“铝”权主义,有什么错?|技术流

“铝”权主义,有什么错?|技术流

文|嗷嗷胡


在一片车评人恨不得随身标配吸铁石的行业氛围中,李想一句“铝又不是什么高档的东西”当时听来颇有些刺耳。在7月份理想L9刚上市不久的时候,因其后悬架钢制摆臂涂上“银妆”,引来了莫须有的“假装是铝”嫌疑。


秉承着一贯的硬气作风,李想怼得也是有理有据:一,银色是防腐涂层,没想假装是铝也没宣传过是铝;二,铝不是什么高档东西,这块就没打算用铝;三,建议相关网友把自己房子里的钢筋都换成铝……


一方面,底盘钢制部件刷涂银色防腐漆其实并不鲜见,“装铝”板子打得未免冤枉;而另一方面,所谓房子钢筋与车用铝材间的类比,也确实没什么可比价值。铝有铝的高级,钢有钢的道理。


有些地方,用铁有理


在某音某手,你多半刷到过“车评人手拿一根末端磁铁的长杆子这捅捅那蹭蹭看是铝还是铁”的内容。其实,不光是局限于悬架摆臂——铝or not铝,这是一个问题,一个在汽车世界游荡了不知多少年从未消散的陈年话题。


一旦说到铝,最为人熟知的特点就是,轻。当铝材用于车身部件时,往往意味着比钢制部件减轻了重量,于是“全铝车身”一度广受追捧。当铝材用于悬架部件时,除了整车更轻还降低了簧下质量,对于底盘性能也有了助力。



恰好在今年早些时候,日本杂志《Motor Fan》刊发了这样一个故事:在第二代丰田86/斯巴鲁BRZ临近量产的2020年9月,丰田章男突然叫停了新一代86的研发工作,原因是他以丰田首席试车手的身份,对其驾驶手感表示不满。


因为众所周知的关系,经过与斯巴鲁方面的商谈,斯巴鲁工程师提议将丰田新86上与新BRZ共用的全新铝制转向节,单独更换回上代车型上的铁制转向节。结果丰田章男亲试过后心满意足,甚至日本知名车手谷口信辉也认为,采用铁制转向节的新86驾驶感更为出色。


丰田章男所偏爱铁制部件带来的玄学手感,可能部分是因铸铁转向节更高的部件刚度,部分是铸铁转向节与铸铝转向节的重量分布不同。这只是一个特殊个例,但如果盘点主流乘用车的悬架结构,也很容易发现上到“真·五百万+”的库里南,也不乏铁制的悬架连杆/摆臂。


在悬架系统中,对于单个部件铝材可能确实有减重作用,但在追求系统最优时使用部分铁制部件,也并不是有必要直接导向批判的事情,需要结合具体情况具体分析。尤其悬架部件比车身部件更受体积、形状上的局限,铝制部件也就不一定能通过更大厚度/体积达成所需的高刚度和高强度。


唯铝是尊,过去时了



本世纪初,全铝车身一度被视为车身技术的发展方向,但如今却只有少数车企还在坚持,尤其是不少行政级旗舰轿车都纷纷不再是100%铝车身,其中原因很难简单归结于“节省成本”。


以车身为例,铝材的主要作用一是减重,二是提高刚度。高中理科生都学过,铝的密度是2.7*10³kg/m³,而钢铁的密度大约在7.85*10³kg/m³左右(忽略不同合金微小差异)。从我们日常思维来看,铝似乎比钢轻得多。


但账不是这么算的,轻也并不是这么来的。密度衡量的是等体积下的重量,但铝合金材料整体上强度(或者说强度上限)要远低于钢材。常用的6系铝合金抗拉强度(UTS)约300MPa,而这在钢材中仅略高于最普通的低碳钢,与各种超高强度钢没得比。


然而因为铝合金密度只有钢的1/3,铝制部件可以使用大得多的材料厚度/体积,来弥补材料强度上的劣势,让部件的结构强度提高到应有水准。相对于一般的高强钢,铝材可以在等质量下获得更高强度,或者在等强度下减轻重量,于是就有了“铝=轻”的印象。


今天的“全铝车身”也不再是100%铝了


上世纪末本世纪初,车用超高强钢(UTS>1370MPa)的应用还十分有限(有数据称2000年约5%)。而常用于航空领域的7系热成型铝材的强度可以达到600MPa,虽然稀少、昂贵且难以加工,但对于致力于品牌建设的高端车型比如当时的奥迪,用全铝实现最佳的车身性能是有价值的。


而随着抗拉强度超过1500MPa的超高强度钢出现并扩散,昂贵的高强度铝材不再能通过厚度轻易追回强度,于是车企纷纷将高端车型的关键部位改为超高强钢,全铝车身也就渐渐难得一见。


铝合金依然在车身、尤其是高端车身中扮演着重要角色,一方面是非关键部位的轻量化优势,另一方面是铝材厚度更大带来的刚度优势。又因为铝的材料特性,铸铝工艺最终成了这两种优势的集中体现。



当然实际情况远比以上描述复杂得多。比如根据部件形态的不同,梁状和板状部件在使用钢、铝等材料时,密度、厚度与刚度、模量之间存在不同的数学关系,各种材质的优劣程度会有所差别,铝材并不一定存在优势。更不要说不同材质还存在巨大的成本差异。


如此错综复杂的关系面前,单纯的唯材质论显然行不通。


当人们想要铝时,究竟想要的是什么


铝和铁的那点材料差价,尤其还仅仅是左右两根连杆的材料差价,显然无法解释为“省成本”。只盯着某一个部位是铝还是铁,这是陷入了以管窥豹的误区中。


从局部来看,铝不是高档物确实有理,连宾利和劳斯莱斯悬架中你也可能挑出几根铁制品。从整体来看,确实存在着“更贵的车型铝材比例更高”这么一个大体的规律。


但铝和铝也有所不同,说出来你可能不信,只需花几万元你就能买到一款全铝合金车身车型,奇瑞小蚂蚁。而它的全铝车身,与极星5的全铝合金车身显然是两码事。钢和铝之间的优劣是整体而论的,当评判个体时又需要具体问题具体分析。



追求更优秀的车身性能、更出色的底盘性能,这是消费者的合理诉求。问题是倘若仅仅停留在“铁还是铝”,就只会适得其反:给了很多人以单个部件是否铁制,直接推导性能如何、良心好坏,趁机浑水摸鱼牟利的土壤。


避免唯铝是瞻并不是因为“铝不高档”,而是因为“高不高档”这样单一、简化的评判标准,只会成为新的割韭菜工具。

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