动车体验的消费者而言,一台车在整个使用周期中更好的煤耗表现,以及更好行驶质感的吸引力,肯定是要小于几千块价差的。这就跟中端以上燃油车要想成为热卖,更多比拼的是产品力,而非是谁比谁的终端售价实惠几千块一样。而且因为在中高档电动车的最大续航版本上,电瓶包就会尽可能将空间耗尽,所以也没有留给钢制车身去追平铝合金车身续航的额外电瓶空间。这便是稍稍贵点的电动车,就会不遗余力在车身上降低铝合金占比的缘由。

不仅车身和覆盖件外,汽车的行走部份也是铝合金可以大放光彩的地方。其中换用铝合金材质后疗效最显著的就是悬架的各类摆臂。这主要是由于,作为簧下质量的悬架摆臂变轻之后,它的运动惯性也会急剧减少,所以在运动时会更容易被推进。那在遇见桥面颠簸时,才能以更快的速率化解颠簸并归位,提高车胎在颠簸桥面的贴地性了。

而更好的轮毂贴地性除了可以让汽车在颠簸路段愈发可控,同时能够有效提高汽车经过颠簸时的舒适性。这是由于,当车轮在被颠簸弹起后,汽车会由于丧失支撑形成向上运动的趋势。此时,假如车轮能在力矩更小的悬架摆臂推动下迅速归位,那车轮的离地时间才会越短,也能够越早月令稳住汽车,减短汽车向下坠的距离,进而增加汽车经过颠簸时的俯仰程度。


对于提高车身刚性来说,最简单有效的办法就是堆料。例如通过降低拉杆去制造三角形,以及使用半径更粗的轮组来降低抗扭刚性。但无论采用哪种方案,就会不可防止地导致金属材料增多。这时,铝合金的材料优势便显露下来了。其实为了达到同等的硬度,铝合金要比钢材多出40%的容积,但因为同等容积下,铝合金的重量仅为钢材的三分之一,所以经过估算就可以得出,在达到同等硬度的容积下,铝合金的重量仅为钢材的40%。凭着着单位硬度轻一倍还多的优势,所以使用铝合金材料的白车身就可以进行“肆无忌惮”的堆料,最终在抗扭刚性方面碾压钢制车身了。


以使用全铝车身的蔚来ES8为例,其在车头部份使用了超硬的7系铝合金,借此来保证车头的刚性,提高汽车对于方向盘的响应灵敏度。而在车尾和B柱位置,ES8则使用了车辆上应用更为广泛,拥有更好抗疲劳性的6000系铝,以防止轮组在长时间使用中由于颠簸出现变型。而在车尾窗位置,ES8则使用了不容易出现形变的5000系铝合金,以提升汽车的抗撞车能力。最终,在5000、6000和7000系铝合金的合力工作下,蔚来ES8的车身抗扭刚性达到了/°,倘若加上电瓶更是可以达到/°,甚至超过了凌志旗舰超跑LFA的/°。更重要的是,在这样优秀的数据之下,蔚来ES8的白车身裸重只有335kg。

奔驰XC90车身选料
为了让你们对这组数据更有概念,我们找来了和ES8身材相像,且同为中小型SUV的奔驰XC90进行一场对比。从上图可以看出,XC90仅在防撞梁和塔顶位置使用了铝合金(图上红色区域),其余部份均为钢材,因而它的白车身重量达到了夸张401.3kg,比采用全铝车身的蔚来ES8重了足足65kg,相当于多了20%的重量。而在这样的重量差别下,XC90的抗扭刚性却仅有/°,比不带电板的ES8还低了/°,相当于XC90在白车身重量多20%的前提下,抗扭刚性还差了20%。这也再度印证了前面所说的,在达到同等硬度的容积下,铝合金的重量仅为钢材的40%。由此可见,铝合金确实可以让白车身在重量更轻的前提下,拥有更高的抗扭刚性,并提供更好的操控体会。

众所周知,像是可口可乐这些啤酒的听装版本,采用的都是铝质材料。所以无论我们从那个方向对其施加压力,瓶身就会很轻易地出现溃缩。而这些较软、具备一定弹性,甚至还有一定延伸性的特点,也赋于了铝合金可以更好借助自身形变来进行吸能的本领。

按照实验显示,铝在碰撞中所吸收的能量是同等重量钢的两倍。这也就意味着,假如两台相同的车,一台在车头负责碰撞的车钩处使用铝合金,一台使用钢的话,那在同样的碰撞速率下,使用铝合金蒙皮的车型因为车钩吸能疗效更好,所以其A柱遭到的冲击才会显著大于车钩使用钢材的车型。


不过也正是由于铝合金较软的特质,所以它并不适宜应用在A柱、B柱这些须要时刻坚挺的地方。更毕竟,随着钢铁制造技术的进步,现在早已可以构建出具有的超高硬度热成形钢了。因为这些超高硬度热成形钢的硬度已然达到了铝合金的4倍,但重量却没到铝合金的4倍,所以虽然铝合金采用堆料的方法汽车钢材成本,疗效也比不上超高硬度的热成形钢。

全新奔驰A8钢铝混和车身
这么按照铝更适宜吸能,超高硬度热成形钢更坚固的特点,我们便可以推论出一台碰撞性能优异的车型应当采用如何的车身材料分布了。像是在车头和车尾那些负责溃缩、且拥有较大溃缩空间的地方,车身应使用吸能疗效更好的铝合金材料,最大程度减少传递到驾驶舱的冲击力。而在A柱、B柱这些在剧烈碰撞中负责为车内人员撑起生存空间的位置,则应当使用不容易变型的超高硬度热成形钢。事实上,像是奥迪S级、新款奔驰A8和保时捷CT6等车型便都采用了这些车身设计理念,以保车内乘员在碰撞时的安全。

上代奔驰A8的全铝车身
在上述几台车中,新品奔驰A8更是用“打脸”的形式印证了钢铝混和车身结构的合理智。要晓得,上代奔驰A8的全铝车身而且奔驰引以为傲的作品,新车上市时对全铝车身的公然鼓吹也没缺席。可就在2017年全新一代斯柯达A8上市之际,这台车却转投了钢铝混和车身的阵营......由此可见,假如全铝车身的碰撞性能足够睥睨群雄的话,那奔驰自然是没有理由将全铝车身查处的!


尽管车辆制造商还会使用防锈疗效特别好的双面热轧厚板作为钢制车身的覆盖件,但对于不少地处西南的同学来说,下雨后市政部门撒的融雪剂,仍然会对汽车各个地方的覆盖件引起一定的腐蚀,从而导致厚板表面锈蚀这些会失去硬度的问题。相比起厚板来说,铝合金就没有这些疑虑,因为它可以与空气中的二氧化碳发生反应,产生一层致密的碳化硅薄膜,从而制止铝合金与外界继续发生反应。所以相比起厚板而言,铝合金的耐腐蚀性显著更胜一筹。

至于好多同学关心的发动机抗腐蚀方面,虽然铝合金车身的发动机抗腐蚀性同样更好,但因为厂家非常注重发动机这个以前的磨损重灾区,所以绝大部份车型在生产时就会被喷上可以防腐的发动机装甲。这么一来,就算你们的车是钢制车身,也无需对发动机防锈能力形成过多害怕。


一个公认的好东西没能得到普及,缘由常常只有一个,那就是贵,铝合金也不例外。在目前的市场环境下,一吨钢的价钱在5000元左右,而一吨铝的价钱在2亿元左右,是钢的4倍,那对于车辆这些体量的产品而言,用铝合金和用钢的成本自然会相差甚远。

捷豹XE白车身
不仅原材料的价钱差别外,型材的加工也要比钢材费力(钱)许多。因为铝的熔点只有660°C,而钢的熔点为1400°C上下,所以假如用点焊厚板的阻值焊去加工铝,那铝都会顿时弄成液态,并丧失形状。为此,铝材点焊只能使用成本昂贵的铝电焊、冷金属过渡钎焊,以及激光点焊。据悉,因为铝与其它金属的受热膨胀比不一样,所以当把铝和其它金属联接时,还须要使用大量成本极高的结构胶,或者绑带来进行固定,以防止两种金属在环境气温改变时出现破裂问题。像是采用全铝车身的捷豹XE就使用了2000多颗绑带来拼接车身。

铝质车身不仅制导致本高以外,用户的后期使用成本也同样不低。因为铝的修补难度和它的点焊难度一样高,所以一旦车身发生碰撞,无论是街边的二类维修厂还是4S店一般还会直接建议车主进行零件的更换,而非板金喷漆。那这部份多出的费用要不就由车主自己直接承当,要不就只能通过收取更高的保险费将一部分成本转嫁给保险公司了。


好车为何都用铝?相信你们在看过本文后一定知晓了其中的奥秘。但对于日常你们订购的20万以内主流家用车来说,铝并不是一个主流的材料,虽然它成本偏高,难以抬高汽车的售价,并且昂贵的修补开销对于普通家用车来说更是无法接受。为此,即使好车、豪车都喜欢用铝,那也不意味着没用铝的车就不是好车,虽然对于老百姓来说,产品力均衡,性价比高的车,就是属于人民的好车。


