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  2. 汽車車身除了用鋼鐵,還能拿什么造?
    2017-04-26 09:48:30 作者:本網(wǎng)整理 來(lái)源:中國(guó)汽車材料網(wǎng) 分享至:

        1.不奇怪的——全鋁合金


        奧迪的ASF(Audi Space frame)是全鋁合金車身的先驅(qū)之一,至今已經(jīng)有23年歷史,一共有9部奧迪被打上ASF印記。如今第十部屬于即將上市的全新奧迪A8。


        其實(shí)和鋼鐵相比,鋁合金具有幾個(gè)特性:


        鋁合金確實(shí)輕,鋁的密度是每立方厘米2.7g,而鐵的密度是每立方厘米7.85g


        但是,鋁合金在達(dá)到相同剛度時(shí),要更厚、體積更大,比如發(fā)動(dòng)機(jī),鑄鐵缸體可以更薄,體積更小,全鋁則會(huì)很大,所以如今除了高端、大尺寸車型以外,絕大部分依然是鑄鐵缸體鋁合金缸蓋。


        更不用說(shuō)工業(yè)用的鋼鐵、鑄鐵含有碳比純鐵要輕一些,鋁合金根據(jù)不同用途和配方可能會(huì)含有銅、鎂、鋅、錳,或者直接含有鐵、鎳等,又比純鋁重一些。


        所以實(shí)際上鋁合金車身并不會(huì)真的輕上三倍,反而體積會(huì)更大一些。


        所以,也不能說(shuō)他完全超越鋼鐵,這也是它一直沒(méi)能一統(tǒng)天下的原因。

     

    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
        上圖是現(xiàn)售的上一代A8(D3)的全鋁合金車身,如今隨著科技的發(fā)展,高強(qiáng)度鋼能力更強(qiáng),從現(xiàn)售款(D4)開始,奧迪的ASF車身已經(jīng)不再是單純意義上的全鋁車身了,開始采用了更多種類的材料組合而成。 
     
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        而下一代A8車型(D5)則是更加的復(fù)雜化,并且進(jìn)一步增重了50公斤:

     

    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        可見,全鋁合金的小眾讓它的發(fā)展落后于鋼鐵,于是奧迪也在自己的頂級(jí)車型中與時(shí)俱進(jìn),采用了更加復(fù)雜的材料來(lái)滿足更高的安全性和盡可能低的重量。

        2.不太奇怪的——碳纖維

        我們總能看到跑車燒毀的新聞,比如燒成了這樣:

     

    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        這是因?yàn)榕苘囂唤Y(jié)實(shí)、太脆弱嗎?當(dāng)然不是,只是他們大量采用了碳纖維復(fù)合材料而已。

        這個(gè)碳纖維我們不陌生,自從Mclaren在1981年將其引入F1賽事,如今的賽車界幾乎全被碳纖維壟斷。

        它的優(yōu)勢(shì)很明顯,排在第6的碳比鋁還輕一倍,做成纖維狀以后抗拉能力極強(qiáng),編織成網(wǎng)狀碳纖維以后,既輕、剛性和彈性都都不錯(cuò),耐高溫而熱膨脹系數(shù)小(高端的碳纖維可以承受2000度高溫,低端的也有五六百度)。并且碳纖維科技依然在飛速發(fā)展,甚至開始威脅到陶瓷作為高性能引擎缸體材料的地位。如今的碳纖維也不再像之前那樣一次性,破損不嚴(yán)重是可以被修復(fù)的。現(xiàn)在家中最常見的碳纖維產(chǎn)品就是300元以上的網(wǎng)球拍、150元以上的羽毛球拍、和900元以上的自行車。

        但是缺點(diǎn)也很明顯,抗剪切力能力差,并且根據(jù)不同級(jí)別的碳纖維(比如發(fā)動(dòng)機(jī)、單體殼式座艙、車體)耐火燒的能力也大相徑庭。
     
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        像邁凱輪MP4-12C這樣的單體殼式座艙是用多層碳纖維復(fù)合而成的,剛度極強(qiáng),(當(dāng)然這部分也就放棄了一旦發(fā)生碰撞的緩沖能力),所以外殼會(huì)采用強(qiáng)度低一些的碳纖維材料,而比如蘭博基尼,會(huì)在外殼依然采用金屬,蘭博基尼全碳纖維的車型似乎只有Veneno一款,哪怕V12引擎加身也才區(qū)區(qū)一噸半重,車身減重效果驚人,限量三臺(tái),360萬(wàn)歐元如果進(jìn)入中國(guó)預(yù)計(jì)要半億人民幣╮(╯_╰)╭
     
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        在改裝屆,安全性就沒(méi)有那么被重視了,緩沖神馬的概念統(tǒng)統(tǒng)被“輕”取代,你可以輕而易舉的獲得碳纖維的后視鏡、引擎蓋、車門、內(nèi)飾件、甚至輪轂、剎車盤、傳動(dòng)軸。
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        碳纖維昂貴主要因?yàn)楫a(chǎn)能和生產(chǎn)方式:優(yōu)秀的能夠用于汽車和航天領(lǐng)域的碳纖維絲束不是誰(shuí)都能產(chǎn)的,目前的全球年產(chǎn)能33萬(wàn)噸,中國(guó)30多家碳纖維企業(yè)只有7.3萬(wàn)噸產(chǎn)能,高性能的只有4000噸。全世界的大部分產(chǎn)能集中在日本。并且將碳纖維生產(chǎn)成為零部件的生產(chǎn)需要大量人工,導(dǎo)致成本不菲。

        3.有點(diǎn)奇怪的——塑料

        蘭博基尼的設(shè)計(jì)師腦洞大開,居然用塑料來(lái)造車,Sesto Elemento(第六元素)采用5.2L V10引擎居然僅重999公斤!不過(guò)遺憾的是因?yàn)闀何赐ㄟ^(guò)相關(guān)法律認(rèn)證,他還不能夠上路行駛。
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        其實(shí)人家官方用語(yǔ)叫做“碳纖維增強(qiáng)材料”,這么說(shuō)可能不太清楚,如果說(shuō)“玻璃鋼”您就明白了,是的,常用的玻璃鋼就是“纖維增強(qiáng)材料FRP”,分為玻璃纖維增強(qiáng)材料GFRP、碳纖維增強(qiáng)材料CFRP、硼纖維復(fù)合材料等。

        如同手機(jī)界具有大哥地位的聚碳酸酯一樣,當(dāng)今的塑料可不是曾經(jīng)那個(gè)容易老化、脆弱、不結(jié)實(shí)的代名詞了。當(dāng)今的塑料不但有著鋼鐵甚至碳纖維都難以比擬的輕,甚至還能夠容許極大的彈性形變,用一個(gè)不安全來(lái)一語(yǔ)概括它的碰撞表現(xiàn)可真是太不負(fù)責(zé)了。

        當(dāng)然,這還是過(guò)于概念,量產(chǎn)車也有啊!
     
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        美國(guó)的雪佛蘭考維特作為美式跑車的代表,就在車體上大范圍使用了塑料。雖然不能稱之為全塑料車身吧,不過(guò),如果五年、十年之后,真的有塑料外殼的車上市了,您可千萬(wàn)不要驚訝!

        4非常奇怪的——木頭

        你以為從福特T型車以后,人類就進(jìn)入了金屬汽車時(shí)代了嗎?

        非也!非也!直到今天,木材也沒(méi)有退出汽車領(lǐng)域,甚至還有高性能車型采用呢!
     
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
        木制超跑Splinter!極速386km/h!
     
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        豐田概念車Setsuna,全實(shí)木打造,居然是新潮的電動(dòng)車!
     
    ,汽車車身材料,全鋁合金車身,碳纖維材料
     
        來(lái)自英國(guó)、擁有百年歷史跑車公司Morgan(摩根),直至今天依然采用著全手工打造,雖然車身蒙皮都是金屬,但依然有木質(zhì)零部件!

        結(jié)語(yǔ)

        怎么樣?如果明天街上跑的車都是塑料車身,那您可別驚訝!
     

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