如果你看最近发布的汽车。铝合金的使用量很大。当然。铝合金确实具有出色的刚度重量比。然而。与所有材料一样。铝合金也有其独特的特性。在汽车制造中使用铝合金的最大原因是通过减轻重量来提高燃油效率和减少二氧化碳排放。但有迹象表明。刚性和NVH抑制能力优于钢。但实际上铝合金比钢软。NVH抑制能力几乎相同。但汽车制造商为什么要使用铝？
这是因为铝合金在轻质材料中相对便宜。而铝的重量只有钢的三分之一。而且有足够的刚性。当然。还有碳纤维增强塑料和钛。它们比铝合金更轻。更坚硬。但这些材料非常昂贵。不适合大批量生产。
汽车制造中使用的钢材比例仍然较高。这是因为钢具有更好的刚度体积比。为了使铝合金像钢一样坚固。它必须大得多。这也增加了它的重量。如果查看铝合金制成的汽车的悬架部件。会发现它们比钢制悬架略大和厚一些。
铝的种类有哪些？
铝合金按添加元素从1000系到7000系分类。6000系列和7000系列用于汽车。1000系列是纯铝。其他元素含量低于1% 。 2000系列是添加了铜和镁的合金。3000系为锰系等。4000系为铝加硅。5000系列铝合金含有镁。
此外。6000系铝合金由于其优异的加工性和可焊性。以及优异的强度和耐腐蚀性。被用于建筑材料和桥梁。并添加了陶瓷。在7000系列中。锌是主要添加元素。在铝合金中强度最高。因此也用于飞机制造。数字越高。铝合金的数量越多。添加剂越多。刚度越高。
减轻汽车重量不仅仅是燃油经济性！
使用铝合金的主要原因是通过减轻重量来提高燃油效率和减少二氧化碳排放。但同时也有提高驾驶性能的目的。轻量化与驾驶性能密切相关。可以用牛顿万有引力定律来解释。如果将转动能力解释为一个公式。F=mv² / r（向心力是质量和速度的平方除以半径）。
简单来说。就是需要降低车速才能稳定转弯。但是如果想在不减速的情况下过弯。可以减轻重量。正因如此。如果看一辆高性能车。引擎盖。车顶都是用铝或碳纤维和镁制成的。而在更硬核的车上。只安装了一个座椅。
但是。一味的减重是没有效率的。汽车专家表示。将悬架质量减少1 公斤与将架空质量减少15 公斤具有相同的效果。尽管如此。与其用碳纤维代替发动机罩。不如用铝合金制造与悬架质量相对应的部件。例如转向节。车轮。制动器和悬架臂。从而改善了汽车的运动性。原因是如果重量轻。它可以快速移动。当它受到冲击变形时恢复力也很快。
换言之。如果减少了悬架下质量。则悬架根据路面情况的运动和恢复力变得更快。车轮可以长时间保持在路面上。因此。在行驶过程中提高了车轮与路面的抓地力。悬架恢复力快。减少了转弯时的颠簸。使运动更加灵活。此外。在车辆重量较轻的情况下。加速性能也有所提升。
在 1990年代初期。本田尝试用100%铝制造第一代NSX的底盘。结果。它以超越法拉利和保时捷等欧洲领先超级跑车的驾驶性能引起了人们的关注。除此之外。1994年发布的第一代奥迪A8也是第一款100%全铝打造的轿车。总重量不超过1900公斤。不过铝材价格太贵。只用在旗舰A8。S8和超跑R8上。
事实上。与往常一样。铝很贵。另外。随着加工技术的发展。有超高强度钢可以代替铝。所以现在铝用在了正确的地方。与前面的案例一样。如果制造商能够负担得起100%铝并非不可能。
