老李的发言突然点燃了“铝”这种非常常见的材料。(莎士比亚,铝,铝,铝,铝,铝,铝,铝,铝)
“把自己家的钢筋主体结构全部拆掉,全部变成铝,绝对安全科学!”,“一辆车把铝用在哪里,钢和铁用在哪里,不是通过敲脑袋或敲键盘来决定的”,“横向摆动手臂的冲压结构钢板比铝铸造能获得更好的强度和重量”。
从伊古相的话来看,对汽车发展至关重要的铝合金似乎成为了低端低价的劣质材料,引起了部分网民的吐槽。
事实上,一种材料是好是坏,关键取决于用在哪里。铝合金的话,在车身上使用不一定好,但在弹簧下部,铝合金零件会比钢或铸铁零件更好。这是不需要讨论的事。谁讨论的是侮辱谁的智商。
同样的强度,铝比钢轻得多
数据显示,早在1896年,铝材料就被应用于汽车,20世纪初,一些汽车企业为了追求更好的轻量化性能,开始将铝材料应用于豪华车和赛车。随着各国排放限制的严格,用户对汽车性能的需求越来越高,铝合金材料开始大规模应用。
第一次工业革命大规模生产钢铁,第二次工业革命广泛使用铝合金。
比一般钢材轻,是铝合金最突出的优点,到底轻了多少?根据型号的不同,车辆用铝合金的密度一般在2.72 ~ 2.82g/cm3之间,钢的密度在7.81 ~ 7.85g/cm3之间。也就是说,在相同体积下,铝合金的重量只有钢的35%左右。
除了重量优势外,铝合金还具有腐蚀性好、回收利用率高的优点,成为汽车轻量化的主流材料。
根据所含元素的含量和加工工艺,铝合金分为多个品牌,汽车用铝合金一般分为5000系列(用于车身)和6000、7000系列(用于强度更高的零部件)。
当然,在绝对强度方面,铝合金理论上不如钢材,但可以通过增加厚度和增加连杆等“堆材料”来弥补强度不足。为了达到同样的强度,铝合金通常比钢多40%左右的体积,根据上面提到的密度比,在相同强度的前提下,铝合金的重量也只有钢的50%。
看到李九祥的那句话——“冲压结构钢板比铸铝能有更好的强度和重量”,真的很困惑。
铝合金很好,但要用在适当的地方
铝合金具有卓越的轻质优点,但要在适当的地方使用,才能最大限度地发挥优点。
大家最熟悉的铝技术应用可能是全铝车身。1994年诞生的第一代奥迪A8是世界上第一辆采用全铝车身技术的量产轿车,接着林肯凯迪拉克、杰夫等车企业都发展了各自的全铝车身技术,是最普及的捷豹路虎。(威廉莎士比亚、美洲虎、美洲虎、美洲虎、美洲虎、美洲虎、美洲虎、美洲虎、美洲虎)当然,目前被称为“全铝车身”的车型,大多在承重架和部分覆盖物上采用铝合金材料。
进入电气时代,很多纯电动车也采用铝车身技术,除了威瑞ES6、ES8等较为高端的车型外,樱桃蚂蚁等入门产品也使用了被称为黑科技的技术。
如果纯电动车车辆的质量减少10%,续航可能上升5%左右。这样看来,全铝车身和纯电动车很相配,但随着全铝车身技术在业界的逐渐普及,缺点也开始显现出来。加工工艺复杂,连接难度高,维修成本高,大面积应用于车身,制造成本3354将大大提高。
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铝合金零部件不是通过焊接连接,而是通过铆接和粘接。采用全铝车身的车型一旦发生碰撞,很难进行钣金修复,维修师傅多半会建议直接换件。
全铝车身的各种弊端很大程度上抵消了其轻量化带来的优势,因此,包括奥迪在内的多家企业,已开始放弃全铝车身,转而采用经济性更好的钢铝混合车身。
全铝发动机已成业界主流
全铝车身并不完美,但在汽车的一些关键部位上,铝合金还是有着远胜钢材的综合性能。
例如发动机,这是纯燃油车除车架外重量最大的一个部件,将铝合金应用到发动机上不仅能有效减轻重量,提升燃油经济性,对于以前置前驱结构为主的家用车而言,还更有利于车身前后比重的调整,从而优化行驶性能。
需要说明的是,车企宣称的“全铝发动机”,主要是指在气门室、缸盖、缸体、活塞、油底壳,以及涡轮增压器壳体等部件上采用铝合金材料,而像凸轮轴、活塞连杆、曲轴等对强度要求更高的部件,则更多采用高强度钢打造。
铝合金在耐磨性方面不如铸铁,因此全铝发动机的缸体内侧通常会增加一个铸铁缸套,以保证缸体寿命。
与相同缸数、相同排量的铸铁发动机相比,“全铝发动机”大概轻了20-30公斤,除此之外,它的散热性能更好,抗爆性能更强,可以使用更低黏度的机油,同时对高标号汽油的依赖程度更低,在提升动力、降低油耗之余,还能提升耐久度,是优化发动机综合性能的重要技术路线。
尽管传统的铸铁发动机依然有着独特的优势,比如在恶劣工况下的稳定性更好,但在节能减排的大背景下,发动机“铝合金化”已是一个不可逆的大趋势。
要好开又舒适,更离不开铝
除了发动机之外,铝合金在汽车底盘还有更大的用武之地。这里说的“底盘”准确来说是指簧下部件,例如轮圈、轮胎、刹车卡钳、减震器筒身、悬架的各种拉杆,以及连接悬架和轮圈的转向节等。这些部件都不由减震器的弹性元件支撑,对应的,由弹性元件支撑的都可以算为簧上部件。
一般来说,汽车的簧上质量与簧下质量的比值越大,操控性和舒适性就会更好。
簧下质量在汽车整备质量中的占比不算大,但坊间一直有着“簧下减重一公斤,相当于簧上减重十公斤”的说法,虽然这个比例不太准确,但却道出了簧下质量的重要性。
减轻簧下质量,最显著的效果并非降低油耗,而是提升汽车的操控稳定性。要知道,簧下部件是会跟随悬架系统一起运动的,这些部件越轻,惯性就越小,车轮对路面起伏的跟随性能就越好, 车子开起来也会更得心应手。
同理,轮圈、半轴等部件的重量越轻,发动机传递到轮胎上的动力损失就越小,制动时需要克服的自身惯性也会越小,加减速性能也会更优秀。
降低簧下质量,能让悬架中的活动部件有更强的可控性,从而让车轮贴服于路面。
另外,更轻的簧下部件也能大大减轻减震器的压力,让其工作变得更“高效”,在经过坑洼路段时,能更及时地化解路面震动,从而提高舒适性。
使用铝合金部件取代铸铁部件,已成为豪华车企底盘轻量化的主流方案,像奔驰GLS、奥迪Q8、保时捷卡宴、宾利添越等旗舰级SUV,前后悬架都采用大量采用了铝合金部件,尤其是在“理想L9悬架用料事件”中备受关注的后下摆臂,这些车型同样都采用了铝合金材料。
奥迪Q8的后悬架采用了全铝五连杆的结构。
除了顶级豪华SUV之外,像领克09、本田冠道等非豪华品牌的高端SUV,底盘同样大量采用铝合金部件——当然也包括后下摆臂。再看理想L9的同价位竞品,蔚来ES8的悬架系统能看到的部分几乎都是铝合金部件,而且前后副车架都采用了铝合金全框式设计。
蔚来ES8在底盘上大量采用了铝合金部件。
“铝不如铁高级”——你会信吗?
但凡对驾乘品质有较高追求的车型,都会在底盘大量采用铝合金零件,当然,要达到极致的操控性和舒适性,还必须在调校上多下功夫。然而,无论在悬架用料还是底盘调校上,理想L9都被找出了不少破绽。
理想L9后悬架,下摆臂采用了银色防腐涂层,防腐效果更好,而且看起来也更像铝合金。
理想ONE后悬架,其下摆臂同样为采用了银色涂层的冲压钢板。
事实上,从首款车型理想ONE开始,理想就干起疑似“以铁充铝”的事情,手法跟理想L9一样,都是在后下摆臂上涂上银色的“防腐涂层”。而在调校方面,已有媒体对理想L9进行过实测,正常掉头时车辆都会出现严重的侧倾、推头,更别说进行激烈驾驶了。
前不久,一辆理想L9的门店试驾车还出现了因空气悬架漏气损坏而无法正常行驶的情况。这不禁让人怀疑,理想L9的用料问题是否不仅出在后悬架上,在其他核心部件上会不会还存在更严重的偷工减料现象?
面对市场的质疑,理想还据理力争,并试图让消费者相信“铝合金下摆臂不如加了涂层的铸铁高级”、“损坏的空气悬架只是试制零件”等谬论。所幸的是,市场早已把消费者教育得非常聪明,他们不会相信这些掩饰真相话术,正如他们不会相信理想L9能做到“500万内最好”一样。(文|超人)
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