05.18 輕量化就一定是上鋁合金?這些方法更有效,美國車比日本車更狠

說一個故事,你知道奔馳賽車為什麼叫“銀箭”嗎?

1934奔馳在參加紐博格林比賽之前,發現了一個大麻煩。當時賽會規定賽車重量必須低於750kg,而它們的W25賽車重量剛剛好超過這個上限。

輕量化就一定是上鋁合金?這些方法更有效,美國車比日本車更狠

奔馳W25銀箭的開始

當時工程師想盡一切方法減重都沒有辦法。最後靈機一動,把車身油漆全部刮掉,減輕的重量剛好符合750kg的法規。而以銀色鋁合金車身“裸奔”的W25最終獲得了冠軍,從此奔馳賽車就有了“銀箭”稱號。

奔馳W25就是一個標準的輕量化案例。這個案例告訴大家,輕量化不一定就需要用上新材料,有時候適當“偷工減料”一下效果更佳。

輕量化就一定是上鋁合金?這些方法更有效,美國車比日本車更狠

現在造車流行談鋁合金,但並非用上鋁合金就可以“包治百病”,我們來看一些有意思的例子。

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捷豹XE標準軸距後驅版車重1540kg

捷豹XE是同級別唯一的鋁合金車身車型,然後它是同級別唯一的鋁合金車身車型,車身75%都是用稱為RC5754的鋁合金打造,車廠宣稱可將車身重量減少40%。不過標準軸距的XE 250 R-Sport車重為1540kg,而鋼鋁車身的加長軸距的奧迪A4L的重量為1565kg。

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奧迪A8是最早採用全鋁車身的車型

奧迪是最早採用全鋁合金車身的車廠,不僅A8和R8,包括早年TT和A2也是合鋁車身。不過在用鋁方面最老道的奧迪近年已經不提“全鋁”了,更強調“鋼鋁混合結構”,而新一代奧迪TT和一眾車型也不再是全鋁。

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全鋁車身的奧迪A2,好車呀!

道理很簡單,不同的材料各自擅長的地方。例如在不影響車身結構安全的引擎蓋、車頂、懸掛等方面用鋁合金,不僅在減重方面起到立竿見影的效果,而且在減輕車頭重量、降低重心和提高懸掛效率方面更理想。

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新一代奧迪TT已經不再採用全鋁

相反在車身受力結構部位、A、B柱和車底碰撞大梁方面更需要超高強度鋼材,不僅在強度方面比鋁材更有優勢,而且強度上去後用量也可以省一些,而達到同等強度鋁合金需要更多的量(看過奧迪R8的全鋁車身就知道)。這樣“一增一減”,鋁材在輕量化的優勢就打折扣了。

以上還只是談輕量化,還沒有聊到鋁合金在碰撞後的維修成本遠遠高於鋼車身。

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邁銳寶XL採用“鋼板鑽孔”輕量化方法

有意思的是,美國車現在在減重方面做得很徹底,除了應用鋁合金等材料外,還通過優化設計來減輕重要。做法例如在不影響結構強度和安全性的前提下,一塊鋼板中多鑽幾個孔,就可以減輕一些重量,要知道賽車輕量化改裝就是這麼幹的。

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邁銳寶XL的操控提升許多,車重比九代雅閣還要低

以試駕過現款邁銳寶XL的操控提升許多,主要功勞來車重的減輕。底盤仍然是從上一代邁銳寶基礎上研發過來,車身加大了許多車重卻相比上一代1.6T車型減輕了120kg。這輛1.5T+7DCT的邁銳寶車重只有1415kg,而尺寸更小的上一代雅閣2.0入門版的車重是1499kg。

美國車比日本車還要輕,挺有意思的事情。

在輕量化這件事情上,最近通用聯手歐特克(Autodesk)搞了一些事情,他們用人工智能生成式設計與3D打印技術來讓車身更輕。

歐特克擁有衍生式設計軟件技術,該技術採用雲計算及人工智能演算法快速探究零部件設計的多種排列,產生數百個高性能的幾何設計方案供用戶選擇。這些設計基於用戶設定的目標和參數,如重量、強度、材料選擇、製造方法等。

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3D打印零件

具體來說主要用零部設計與開發的進程。例如工程團隊打造一款概念性的座椅托架上,3D打印出的一體化零件原本需由8個不同的部件組成,在實現減重40%的同時零部件強度增加了20%。在過去的三十多年中,通用汽車成功運用3D打印技術將材料逐層疊加,實現了從數據模型到三維部件的直接轉化。

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其實通用此舉除了實現零部件的輕量化之外,還有另外一個目的……設想一下,通用開發新車的時候全部使用這種在設計端就量身定製的高度集成化的3D零部件,並且對每個零部件都申請外觀設計專利,那麼未來就有壟斷該車型零部件市場的可能。就算有些零部件廠商被授權生產副廠件,不好意思,授權費拿來……總而言之,這套全新的集成化零部件開發程序,對於通用而言百利而無一害。

輕量化就一定是上鋁合金?這些方法更有效,美國車比日本車更狠

得益於材料與技術的不斷進步,自2016年起通用汽車旗下14款新車累計減重超過2268公斤,平均每輛車減重159公斤,超過一半的車型減重達136公斤以上。其中,2019款雪佛蘭索羅德車型減重高達204公斤。

總之“不管黑貓還是白貓,抓到老鼠的就是好貓”。車身輕量化這件事情上,不管你是用新材料還是其它方法,總之能“瘦身”就是成功的。

輕量化就一定是上鋁合金?這些方法更有效,美國車比日本車更狠

不過類似結構化減重不止是在鋼板上鑽幾個孔那麼簡單,因為搞不好輕量化後對NVH會造成非常大的負面影響。任何事情走得太極端總是不好的,因為我們開車的目的不是為了輕量化,而是為了更舒適、開起來更有質感。


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