著眼于可持續(xù)發(fā)展,節(jié)能、環(huán)保成為世界汽車(chē)工業(yè)界亟待解決的兩大問(wèn)題。汽車(chē)每減重10% ,油耗可降低6% ~8% ,排放降低4% ,因此減輕汽車(chē)質(zhì)量是節(jié)能和環(huán)保的基本途徑之一。車(chē)身質(zhì)量占汽車(chē)總質(zhì)量的40% 左右,車(chē)身的輕量化對(duì)于整車(chē)的輕量化起著舉足輕重的作用。鋁是一種具備多種優(yōu)良性能的輕質(zhì)材料,因而成為汽車(chē)輕量化的首選材料。
在未來(lái)的20-30年內(nèi),中國(guó)將步入中等發(fā)達(dá)國(guó)家行列,鋁材在工業(yè)發(fā)展中具有很大的應(yīng)用空間。目前,國(guó)內(nèi)124個(gè)工業(yè)部門(mén)中,有113個(gè)部門(mén)涉及鋁制品,占總數(shù)的91%。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家財(cái)政部和其他九部委聯(lián)合發(fā)表關(guān)于加快鋁工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)意見(jiàn),指出鋁工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要目標(biāo)在于提升高附加值加工產(chǎn)品的比例,使工業(yè)型材與建筑型材的比例達(dá)到7:3。
交通業(yè)是使用鋁材多的產(chǎn)業(yè),占鋁總產(chǎn)量的25%。而關(guān)于鋁材的一些數(shù)據(jù),相信大家也比較有興趣想了解。
△中國(guó)是世界大的鋁材生產(chǎn)國(guó),其后分別是俄羅斯、加拿大、美國(guó)和阿聯(lián)酋。
△鋁材可以循環(huán)利用,循環(huán)鋁材只需要使用新鋁鑄錠所需能量的5%,同時(shí)減少92%的溫室氣體排放。
△4噸鋁土可生產(chǎn)出1噸鋁材,足夠制造60000個(gè)軟飲料鋁罐。
△地球表面8%的重量來(lái)自鋁,比鐵的蘊(yùn)藏量更高。
△美國(guó)每年使用900億個(gè)鋁罐,其中620億個(gè)被回收,節(jié)約下的能源相當(dāng)于1900萬(wàn)桶原油,足夠170萬(wàn)汽車(chē)一年的用油量。
在汽車(chē)制造中使用鋁合金,常見(jiàn)的是懸架和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體采用鋁合金,目的都是降低關(guān)鍵部件的重量。
正是出于這個(gè)出發(fā)點(diǎn)的考量,全鋁車(chē)身也應(yīng)運(yùn)而生。
?第一個(gè)全鋁車(chē)身出自?shī)W迪還是本田?
相信大家都聽(tīng)說(shuō)奧迪A8采用全鋁車(chē)身框架結(jié)構(gòu)(ASF),有人真嘗試過(guò)拿磁鐵去吸A8的車(chē)身,發(fā)現(xiàn)并不能相吸,從而認(rèn)識(shí)到全鋁車(chē)身的神奇。
早在上世紀(jì)80年代,奧迪80和奧迪100車(chē)型上已采用鋁車(chē)門(mén),然后不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍;
1992年,與美國(guó)制鋁商Alcoa合作開(kāi)發(fā)推出A8上的ASF鋁鋼架;
1994年奧迪投資800萬(wàn)歐元建立鋁材中心,現(xiàn)在被稱為“奧迪鋁材及輕量設(shè)計(jì)中心”;
2002年,推出剛性提高60%的第二代ASF。
但就在奧迪ASF推出前的1989年,本田跑車(chē)NSX就使用了全鋁制車(chē)身鋼架。因此,本田和奧迪至今仍然在爭(zhēng)論到底誰(shuí)是第一個(gè)使用鋁鋼架的汽車(chē)品牌。
?鋁在汽車(chē)制造中的利弊
時(shí)至今日,鋁雖然已成為汽車(chē)制造中不可忽視的材質(zhì),但像奧迪A8那樣采用全鋁車(chē)身架構(gòu)的車(chē)型依然不多。
正如上文所言,鋁合金在重量上相比鋼材有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
曾有專家計(jì)算:
如果將一輛汽車(chē)上的鋼鐵全部更換為鋁,可為整車(chē)減重20%以上。以使用第一代ASF架構(gòu)的奧迪A8為例,全鋁車(chē)身為其減重約200kg,占據(jù)整車(chē)重量約10%,因此每百公里能減少近1L的油耗。
全鋁車(chē)身帶來(lái)的益處還不止于此,由于車(chē)身的輕量化,車(chē)輛的性能表現(xiàn)將得到進(jìn)一步增強(qiáng),制動(dòng)性能也會(huì)有相應(yīng)提升。此外,鋁的“吸能”表現(xiàn)也更為出色,在出現(xiàn)碰撞時(shí),它會(huì)比鋼制車(chē)身具有更明顯的彈性優(yōu)勢(shì),從而更好地吸收沖擊力,減少碰撞產(chǎn)生的當(dāng)量,保護(hù)車(chē)內(nèi)人員的安全。
雖然全鋁車(chē)身的優(yōu)勢(shì)隨便一數(shù)已有這么多,但鋁材價(jià)格的相對(duì)高昂成為了制約“鋁取代鋼”的前進(jìn)步伐。
另外,鋁變形后修復(fù)難度相比鋼更大,鋁材的熔點(diǎn)也較低,這便制約了全鋁車(chē)身的推廣,特別是后者,讓車(chē)身制造工藝不得不使用自鉚接、膠粘或激光焊接。
?哪些車(chē)型也采用全鋁車(chē)身?
這里說(shuō)的是“全鋁車(chē)身”,雖然并不一定是100%鋁合金車(chē)身,但相比那些只在車(chē)首或部分零部件采用鋁合金的車(chē)型而言,車(chē)身架構(gòu)均為鋁合金材質(zhì)。
△這款新車(chē)被捷豹稱為“純正的全鋁車(chē)身結(jié)構(gòu)”
△與捷豹同宗的路虎,自然也是全鋁車(chē)身的受益者之一
△在去年的底特律車(chē)展上,2015款的福特F150大放異彩
△林肯也計(jì)劃在領(lǐng)航員車(chē)型上推行全鋁車(chē)身
?豐田有望普及全鋁車(chē)身
雖然鋁材成本比鋼材高昂,但并不代表全鋁車(chē)身只能出現(xiàn)在高端品牌車(chē)型之上,而有望打破此約定俗成的正是豐田汽車(chē)。
去年中,美國(guó)媒體就報(bào)道了豐田通商將聯(lián)合日本第三大鋼企-神戶制鋼生產(chǎn)用于車(chē)身及熱交換器的鋁板材料,并向歐美以及日本等多家車(chē)企提供服務(wù)。鑒于豐田通商與豐田汽車(chē)屬同一集團(tuán),因此,豐田汽車(chē)將有望率先應(yīng)用該鋁板材料,并在旗下車(chē)型普及。
未來(lái),豐田汽車(chē)旗下車(chē)型采用全鋁車(chē)身后,不僅將大幅度減輕車(chē)身重量,油耗也將相應(yīng)降低。
中華國(guó)威 陳卓 - 壯美山河
△ 但是,我國(guó)的鋁車(chē)身設(shè)計(jì)制造技術(shù)與歐、美、日等國(guó)家存在著很大的差距
近年國(guó)內(nèi)車(chē)企紛紛開(kāi)發(fā)鋁合金車(chē)身,但是關(guān)鍵裝備主要依賴進(jìn)口,制造技術(shù)落后,亟待提升。
△ 只有突破國(guó)際技術(shù)壁壘,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的需要,才可立于不敗之地。
中國(guó)汽車(chē)工業(yè)要在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地,必須自主創(chuàng)新,集中力量開(kāi)展鋁合金車(chē)身制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究,突破以全鋁車(chē)身為代表的一系列汽車(chē)先進(jìn)技術(shù)壁壘,這對(duì)提高我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有舉足輕重的作用。