尝试去跑步,甚至上楼几次,戴着一个30公斤重的背包,很快就可以发现减轻多余的重量要花多少力气。
正如屡获殊荣的Jaguar I-Pace所展示的那样,随着电动汽车的兴起,轻量化技术的需求更加迫切。用较重的钢制底盘和车身制造电动汽车,然后用更大,更重的电池补偿重量,这是没有道理的。
就燃油消耗而言,更轻的汽车需要更少的能量来移动它:就这么简单。自己推动经典的Mini很容易,但单辆全尺寸SUV却无济于事。因此,制造商一直在寻求减轻重量或至少减轻重量螺旋,这主要是通过在车身结构中使用轻质钢和铝合金实现的。尽管比碳纤维便宜得多,但铝的建造很昂贵,部分是由于材料本身,部分是由于建造方法。这就是为什么它只在很大程度上出现在高档汽车中的原因。
钢是一种相对容易使用的材料,面板可以压制和折叠,并具有锋利的锋利边缘。铝板不易弯曲,如果型锻线上的半径太小或形状太复杂,则材料可能会破裂。设计师和工程师必须更加紧密地合作才能达到设计师想要的形状。
将这些东西组合在一起也变得更加棘手。尽管制造商已经使用MIG或点焊,螺栓连接以及在较小程度上通过铆接将钢连接起来已有数十年的历史,但铝却需要一些不同的方法。连接面板最喜欢的是使用自穿孔铆钉进行粘合(粘合)和铆接。传统的铆钉被推过钻孔并砸碎,但自冲铆钉则穿过铝的第一层,而没有钻孔并张开成第二层,但没有刺穿。在横截面中,它像具有大根的智齿,一旦进入,就像它的牙齿一样,它不想出来。
混合钢和铝的一个棘手的方面是钢和铝之间可能发生电化腐蚀,铝通常会丢失并导致铝崩解。这意味着除了胶水以外,还需要增加一些保护,例如,大众汽车在两个表面上使用了专门设计的清漆,以使晶须将它们分开(即使它们已接合在一起)。
减轻重量不仅来自材料的固有重量,还来自其强度。现代铝合金车身结构混合使用不同类型的合金,某些车身面板采用更高强度的等级,这意味着它们可以更薄甚至更轻,从而形成一个良性循环。
不过,永远不要期望看到纯铝制成的汽车:它太软了。铝合金包含微量的其他材料,例如硅和镁。这是个聪明的东西,为什么今天的汽车制造在某些方面更多地是关于化学实验室中发生的事情,而很少涉及到扳手。