原文標(biāo)題:《“鋁”權(quán)主義,有什么錯?|技術(shù)流》
在一片車評人恨不得隨身標(biāo)配吸鐵石的行業(yè)氛圍中,李想一句“鋁又不是什么高檔的東西”當(dāng)時聽來頗有些刺耳。在 7 月份理想 L9 剛上市不久的時候,因其后懸架鋼制擺臂涂上“銀妝”,引來了莫須有的“假裝是鋁”嫌疑。
秉承著一貫的硬氣作風(fēng),李想懟得也是有理有據(jù):一,銀色是防腐涂層,沒想假裝是鋁也沒宣傳過是鋁;二,鋁不是什么高檔東西,這塊就沒打算用鋁;三,建議相關(guān)網(wǎng)友把自己房子里的鋼筋都換成鋁……
一方面,底盤鋼制部件刷涂銀色防腐漆其實并不鮮見,“裝鋁”板子打得未免冤枉;而另一方面,所謂房子鋼筋與車用鋁材間的類比,也確實沒什么可比價值。鋁有鋁的高級,鋼有鋼的道理。
有些地方,用鐵有理
在某音某手,你多半刷到過“車評人手拿一根末端磁鐵的長桿子這捅捅那蹭蹭看是鋁還是鐵”的內(nèi)容。其實,不光是局限于懸架擺臂 —— 鋁 or not 鋁,這是一個問題,一個在汽車世界游蕩了不知多少年從未消散的陳年話題。
一旦說到鋁,最為人熟知的特點就是,輕。當(dāng)鋁材用于車身部件時,往往意味著比鋼制部件減輕了重量,于是“全鋁車身”一度廣受追捧。當(dāng)鋁材用于懸架部件時,除了整車更輕還降低了簧下質(zhì)量,對于底盤性能也有了助力。
恰好在今年早些時候,日本雜志《Motor Fan》刊發(fā)了這樣一個故事:在第二代豐田 86 / 斯巴魯 BRZ 臨近量產(chǎn)的 2020 年 9 月,豐田章男突然叫停了新一代 86 的研發(fā)工作,原因是他以豐田首席試車手的身份,對其駕駛手感表示不滿。
因為眾所周知的關(guān)系,經(jīng)過與斯巴魯方面的商談,斯巴魯工程師提議將豐田新 86 上與新 BRZ 共用的全新鋁制轉(zhuǎn)向節(jié),單獨(dú)更換回上代車型上的鐵制轉(zhuǎn)向節(jié)。結(jié)果豐田章男親試過后心滿意足,甚至日本知名車手谷口信輝也認(rèn)為,采用鐵制轉(zhuǎn)向節(jié)的新 86 駕駛感更為出色。
豐田章男所偏愛鐵制部件帶來的玄學(xué)手感,可能部分是因鑄鐵轉(zhuǎn)向節(jié)更高的部件剛度,部分是鑄鐵轉(zhuǎn)向節(jié)與鑄鋁轉(zhuǎn)向節(jié)的重量分布不同。這只是一個特殊個例,但如果盤點主流乘用車的懸架結(jié)構(gòu),也很容易發(fā)現(xiàn)上到“真?五百萬 +”的庫里南,也不乏鐵制的懸架連桿 / 擺臂。
在懸架系統(tǒng)中,對于單個部件鋁材可能確實有減重作用,但在追求系統(tǒng)最優(yōu)時使用部分鐵制部件,也并不是有必要直接導(dǎo)向批判的事情,需要結(jié)合具體情況具體分析。尤其懸架部件比車身部件更受體積、形狀上的局限,鋁制部件也就不一定能通過更大厚度 / 體積達(dá)成所需的高剛度和高強(qiáng)度。
唯鋁是尊,過去時了
本世紀(jì)初,全鋁車身一度被視為車身技術(shù)的發(fā)展方向,但如今卻只有少數(shù)車企還在堅持,尤其是不少行政級旗艦轎車都紛紛不再是 100% 鋁車身,其中原因很難簡單歸結(jié)于“節(jié)省成本”。
以車身為例,鋁材的主要作用一是減重,二是提高剛度。高中理科生都學(xué)過,鋁的密度是 2.7*103kg / m3,而鋼鐵的密度大約在 7.85*103kg / m3 左右(忽略不同合金微小差異)。從我們?nèi)粘K季S來看,鋁似乎比鋼輕得多。
但賬不是這么算的,輕也并不是這么來的。密度衡量的是等體積下的重量,但鋁合金材料整體上強(qiáng)度(或者說強(qiáng)度上限)要遠(yuǎn)低于鋼材。常用的 6 系鋁合金抗拉強(qiáng)度(UTS)約 300MPa,而這在鋼材中僅略高于最普通的低碳鋼,與各種超高強(qiáng)度鋼沒得比。
然而因為鋁合金密度只有鋼的 1/3,鋁制部件可以使用大得多的材料厚度 / 體積,來彌補(bǔ)材料強(qiáng)度上的劣勢,讓部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高到應(yīng)有水準(zhǔn)。相對于一般的高強(qiáng)鋼,鋁材可以在等質(zhì)量下獲得更高強(qiáng)度,或者在等強(qiáng)度下減輕重量,于是就有了“鋁 = 輕”的印象。
上世紀(jì)末本世紀(jì)初,車用超高強(qiáng)鋼(UTS>1370MPa)的應(yīng)用還十分有限(有數(shù)據(jù)稱 2000 年約 5%)。而常用于航空領(lǐng)域的 7 系熱成型鋁材的強(qiáng)度可以達(dá)到 600MPa,雖然稀少、昂貴且難以加工,但對于致力于品牌建設(shè)的高端車型比如當(dāng)時的奧迪,用全鋁實現(xiàn)最佳的車身性能是有價值的。
而隨著抗拉強(qiáng)度超過 1500MPa 的超高強(qiáng)度鋼出現(xiàn)并擴(kuò)散,昂貴的高強(qiáng)度鋁材不再能通過厚度輕易追回強(qiáng)度,于是車企紛紛將高端車型的關(guān)鍵部位改為超高強(qiáng)鋼,全鋁車身也就漸漸難得一見。
鋁合金依然在車身、尤其是高端車身中扮演著重要角色,一方面是非關(guān)鍵部位的輕量化優(yōu)勢,另一方面是鋁材厚度更大帶來的剛度優(yōu)勢。又因為鋁的材料特性,鑄鋁工藝最終成了這兩種優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。
當(dāng)然實際情況遠(yuǎn)比以上描述復(fù)雜得多。比如根據(jù)部件形態(tài)的不同,梁狀和板狀部件在使用鋼、鋁等材料時,密度、厚度與剛度、模量之間存在不同的數(shù)學(xué)關(guān)系,各種材質(zhì)的優(yōu)劣程度會有所差別,鋁材并不一定存在優(yōu)勢。更不要說不同材質(zhì)還存在巨大的成本差異。
如此錯綜復(fù)雜的關(guān)系面前,單純的唯材質(zhì)論顯然行不通。
當(dāng)人們想要鋁時,究竟想要的是什么
鋁和鐵的那點材料差價,尤其還僅僅是左右兩根連桿的材料差價,顯然無法解釋為“省成本”。只盯著某一個部位是鋁還是鐵,這是陷入了以管窺豹的誤區(qū)中。
從局部來看,鋁不是高檔物確實有理,連賓利和勞斯萊斯懸架中你也可能挑出幾根鐵制品。從整體來看,確實存在著“更貴的車型鋁材比例更高”這么一個大體的規(guī)律。
但鋁和鋁也有所不同,說出來你可能不信,只需花幾萬元你就能買到一款全鋁合金車身車型,奇瑞小螞蟻。而它的全鋁車身,與極星 5 的全鋁合金車身顯然是兩碼事。鋼和鋁之間的優(yōu)劣是整體而論的,當(dāng)評判個體時又需要具體問題具體分析。
追求更優(yōu)秀的車身性能、更出色的底盤性能,這是消費(fèi)者的合理訴求。問題是倘若僅僅停留在“鐵還是鋁”,就只會適得其反:給了很多人以單個部件是否鐵制,直接推導(dǎo)性能如何、良心好壞,趁機(jī)渾水摸魚牟利的土壤。
避免唯鋁是瞻并不是因為“鋁不高檔”,而是因為“高不高檔”這樣單一、簡化的評判標(biāo)準(zhǔn),只會成為新的割韭菜工具。
本文來自微信公眾號:autocarweekly (ID:autocarweekly),作者:嗷嗷胡
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