全铝车身来了,会替代钢铁吗?

发布日期:2020-05-25

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  近日,有国外媒体画了一组路虎发现5的假想图,除了造型比老款圆润外,新车最大的变化是采用了全铝的承载式车身。

  在此之前,福特最畅销的F-150皮卡已采用了全铝车身并投产。一向引领潮流的特斯拉Model S,也成为全铝车身行列的一员。

  就连劳斯莱斯都坐不住了。据外媒报道,劳斯莱斯正计划在其新车中采用全新全铝的车身框架结构,以减轻车身重量。第一台全铝车身的劳斯莱斯有望于2018年发布。

  全铝车身越来越吃香,会不会最终取代钢铁呢?答案是肯定的,但短时间内无法做到。据美国市场研究机构Ducker的一份报告称,目前仅有1%的汽车为全铝车身,预计到2025年,这一数字将达到18%。

 

为什么要用全铝车身?

  眼下,欧洲车企也只是在高利润率的车型中扩大了铝材料的应用。原因很简单,全铝车身的成本太高。目前,铝的价格约每吨3万元,而每吨钢材的价格仅为7000元左右。如此悬殊的价格差,使很多企业对全铝车身望而却步。

  但是,在环境污染和燃油经济性等多重压力下,汽车轻量化已渐渐成了共识。业内专家说,要减少汽车对环境的污染,就要提高汽车的能效,而提高能效主要有三条途径:提高发动机能效、减小风阻、减少车重。三者当中,发动机技术和汽车设计已然成熟,可提升的空间小、成本高。所以,只剩下车身轻量化还有很大的潜力可挖。

  据国际研究机构实验表明,如果汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%至8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3至0.6升。

  以铝代替传统的钢铁制造汽车,可使整车重量减轻30%至40%;用铝制造发动机,可减重30%;铝制散热器比相同的铜制品轻20%至40%;轿车铝车身比原钢材制品轻40%以上。所以,用铝材代替钢铁造汽车,有显著的减重效果。

 

全铝车身的发展历程

  全铝车身并不是什么新鲜事物,只不过一直以来发展相对缓慢而已。

  全铝车身框架结构,创造性地将钢与铝两种材质合为一体,可确保更具动态的驱动能力,在提高稳定性的同时亦令加速能力大大加强。这种布局实现了出色的车身刚度与良好的碰撞安全性,并显著地减轻了车身的重量。刚度提高60%,焊点减少40%,重量更轻。无论是灵活性、安全性,或平稳性均表现出色。

  早在1899年,铝就用于制造汽车发动机系统的零件,但全铝汽车直到1994年才诞生,创造这一传奇的是奥迪A8。所谓全铝车,是在指现有的技术条件下,凡是可用铝合金制造的零部件全换成了铝的。

  奥迪A8于1997年进入美国市场,它的构架是奥迪公司与美国铝业公司10年的研发结果,板材、型材用了7种航空铝合金,连接件是真空压铸的。与钢铁车相比,奥迪A8的质量下降40%,安全性、操作性、乘坐舒适性、燃油经济性、刚性等都有相当大的提高,被誉为“21世纪的首款豪华全铝轿车”。

  第四代揽胜则是全球第一辆全铝车身的SUV。单纯从车身方面来讲,揽胜的全铝车身相对同等强度的钢结构车身轻180公斤,加上内饰件和动力总成等部件,整车减重最多达到420公斤,相当于5名成年人的重量,由此带来的节油减排效果非常显著:3.0LTDV6柴油机车型百公里油耗7.5L/100km,二氧化碳排放量仅196g/km。此外,“减肥”后的车身对操控性也有帮助。

  由于铝合金材料对热较敏感,如果使用传统焊接工艺连接车身部件,会存在材料强度下降的问题,而且由于受热易变形,全铝车身拼合尺寸精度也不易控制。所以,揽胜的全铝车身不使用焊接工艺,而是使用了航天工程技术中用铆钉代替焊接的生产研发技术。

 

谁家的全铝车身技术最强?

  在热潮汹涌的全铝车身技术大战中,各厂家八仙过海各显神通,但对消费者来说,人们最关心的问题只有一个:这么多车企中,到底谁家的全铝车身技术最强呢?

  据悉,捷豹路虎汽车的制造材料中,有50%都是使用可循环使用的铝,同时,以铆接来代替点焊,并且以胶合工艺来提高各部件的连接强度。正因如此,捷豹路虎的车身生产线上将无需使用电力排风扇,这就意味着生产过程更加清洁、安静和高效,节约了一个焊接车间需要花费的75%的电力。

  如今,捷豹路虎已成为英国企业中的佼佼者,号称全铝车身技术领跑全球。对此,别的企业肯定有看法,比如说奥迪、奔驰,甚至还有凯迪拉克。

  首先说奥迪。

  目前在售的奥迪A8L的空间框架结构(ASF)包括22%的挤压成形铝合金件、35%的高精真空铸造铝件、35%的液压成形铝合金板材,8%的强化钢材44米无缝激光焊接和1847个冲钻铆接,白车身重量只有241公斤较传统钢质结构车身具有40%的轻量化优势,但其结构刚性与抗扭强度较上代产品提升了25%。

  奥迪A6也不错,已经开始采用了奥迪全铝车身的部分技术,铝制的部件覆盖了车身大于20%的部分,包括了前悬挂、发动机舱杆、前保险杠、发动机舱该、后备箱、车门板。

  奔驰更不会落在别人后面。

  虽然没有怎么吹嘘车身轻量化技术,但奔驰在轻量化车身技术上走的并不慢甚至还走在前列。比如2013年推出的新奔驰S级轿车的车身,采用的是第三代铝制混合车身外壳,这其中铝的含量超过了50%,车顶和车身前部都采用了铝制材料。

  奔驰新C级也已引入全新的MRA后驱平台,轻量化技术也相当突出,官方资料显示,它拥有同级最轻的重量和车体架构强度。新车的主架构大量采用铝合金材料打造,比例差不多达到50%,这也使得新一代c级车相比传统的钢架构轻了70公斤。而加上其他的一些减重措施,根据配备发动机的不同,新一代车型相比上一代车型至少轻100公斤。

  凯迪拉克也丝毫不差。

  位于上海浦东金桥的通用凯迪拉克新工厂,建成了我国首个国内生产全铝车身的车身车间。全新推出的凯迪拉克CT6,车身采用了一半以上的铝质材料,应用了铝合金激光熔焊和钎焊,实现了除胶合、铆合等之外的连接方式,尤其是车顶侧围和后备箱盖的焊接,工艺水准已经非常精细。

  全铝车身技术如此火热,而且今后会越来越热,但也有人担心它的弊端。

  全铝车身在使用中最主要的弊端在于维修。车辆一旦发生碰撞,金属变形扭曲,由于加工的工艺特殊性,维修成本也要比传统材料高出许多。

  同时,由于修复工艺也十分复杂,4S店基本不可能完成大规模修复,往往令全铝车身不经修复就直接报废。

  此外,另一个可能需要注意的问题是,铝金属的熔点和燃点都较低,排气管头段的排气温度就足以将其点燃。

  报哥认为,没有任何一项技术是完美无缺的,而厂家们要做的,是如何将弊端带来的伤害减到最小,直到最终消除弊端。发展中出现的问题,将会在发展中解决。

 


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