近些年來(lái),關(guān)于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的技術(shù)不斷涌現(xiàn).所謂汽車(chē)輕量化就是在保證車(chē)的強(qiáng)度和安全性的前提下,盡可能地減輕汽車(chē)的自身質(zhì)量,進(jìn)而提高車(chē)的動(dòng)力特性,減少汽車(chē)行駛過(guò)程中的阻力,降低能耗,從而達(dá)到節(jié)能減排目的.

    美國(guó)能源部和歐共體的研究顯示,汽車(chē)自身質(zhì)量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;汽車(chē)質(zhì)量每減少100kg,油耗可降低0.3L/100km~0.6L/100km.這里所說(shuō)的汽車(chē)是指乘人小車(chē).日本科學(xué)家曾做過(guò)試驗(yàn),在城市標(biāo)準(zhǔn)公路上行駛時(shí),84%左右能耗消耗于車(chē)的自身質(zhì)量.因此汽車(chē)輕量化已成為當(dāng)前世界汽車(chē)發(fā)展的潮流.

    2013年中國(guó)汽車(chē)的平均能耗為7.5L/100km,國(guó)家規(guī)劃定下的節(jié)能減排目標(biāo)為:2015年新車(chē)的能耗要下降到5.9L/100km,2020年達(dá)到4.5L/100km,比美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)還低一些.要實(shí)現(xiàn)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),惟一的主要措施就是降低車(chē)的自身質(zhì)量,采用輕量材料如鋁、鎂、鈦、復(fù)合材料代替鋼、鑄鐵制造零部件.歐洲汽車(chē)制造企業(yè)也正在推行"超輕型汽車(chē)工程",其目標(biāo)是在現(xiàn)有價(jià)格基礎(chǔ)上將車(chē)的質(zhì)量降低30%.

    鋁是最早成為鋼材替代品的汽車(chē)制造材料,早在1899年歐洲汽車(chē)企業(yè)就采用了鋁鑄造變速器殼體,距鋁的工業(yè)化生產(chǎn)法發(fā)明1886年僅13年,距鋁的工業(yè)化生產(chǎn)1888年僅11年.在現(xiàn)行的技術(shù)條件下鋁是性?xún)r(jià)比最好的可代替鋼與鑄鐵使汽車(chē)輕量化的材料,可使汽車(chē)自重減輕30%~40%.鋁現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車(chē)制造中用量?jī)H次于鋼與鑄鐵的材料,在全鋁汽車(chē)中已躍居第二位.未來(lái)汽車(chē)行業(yè)鋁深加產(chǎn)品的應(yīng)用,將占應(yīng)用領(lǐng)域中最大比例,因此,乘人小車(chē)鋁的應(yīng)用是推廣鋁在汽車(chē)應(yīng)用的牛鼻子,它的單車(chē)用鋁量雖比重型卡車(chē)的低得多,但車(chē)的產(chǎn)量大,幾乎占全球汽車(chē)總產(chǎn)量的60%弱,欲推廣鋁在汽車(chē)中的應(yīng)用,必須緊緊牽住這個(gè)牛鼻子.

    2014年全球汽車(chē)用鋁量:北美不但是總用量最多的,也是單車(chē)用量最大的,150kg/輛;歐洲第二,單車(chē)用鋁量145kg/輛;日本第三,單車(chē)用鋁量140kg/輛;中國(guó)雖是全球最大的汽車(chē)生產(chǎn)國(guó),卻是單車(chē)用鋁最少的,僅110kg/輛.

    全鋁乘用車(chē)

    1. 全鋁乘用車(chē)家族的長(zhǎng)子——Audi(奧迪)A8

    雖然早在1899年鋁就用于制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的零件,但全鋁汽車(chē)直到1994年才誕生,它是全鋁乘用車(chē)家族的長(zhǎng)子,名為Audi A8.所謂全鋁車(chē)筆者給的定義是,在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,凡是可用鋁合金制造的零部件全變成了鋁的.

    Audi A8乘用車(chē)1997年進(jìn)入美國(guó),它的構(gòu)架是奧迪公司與美國(guó)鋁業(yè)公司10年的研發(fā)結(jié)果,板材、型材用了7種航空鋁合金,連接件是真空壓鑄的.與鋼車(chē)相比,Audi A8的質(zhì)量下降40%,安全性、操作性、乘坐舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性、剛性等都有相當(dāng)大的提高,被譽(yù)為"21世紀(jì)的首款豪華轎車(chē)",將引領(lǐng)21世紀(jì)轎車(chē)發(fā)展潮流.

    Audi A8該車(chē)的擠壓鋁材骨架,根據(jù)奧迪空間構(gòu)架(ASF,Audi Space Frame)理念設(shè)計(jì)的.該車(chē)鋁合金型材構(gòu)架由真空壓鑄件連接,擠壓材是用高強(qiáng)度航空鋁合金生產(chǎn)的.

    2. 家族中的運(yùn)動(dòng)健將Ferrari 360 Modena

    1992年~1994年英國(guó)制造的美洲虎(杰戈娃)XJ 220型汽車(chē)是鋁密集型車(chē),但還不是全鋁車(chē).之后,設(shè)計(jì)組接到非常明確的新任務(wù),設(shè)計(jì)質(zhì)量更輕、剛度更大、操作更方便、內(nèi)容空間更大,而價(jià)格又上升不多,這就是法拉利Ferrari 360 Modena,鋁在這款車(chē)上起了至關(guān)重要的作用,總用量為562.5kg,而車(chē)的總質(zhì)量為1406.2kg,車(chē)的鋁化率40%.另一款鋁密集型轎車(chē)是克萊斯勒汽車(chē)公司(Chrysler)與美國(guó)鋁業(yè)公司聯(lián)手研發(fā)的"普利茅斯徘徊者(Plymouth Prowler)",不但采用了一些新的鋁材,而且還開(kāi)發(fā)了一些新的工藝.

    美洲虎XJ220型車(chē)1994年的售價(jià) $706000,底盤(pán)為粘結(jié)蜂窩結(jié)構(gòu),車(chē)身為全鋁,還用了不少其他鋁合金零部件,從而車(chē)的剛度大為提高,質(zhì)量顯著下降.

    3. 全球首款轎車(chē)XE及奧迪TT

    全球首款轎車(chē)型跑車(chē)XE是英車(chē)捷豹旗下運(yùn)動(dòng)型轎車(chē)系列的最新成員——全新XE不但于2014年接受歐、美消費(fèi)者的預(yù)定,而且于2015年初向中國(guó)消費(fèi)者提供了三款車(chē)型,搭載2.0L渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的XE R-Sport(低功率及高功率)以及搭載3.0L V6機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的XE S,售價(jià)分別為478000元、528000元和688000元.

    XE轎跑車(chē)身75%以上采用鋁材,以鋁制之身,鑄不摧之韌,是同級(jí)別車(chē)型中唯一使用高密度鋁材單體殼式車(chē)身結(jié)構(gòu)的車(chē)型,也是有史以來(lái)最具燃油經(jīng)濟(jì)性的捷豹車(chē)型.在動(dòng)力方面,XE型轎跑由2.0L渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)(低功率及高功率)以及3.0L V6機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)分別149kW、179kW、254kW的最大功率.XE系列車(chē)除了在英國(guó)生產(chǎn)外,還將在中國(guó)的常熟工廠生產(chǎn).

    新款?yuàn)W迪"TT"轎跑繼"奧迪A3(Audi A3)"、"大眾高爾夫(Volkswagen Golf)"等之后采用了大眾集團(tuán)的新一代平臺(tái)"MQB",采用鋁合金后,車(chē)身大幅減輕.

    車(chē)身結(jié)構(gòu)與上代車(chē)型一樣,繼續(xù)采用鋁合金及鋼板的"ASF"(Audi Space Frame,奧迪空間框架),門(mén)檻梁及車(chē)頂縱梁使用鋁合金沖壓,前蓋、車(chē)門(mén)及后備箱蓋也是用鋁合金沖制的.

    在TT轎跑中,乘客的保護(hù)結(jié)構(gòu)仍是鋼質(zhì)的,對(duì)需要保護(hù)強(qiáng)度的構(gòu)件是用低合金化高強(qiáng)度鋼板沖制的,因而質(zhì)量下降了.配備2.0L直噴渦輪發(fā)動(dòng)機(jī).與上一代的2.0TFSI轎跑相比,新一代轎跑由于采用了鋁合金使質(zhì)量減輕了50kg.

    4. 全鋁車(chē)身凱迪拉克CT6

    通用汽車(chē)公司的凱迪拉克全新旗艦車(chē)型CT6采用全鋁車(chē)身.它的自身質(zhì)量與CTS其他車(chē)型接近,但車(chē)身比后者的大,其名字CT6來(lái)自于"Cadillac Tourer6"(凱迪拉克旅行者6).據(jù)稱(chēng),在CT6之后,還將生產(chǎn)CT9,它的定位將高于奔馳S級(jí)車(chē).

    5. 捷豹F-TYPE Coupe智能全鋁架構(gòu)車(chē)

    英國(guó)捷豹公司新近推出的F-TYPE Coupe型車(chē),是一款智能型的高性能雙座硬頂跑車(chē),全鋁架構(gòu),具有相當(dāng)高的靈活性,實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),是一類(lèi)全新的中型豪華運(yùn)動(dòng)轎車(chē),它的亮點(diǎn)是:高度智能化,全鋁車(chē)身打造和輕量化架構(gòu).

    6. 勞斯萊斯新款鋁合金SUV

    英國(guó)勞斯萊斯汽車(chē)公司的新款SUV車(chē)型(sport utility vehicle,運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē))是基于一個(gè)全新的鋁合金平臺(tái)打造的類(lèi)似于幻影所采用的鋁合金空間構(gòu)架,是這一車(chē)型領(lǐng)域的全球旗艦車(chē)型,它的車(chē)身長(zhǎng)度與幻影型車(chē)的幾乎相等,并且具備非常現(xiàn)代化的前臉造型,售價(jià)242萬(wàn)元~270萬(wàn)元,頂配車(chē)型的價(jià)格卻高達(dá)485萬(wàn)元左右.此款新SUV車(chē)的主發(fā)動(dòng)機(jī)為幻影所采用的6.8LV12的發(fā)展版.

    7. 用鋁量最多的F-150型皮卡

    美國(guó)福特汽車(chē)公司生產(chǎn)皮卡車(chē)(Pickup)是世界上產(chǎn)量最大的一款汽車(chē).皮卡(pickup,PU)是一種客貨兩用車(chē),采用轎車(chē)駕駛室,貨箱系敞篷式,后檔板可放下,操作及車(chē)身長(zhǎng)度與轎車(chē)相仿,裝載質(zhì)量不大于0.75t.

    福特汽車(chē)公司2015款F-150 pickup車(chē)型的車(chē)身材料的97%為鋁材,較前一版本的鋼制車(chē)身的減重320kg,燃油效率提升30%.F-150一直是福特旗下的經(jīng)典皮卡,多年高居美國(guó)十大暢銷(xiāo)車(chē)榜首,2013年的銷(xiāo)量超過(guò)76.3萬(wàn)輛,占美國(guó)皮卡市場(chǎng)份額的40%.全鋁F-150皮卡不僅外觀亮麗、輕盈,而且僅比鋼車(chē)價(jià)格高150美元.全鋁F-150 pickup的推出,是鋁材首次用于制造全尺寸皮卡的絕大部分零部件.高盛公司認(rèn)為,福特新款F-150 pickup車(chē)身采用鋁材只是行業(yè)大量用鋁的序幕,僅是汽車(chē)制造業(yè)用材變化的"冰山一角".至2014年年底,F-150 pickup的預(yù)計(jì)量已超過(guò)40萬(wàn)輛,2015年進(jìn)入常態(tài)生產(chǎn)后,鋁的消費(fèi)量可達(dá)600kt/a,成為全球用鋁最多的一款汽車(chē).F-150 pickup的鋁車(chē)身質(zhì)量約317kg.

    在推出F-150 pickup的同時(shí),福特內(nèi)部人士透露,福特內(nèi)部人士透露,福特Explorer(探險(xiǎn)者)和Expedition(遠(yuǎn)征)兩款車(chē)型將追隨2015款福特F-150 pickup的腳步,采用全鋁車(chē)身,福特新車(chē)所有的計(jì)劃都是朝著全鋁車(chē)身的規(guī)劃前進(jìn),下一代福特Explorer將于2019年或2020年投產(chǎn).福特公司一直在孜孜不倦地尋找提高燃油效率減少二氧化碳排放的措施與途徑,這意味著新車(chē)型將采用更符合空氣動(dòng)力學(xué)的造型和更有效的發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器.

    F-150 pickup在2015年底特律車(chē)展上一亮相,在美國(guó)市場(chǎng)的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手通用汽車(chē)公司(GM Auto)就紅了眼,立馬宣布將在下一代的雪佛萊Silverado與GMC Sierra車(chē)上盡可能多地采用鋁合金材料,以求在燃油使用效率和車(chē)身剛性上尋找最佳的平衡點(diǎn).F-150 pickup由于鋁合金的大量采用,在油耗、剎車(chē)、加速和承載能力達(dá)到了有史以來(lái)表現(xiàn)最為平衡的車(chē)型,成為汽車(chē)工業(yè)的最佳典范.

    早些時(shí)候通用汽車(chē)公司與美國(guó)鋁業(yè)公司、諾貝麗斯鋁業(yè)公司簽訂了合作協(xié)議.以期望在今后的新車(chē)換代研發(fā)上能夠立足于輕量化和環(huán)保的設(shè)計(jì)理念.

    參展2015北美國(guó)際汽車(chē)展的鋁合金密集車(chē)

    2015北美國(guó)際汽車(chē)展于2015年2月在美國(guó)底特律舉行,現(xiàn)將有代表性的鋁密集汽車(chē)與全鋁汽車(chē)簡(jiǎn)介于下.

    1. Infiniti Q60概念車(chē)

    英菲尼迪(Infiniti)汽車(chē)公司總部在中國(guó)香港特區(qū),組建于1989年,在日本、美國(guó)、中國(guó)都建有汽車(chē)制造廠,在英國(guó)的廠于2015年投產(chǎn),在墨西哥的可于2017年建成,在全世界50多個(gè)國(guó)家與地區(qū)設(shè)有銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn).在展會(huì)上亮相的Infiniti Q60概念車(chē)的車(chē)身是用鋁材與碳纖維打造的,是一款堅(jiān)韌的強(qiáng)有力的新型雙門(mén)單排座轎車(chē)(coupe),內(nèi)部裝設(shè)豪華,裝有雙渦輪V6發(fā)動(dòng)機(jī),7檔自動(dòng)變速,最大功率336kW.

    噴涂以特殊顏色的Infiniti運(yùn)動(dòng)車(chē)名為"阿克蒂克鋁",似用一整塊鋁車(chē)削成的,前后燈光均為L(zhǎng)ED,銀光熠熠,高貴華麗.Infiniti Q60車(chē)可于2016年批量生產(chǎn).看來(lái),Infiniti Q60概念車(chē)在性能、造型、外觀等等方面已比德國(guó)車(chē)勝出一籌.

    2. 奧迪全新2016 Q7——最輕的7座SUV

    在車(chē)展上首次亮相的奧迪全新2016 Q7是一款運(yùn)動(dòng)車(chē)是利用大眾集團(tuán)新MLB Evo平臺(tái)打造的,極具SUV色彩,既保留奧迪公司的優(yōu)秀傳統(tǒng),又比上版本車(chē)輕了許多,其底盤(pán)脊骨是用超高強(qiáng)度鋼沖壓成形的,鋁合金零部件占了相當(dāng)大的比例.前、后部與懸掛系統(tǒng)的許多零件都是用鋁合金鑄件、擠壓型材與壁板加工的,門(mén)、前保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、天窗等全是鋁合金的.

    2016 Q7車(chē)裝有3.0L豐田直接點(diǎn)火裝置(TDI)發(fā)動(dòng)機(jī),由于鋁合金材料的大量應(yīng)用,使車(chē)的質(zhì)量減輕了325kg,達(dá)到了1995kg,是高級(jí)7座位多用途跑車(chē)(SUV)中最輕的.

    3. 杰戈娃(美洲虎)F-Pace

    在2015底特律車(chē)展上展示的Jaguar(杰弋娃)F-Pace多用途跑車(chē)是杰戈娃汽車(chē)公司的首款全新的鋁密集型車(chē),將于2016年批量生產(chǎn).新版Jaguar F-Pace是原型概念車(chē)Jaguar C-X17的改進(jìn)型,2013年在法蘭克福車(chē)展上展出.

    Jaguar F-Pace是一種介于多用途跑車(chē)(SUV)與高級(jí)轎車(chē)(Saloon)之間的車(chē),許多零部件都是用平軋鋁材、擠壓材、鍛件、鑄件與壓鑄件制造的,有些零部件還經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理,呈完美的黑色色調(diào),看起來(lái)十分優(yōu)雅柔和.