铝合金悬架主要功能为轻量化·「牛或不牛」不可一概而论解析基础:1m³钢重量约7.85-8.70吨(以铁的密度计算)1m³铝合金约2.65-2.85吨铝合金材料是不是比钢铁轻了很多呢?这就是为什么汽车总需要用铝合金材料逐渐替代钢材的原因,最常见的铝合金的汽车零部件是「轮毂」;相同尺寸的钢制轮毂要重很多,这会严重影响油耗与 *** 控。
但是因钢材的成本低很多,所以也是些价格低廉的车辆使用这种轮毂。
剩余的主要零部件多为悬架系统使用,为什么要从悬架着手进行轻量化,有为什么要进行轻量化呢?轻量化的意义汽车整备质量(空车重量概念)每减少100kg,平均每公里的耗油量即可降低0.005L左右。
曾经的汽车用重量非常夸张的钢制的保险杠,后期多为越野车加装防撞外置保险杠或竞技杠,但是普通汽车却都换用了塑料材质的保险杠,这也是为了轻量化节油,不过内部的防撞梁仍旧能起到保护的效果。
使用铝合金材料替代轮毂或部分车身,这也能起到减重的效果;比如一些车辆会在强度要求不是非常高的防撞梁,或者底盘主体部分使用铝合金,但用量却普遍都很少,而且多为中高端汽车才会使用。
原因:之所以车辆不能用大量的铝合金替代钢板,原因是为控制生产成本。
各类型热轧钢板均价5300-6100元普通强度铝合金均价≥40000元差价就是这么大!这里所谓的普通强度多指屈服强度达到600Mpa左右,但还没有超过660Mpa达到高强度钢标准的铝合金,价格就已经这么高了。
车身的关键位置如A/B柱,防撞杆与防火墙等位置需要的是更高强度的材料,尤其是A柱往往需要达到1500Mpa才算理想标准;可想而知如果使用相同标准的铝合金材料,成本会高到什么程度了。
所以几乎没有全铝合金材料的汽车,即使有也是极少数奢侈级的百万级或千万级跑车;普通中高端车辆只能少量应用,很多价格并不高但尺寸大却很轻盈的汽车,实际并不是通过材料轻量化,而是对钢板或结构用料进行缩水。
比如应当用三层或四层钢板的位置只有双层钢板,车身当然会轻一些,但结构强度也会明显的下降。
这就是经常说汽车并非越轻越好的原因,因为车企也得控制合理的利润率才能正常运营,能用高标准的钢材则即使车辆重一些也会更安全。
铝合金悬架能提升车辆的 *** 控吗有种说法是悬架结构用铝合金材料,可以通过降低簧下质量以提升 *** 纵极限,这种说法很是牵强附会。
因为悬架实际分为两部分,一般理解的连杆摆臂负责的是对车轮的支撑,各类型d簧和减振器负责的是支撑车身;那么材料的质量和强度是否会影响对车轮姿态的控制,又是否能改变 *** 控感受也就不难分析了。
不论多连杆还是双叉臂类型的悬架,这些连杆摇臂都是通过活动球节连接底盘与轴头;在行驶中车身姿态会发生变化,比如转弯时会有明显的侧倾。
这是侧向作用力推动车身产生的结果,车身的侧倾还会影响到车轮的角度,说白了就是车轮并非绝对90度垂直于地面,而是会呈现一定角度的倾斜。
比如缺少上部分支撑的麦弗逊悬架,在转弯时的侧倾程度就会非常严重;但加入上A臂的双叉臂悬架就会好得多,参考下图。
重点:以双叉臂悬架为例,其功能首先是提供侧向支撑力,这是保证车轮角度与 *** 控的基础——铝合金悬架的麦弗逊与钢铁材料的双叉臂对比,在相同的调校标准下难道麦弗逊的水平会更高吗?显然这是不可能的。
后悬架使用的2/3连杆(俗称多连杆)或双横臂,用铝合金材质与五连杆相比,貌似水平也还是要逊色一些的。
所以材料并不能直接决定 *** 控,那么减重究竟能否通过控制车轮的“d跳”以升高 *** 控稳定性呢?这又是个存在争议的问题。
仍然是双叉臂悬架作为参考,在提升侧向支撑的前提下,车轮起伏时摇臂也会上下摇摆;那么如果重量降低,在起伏路面时车轮忽上忽下的跳动,理论上就会因质量的降低而降低冲击力,也就是车轮d跳的幅度是可以下降的。
不过这些摇臂毕竟是连接与支撑件,受力是通过车轮施加的作用力,貌似车轮(轮毂轮胎)的质量才是最大的影响。
所以悬架结构的质量还不是 *** 控的核心决定因素,即使用普通的钢铁材质也还能够通过轮毂轮胎的调整而达到理想的 *** 控标准。
所以悬架系统使用铝合金材料也是以轻量化为主,不宜放大解读。
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根本原因有两个:一.第一个就是为了减轻车辆自重,整车质量越轻,越有利于提高动力/质量比,燃料消耗越有利。
二.减轻簧下质量。
簧下质量,是英译过来的一个词,英文:Unsprung Weight。
它指的是非由汽车悬挂系统支撑的重量:轮胎、轮毂、刹车。
相应的,Sprung Weight是指由汽车悬挂系统支撑的重量,是汽车质量的绝大部分。
而区分并认清两者,对于一辆汽车的稳定性及 *** 控性有重大意义。
减轻1KG的簧下质量的效能可以等同于减轻月15KG的簧上质量。
当然,其中数据不一定那么精确,在簧上质量不变的情况下,减轻簧下质量可以在一定程度提升汽车的加速,稳定性以及 *** 控性。
属于簧下质量的汽车零部件大部分都能实现轻量化,主要是通过更改材料和工艺的方法。
转向节摆臂制动钳轮毂甚至碳纤维制动盘悬架中的各种控制臂,也都可以使用铝制产品。
大部分运动型车辆,跑车通过更换材料降低的簧下质量非常明显,对 *** 控和车辆性能的好处很多。
缺点也不是没有,就是贵啊!
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