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把金属底盘件换成塑料,到底算偷工减料吗?

2022年04月14日 18:33:01
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来源:懂车

作者:肖鱼;转载请带以上信息视为自动授权

最近网上又开始吵架了,起因是某豪华品牌把底盘关键零件,由原先的金属材质换成了塑料材质。然后有的媒体称其为“偷工减料,节省成本”,拿大家的生命开玩笑;而另一拨车评人则认为塑料件是厂家的“减重新科技”,不影响安全性能和寿命,反而还有很多好处。

就如同过去的无数次嘴仗一样,观点上的交锋,最后就变成了人生攻击,你说我是“职业黑子”,我说你是“收钱洗地”……

相比起车评人之间的是非纠葛,相信更多的人还是关心的问题本身——用塑料件替代金属件,真的靠谱吗?

首先大家要理解一个概念,塑料。它并非某一种材质,而是一大类材质的总称,它代表着用合成/天然高分子聚合物制造的可塑性极强的产品,我们的饮料瓶,是塑料的;我们的餐盒,也是塑料的;我们的保鲜膜,同样是塑料的。

但这些塑料材质之间,有极大的差异,我们不能拿一种去类比另一种。像是常见的PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物)、PVC(聚氯乙烯)、PU(聚氨基甲酸乙酯)等等塑料,其应用领域和使用成本都是完全不一样的,价格和性能有高有低,塑料瓶和塑料底盘件,绝对不能一概而论。

而使用于汽车底盘件上的塑料,为PA(聚酰胺)为主,它还有个我们更熟悉的名字——尼龙。尼龙广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。尼龙熔融纺成丝后有很高的强度,主要做合成纤维并可作为医用缝线,也可以制造军事用途的防弹衣,是史上最成功的塑料之一。

根据业内人士和供应商给出的消息,汽车底盘件上的尼龙,具体来说,主要是PA6尼龙。PA6具有非常高的强度和刚性,而且非常耐磨,还可以承受-40℃的低温,以及100℃高温并阻燃,不易腐蚀、不会生锈。使用于底盘上时,PA6往往还会添加玻璃纤维,使其性能得到进一步强化,最高添加比例是50%。

在汽车底盘上使用塑料,最显而易见的好处是,减重。即使是添加了玻璃纤维,PA6零件仍然可以比铝合金轻20%到30%左右,这样替换一波,低车重就能带来更好的能耗表现。而且对于下摆臂等部件而言,减轻的是簧下质量,可以大幅提升行驶性能,使车身更为平稳,操纵也更为灵敏。“簧下一公斤,簧上十公斤”,这话可不是吹的。而且塑料的特性不同于金属,它不会传递共振,有利于减少恼人的异响、改善NVH;它的扛疲劳能力也更强,在结构即将崩坏时,征兆也比金属疲劳更明显,更易发现;它还具有一定的自修复能力,轻微变形可以依靠弹性复原。

至于成本方面,主要还是跟工艺挂钩。如果单纯使用PA6来制造,成本肯定是低于金属件,因为原料便宜、加工难度也小。如果是以金属为骨架,然后外面包覆一层PA6,这种零件的加工难度就大了,流程也会复杂很多,成本可能比单纯的金属件还要高。前一种方式,多用于非结构性部件,如一些德系品牌的油底壳;而后一种方式,则多用于需要承力的结构件,如一些造车新势力会使用PA+金属混合材质的上摆臂或者下摆臂。

为了避免大家觉得咱在拉偏架,介绍完了塑料件优点和成本问题,我们还得讲讲这东西的问题。首先,虽然PA6的刚度很高,但依旧低于已经高度成熟的铝合金,在发生剧烈冲击的情况下,表现可能不如铝合金。从研究文献来看,国内某车企曾经测试过PA6材质的油底壳,模拟直径40mm、质量100g的飞石,以时速80km/h冲击油底壳,结果油底壳局部变形超过了6.35%,仅能达到铝合金的60%左右,学者给出的结论为,还需要进行优化设计提升刚度。

第二,PA6虽然不会像金属那样锈蚀,但它依然会随着时间而老化,尤其是氧化以及高温,会大大加速这一过程。大家想想,油底壳是什么环境,正面对外,要应付各种飞石、雨水,反面对内,要兜住机油,机油在高负荷工况下,可能达到130℃以上,并且持续积攒热量,对于PA6材质是地狱难度的考验。到现在,也没有一个厂家敢出来拍胸脯说,塑料油底壳和金属版有同样的寿命,所以,车主还是要做好机油渗漏的心里准备。

第三,复杂的剪切力,对PA6的影响远大于金属,会使其寿命大幅缩短。这让人不得不担心塑料件下摆臂的可靠性,毕竟底盘部件是要承力的,一旦在行驶过程中突然失效,可能酿成大祸。我们有理由相信,厂家在研发时就对塑料件的耐久度进行过测试,但厂家应该告诉消费者,它和金属件之间,到底有多大的差距,这样才能打消疑虑。

拿塑料替换金属,并不是汽车行业想出来的。大到飞机、轮船、工厂,小到玩具、日用品,都希望能用塑料来获得更低的重量和成本,这是科技进步带来的结果。我们没有必要对新事物感到恐惧,但厂家应该有抱有敬畏之心,消费者喜欢尝鲜,不等于喜欢当小白鼠。

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