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汽车达人秀(41) 捷豹XE高密度铝车身

2014年09月19日 02:21:37
来源:凤凰汽车 作者:李志

凤凰汽车·汽车达人秀 无论汽车制造未来的发展怎样,车身轻量化都会是永恒的话题,它的意义绝非只是减掉几百公斤负担的问题,更重要的是关乎着汽车驾控性、碳排放以及制造产业链等多层面的关系。9月8日,捷豹全新XE车型正式发布,这也是其在铝合金材质应用方面交出的最新答卷。本期《汽车达人秀》我们就来说说这个高密度铝质车身。

什么是《汽车达人秀》?

《汽车达人秀》是由凤凰汽车出品的一档汽车新技术解读栏目,这里有最前沿的汽车圈时尚科技,这里也有机械制造领域里的点点滴滴。我们喜欢精美的图片和详实的文字,我们讨厌杂乱的数据和枯燥的说教。凤凰汽车的技术解读栏目,每周五如期上线 。

想法不是一天有的,全世界都知道捷豹全铝车身

就像宾利热衷于天然牧场养牛,劳斯莱斯“科考队”细心研究树木纹理一样,来自英国的捷豹品牌也是个不折不扣的材料专家,以至于全世界都知道他们善用铝材造车。对于捷豹来说,用铝合金材质生产汽车可以追溯到1950年左右,早在第一代XK-XK120车型的概念车款上就提出过全铝车身框架的概念。

不过受到当时生产工艺和成本的制约,量产版XK120最终还是使用了钢制车架,但诸如车门、发动机盖等却采用了铝材制造,凭借着更轻的整备质量和流畅的车身线条,XK120曾创造了多项速度记录,也成为英国老爷车爱好者心中备受追捧的车型。

使用新型高强度铝材,捷豹XE新到“骨子”里

关于捷豹XE的车型介绍,可以参考《捷豹XE/XE S解析 运动魅力再次蔓延》这篇文章,本期内容不再累述,但这里想针对铝合金车身多说两点。首先,捷豹XE应用的全铝车身更准确的应该称之为:高密度铝制单体壳式车身,叫铝质车体并不是说车身全部是由铝合金制造的,只是铝材占车体应用材料的比例超过了70%,相应的,高强度钢材和再生塑料也有使用。

另外,让它区别于一般铝合金车身,主要是因为它应用了RC 5754再生铝,这是一种新型强化铝材,在车辆报废后,这种材料的回收再利用率也会更高。捷豹对此雄心勃勃,并计划到2020年前达到生产使用的再生材料占到75%以上。

9月8日捷豹发布全新XE车型,用飞机吊了起来

捷豹XE的铝质车身都强在哪了?更轻是必须的

回到主题,为什么使用铝合金材料制造车身结构?最重要的是轻,确实很轻!数字显示:捷豹XE应用了新型RC 5754再生铝材质后,白车身的重量仅为342kg,这是一个相当轻量化的数字。得益于此,捷豹XE的最低整备质量也被控制在了1474kg,作为一辆中型车这个质量更接近于紧凑级水平。更重要的是,轻盈的车身质量让捷豹XE拥有更出色的燃油经济性,参考官方的说法:得益于轻量化车身和空气动力学设计,捷豹XE的燃油经济性超过75英里/加仑。我们简单换算下,其油耗约为:3.76L/100km,碳排放也控制在了100g/km。

RC 5754/6000/AC600 铝合金,这都说什么呢?

说到这里我们有必要介绍下前文反复提到的RC 5754再生铝,它是一种利用回收材料再生的铝合金材质,物理特性更稳定,同时抗扭刚度也更高。但这不是说捷豹XE整个车身都用的这种材料,主体部分依旧使用的是6000系列铝合金材质(变形铝合金通常可分为1000系列、2000系列...9000系列,其中1000系列最接近纯铝,5000和6000系列均为铝镁合金,不同之处在于6000系列是一种冷处理铝锻造产品,并增加了硅元素,其抗腐蚀性、可塑性更好且容易涂层,因而多用于汽车制造),另外在防撞梁等位置还使用了AC600超高强度铝合金,这种材质早前也在F-TYPE车型上使用过。

车身框架没有焊接,要么“钉上”要么“粘上”

对于铝合金车身来说,不仅仅是对工厂的制造精度要求更高,板材之间的拼接也是一项技术难点。原则上铝合金部件并不像钢铁材质那样易于焊接,但也不是不能焊,比如奥迪的全铝车身使用的就是MIG激光焊接技术连接车身框架的;相应的,捷豹使用的是无铆钉接+环氧树脂粘接方法,相比于焊接,这种接合方式耗能更低,强度稳定性也更好。

事实上,铝合金的冶炼技术一直都没有摆脱高耗能的问题。最基本的,电解铝过程就需要消耗大量电能,因此生产相同数量铝合金过程中所产生的碳排放往往要大于钢铁生产,而使用再生铝材后,能够显著降低能耗,捷豹XE也是世界上第一款使用新型高强度铝材RC5754的车型。

轻度碰撞不用太担心,XE的车门和行李厢盖还用钢

铝合金部件比钢质更轻,镀膜处理后的抗氧化性、动能吸收方面也要更好,同时易于回收。尽管伴随着制造技术的提升,添加合金元素的铝质部件已经可以在强度上媲美钢材,但其物理特性导致的难于维修问题确实是存在的。为此,捷豹工程师的做法是:全新XE的四个车门和行李厢盖依旧用钢质部件。

应该说,捷豹XE车型能够在新型铝质材料应用上再做第一个“吃螃蟹”的,勇气和诚意是毋庸置疑的。同样无需争辩的,高强度铝合金与碳纤维材质的大批量应用也将彻底改变量产车车体结构现状。相比于技术层面的壁垒,目前新型车体材料发展主要受困于批量供应商配套和制造成本,另外,后期使用维护情况也是有待市场检验的重要环节。也许不久的将来,我们购买的中大型车甚至是SUV车型的重量仅相当于现在紧凑级的水平,同时兼具更强动力表现,就像雄狮的体魄配上了鸟儿的骨架。

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