向輕量化發(fā)展 淺析汽車制作材料的發(fā)展

汽車從發(fā)明至今，不僅承載著我們的過(guò)去，也揭示著未來(lái)的端倪?，F(xiàn)在我們從材料入手，看看汽車的發(fā)展從賽場(chǎng)到民用，繼承了哪些制車材料的科技。時(shí)間有限，我們這次先從最熱的兩點(diǎn)入手。

鋁合金

別一看到這三個(gè)字就想到窗戶，其實(shí)汽車的先驅(qū)者們從一百年以前就開始嘗試使用鋁作為生產(chǎn)汽車的另一種可能。鋁比鋼輕24%，它不僅擁有更耐腐蝕的特性，還能使油耗減少，車輛的提速也更具效率。



鋁合金參與汽車工程不是從車身開始的，而是從汽車的心臟發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入汽車領(lǐng)域的。不過(guò)非常抱歉，世界上第一臺(tái)鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)不是來(lái)自賽車，因?yàn)樗Q生的年份實(shí)在是太早了——1899年，但它并沒(méi)有被大規(guī)模推廣。兩年后的1901年，卡爾·本茨在位于法國(guó)尼斯的汽車比賽中推出了一款有鋁合金材料的輕質(zhì)賽車，這是鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)第一次被正式地使用。但因本世紀(jì)初人類的開采、冶煉和制造工藝都有限，所以鋁合金并沒(méi)有出現(xiàn)在大規(guī)模量產(chǎn)的車型中。

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經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的進(jìn)程，美國(guó)通用汽車公司在上世紀(jì)50年代就開始著手研制鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)，1954年的“巴洛克天使”BMW 502因其搭載鋁合金缸體V8發(fā)動(dòng)機(jī)而打開了豪華轎車領(lǐng)域的新思路。之后別克和羅孚聯(lián)合開發(fā)了代號(hào)為215的V8八缸鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)，此發(fā)動(dòng)機(jī)的突破在于它不僅馬力強(qiáng)勁，更因?yàn)樗挥?44公斤重。這款發(fā)動(dòng)機(jī)也伴隨美國(guó)傳奇車手Mickey Thompson征戰(zhàn)“印地那波利斯500”大賽。之后許多廠商都在改善這款發(fā)動(dòng)機(jī)，并把它裝配在賽車、量產(chǎn)車、甚至F1賽車上。鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)的春天終于來(lái)了。



當(dāng)代汽車使用鋁合金材料在量產(chǎn)車領(lǐng)域的案例不在少數(shù)，本田的NSX、奧迪的A8和普利茅斯的Prowler都是絕頂制作。本田NSX的全鋁車身和懸掛使車重僅在1340-1403公斤之間，比傳統(tǒng)的鋼制車體輕了至少200公斤，當(dāng)時(shí)NSX的0-100公里/小時(shí)加速僅為5.2秒，解除限速后極速可達(dá)274公里/小時(shí)。



奧迪ASF空間框架結(jié)構(gòu)就像一副用高強(qiáng)度鋁材搭建起來(lái)的生物骨架?，F(xiàn)在，奧迪新一代車身框架的硬度與上一代產(chǎn)品相比提高了60%。這一切都保證了奧迪汽車具有更輕盈的駕乘體驗(yàn)，全面的路面性能和出色的操控性。



但對(duì)于民眾來(lái)說(shuō)，這些車型依然高高在上，真正實(shí)現(xiàn)民用的鋁合金車輛在我看來(lái)是一款幾乎快被人遺忘的小車。1999年的世紀(jì)之交，奧迪在法蘭克福車展上發(fā)布了一款全新的5門掀背車——A2，這款鋁合金的A2如果用鋼材來(lái)打造至少要重上43%，這款A(yù)2也揭開了鋁合金大規(guī)模運(yùn)用到民用量產(chǎn)車的大幕。

如今我們可以在更多的品牌與車型上看到鋁合金的身影，也許我們會(huì)忽略它的存在，除了車身，鋁合金還會(huì)在輪轂上出現(xiàn)，也許你并不知曉，但它們卻誠(chéng)懇地為你每一次提速、過(guò)彎提供著前人難以想象的快感。 copyright 123456



碳纖維

碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，作為輕質(zhì)高強(qiáng)度復(fù)合材料，無(wú)疑是目前最理想的賽車車身材料之一。不過(guò)它相對(duì)于鋁合金來(lái)講要貴上許多，所以在低端的量產(chǎn)車中我們很少能看到它的身影，但碳纖維卻在運(yùn)動(dòng)車型領(lǐng)域不斷擴(kuò)展著自己的疆土。



碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7-9倍，抗拉彈性模量達(dá)到23000-43000Mpa，也高于鋼。在合適的形狀下，1平方毫米碳纖維材料可以承受500至1350牛頓的延展力;同時(shí)它自身的重量又低得驚人——1立方分米的碳纖維材料僅有1.5公斤左右重量。正因?yàn)槿绱藘?yōu)異的特性，碳纖維材料現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用在汽車運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。 內(nèi)容來(lái)自123456



上世紀(jì)90年代初的邁凱輪F1是世界上第一臺(tái)量產(chǎn)版本的一體式碳纖維跑車，它以391公里/小時(shí)創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界紀(jì)錄。碳纖維車身不僅超輕，而且抗扭強(qiáng)度比鋼制車身高出很多，這也是邁凱輪F1無(wú)論在街道還是在賽道中都所向披靡。



邁凱輪F1的碳纖維車身不是子虛烏有的，它源自F1賽場(chǎng)的邁凱輪賽車McLaren MP4/1。這臺(tái)F1方程式賽車是歷史上第一臺(tái)使用碳纖維一體式車身的一級(jí)方程式賽車，這款賽車征戰(zhàn)了1981、1982和1983三個(gè)賽季。



說(shuō)到這里不得不提一個(gè)人，John Barnard，1946年5月4日出生于英國(guó)倫敦，正是他一手開辟了一級(jí)方程式賽場(chǎng)中的碳纖維新紀(jì)元。當(dāng)年他引起了邁凱輪車隊(duì)老板Ron Dennis的注意，Ron隨即邀請(qǐng)才華橫溢的John加入邁凱輪車隊(duì)，John交上的第一份答卷就是令人瘋狂的邁凱輪MP4賽車，把碳纖維材料大規(guī)模引入到這個(gè)世界最頂級(jí)的汽車賽事當(dāng)中。當(dāng)然，John Barnard還有另一項(xiàng)里程碑式的作品——F1的半自動(dòng)變速箱——這個(gè)以后再說(shuō)。



如今的性能車領(lǐng)域、高端車領(lǐng)域、跑車領(lǐng)域、超級(jí)跑車領(lǐng)域都或多或少都有著碳纖維出沒(méi)的身影，碳纖維那烏黑色誘人的編織形態(tài)，叫人垂涎三尺，即便是假的碳纖貼面，都能另人激動(dòng)一陣。就在我們感嘆碳纖維如此引人入勝之時(shí)，蘭博基尼卻在碳纖維材料的探索上寫下了濃重一筆。



蘭博基尼Urus作為一款概念車在2012年北京國(guó)際車展時(shí)來(lái)到我們面前。Urus就是一個(gè)用碳纖維包裹的作品，沒(méi)錯(cuò)，從里到外，滿眼全是碳纖維的蹤影。Urus對(duì)于碳纖維的發(fā)展來(lái)說(shuō)不僅是因?yàn)檠b配數(shù)量多，而是蘭博基尼采用的碳纖維全新制造方法，是碳纖維的成型更加通用，原來(lái)即便是內(nèi)飾這種大轉(zhuǎn)折的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如今也能用碳纖維一體成型，實(shí)在令人驚嘆。 123456



本文只是淺薄列舉了兩個(gè)最表面化的賽車傳承材料技術(shù)，隨著科技的發(fā)展，我們對(duì)于材料的渴求越來(lái)越犀利，汽車不再是鋼鐵與橡膠的專利，它的意義本身就在發(fā)生著變化。車型本身的融合，移動(dòng)電子終端與汽車的融合，綠色材料與自然的融合，汽車與我們生活的融合，我們?cè)谶@個(gè)融合的大時(shí)代中，還在思考著更多的可能，就與人類的先輩當(dāng)初所做的一樣。