现如今几乎所有的汽车厂商都在提倡汽车产品轻量化,当然轻量化的前提是保证强度和安全性能的情况下,尽可能的降低汽车产品的整备质量,从而提升汽车的动力性能与操控性能,有一组数据,汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。由此也可以看出,轻量化对于汽车的重要意义。
既然是轻量化,一定要使用强度够的轻质材料来实现,那么至于汽车来说,车身覆盖件可以使用碳纤维材质来减轻重量,但对于承重部件来说,使用碳纤维显然不切合实际,那么众多材料中,铝合金就成了最好的选择。
当前的汽车市场,很多产品会将车身上使用的一些铝合金材料来当做宣传重点,比较常见的有全铝发动机、铝合金悬挂、铝合金副车架等等,还有不少豪华级别车型采用全铝合金车身设计,从这点来看,铝合金材质使用率越高,基本上可以判定一款车的科技含量。
铝合金为什么成为最好的选择之一呢?因为铝合金够轻,与钢材质相比,铝的密度比较小,铝合金材料的密度在2.5-2.8g/cm3,而钢的密度则在7.8-8.7 g/cm3,在体积相同的情况下,铝合金的材料的重量仅为钢材的35-40%,但轻不代表强度不够,其优势还在于强度较高,并且具备极强的可塑性,易于加工成为各式零件,并且具备良好的导电性、导热性和抗蚀性,通过添加不同的其他金属或矿物质又能够轻易合成强度不同的铝合金材料。
当然,还有比铝合金更好的材料,但从成本上来说,更好的材料相对也更昂贵,而铝则不然,铝元素是地壳中含量仅次于氧和硅的元素,其本身并不贵重。因此,无论从任何角度来看,采用铝合金材料是当下实现汽车产品轻量化最好的材料,几乎没有之一。
除了引擎、悬挂、副车架等,转向节、发动机悬置骨架、悬挂连杆等位置均逐渐采用铝合金材质来代替钢材,除此之外,如今像铝合金轮毂等早已经有全面替代掉钢轮毂的势头。
不过从当前的铝合金冶炼技术来说,整车全部采用铝合金材质也不太能够实现,拿车架举例,车架能够轻量化固然是好,但作为影响汽车安全的根本因素,如果车架全面采用铝合金,在强度上可能达不到要求,就拉伸强度来说,高强度的铝合金可达480MPa,而超高强度的钢材可以高达1620MPa。
当然,除了车架之外,其他汽车的主要受力点,像A柱、B柱、前后纵梁等,由于强度要求极高,因此采用高强度钢才是更好的选择。
总而言之,汽车轻量化的基本要求就是不能影响汽车被动安全性,否则在轻量化的车型,也得不到消费者的认可,而在不影响汽车安全的前提下,铝合金材质使用率越高,越能代表一辆汽车产品的制造技术和成本,科技含量更高。