铝到底能比钢强多少？看完你就知道了

经常关注汽车圈的朋友应该发现，作为车身材料，铝的强度并不比发动机、变速箱、底盘三大件差。 如果新车采用铝合金车身，厂家不仅要制作好几页PPT，闲来无事还要带着白车身去车展、4S店、商场。 除了厂家之外，消费者对铝材也非常关注。 如果有新车敢比海外版少用一块铝，网友们会愤怒地举起键盘，分分钟占领论坛。 那么问题来了，铝比钢强多少？ 除了重量轻之外，铝材还有哪些独特的特点呢？ 为什么好车都对铝材情有独钟？ 请阅读下文！

与便宜车型所使用的钢材相比，铝合金最大的优势就是足够轻！ 要知道，钢的密度为7.8g/cm3，而铝的密度只有2.7g/cm3。 这意味着，在相同体积下，铝的重量仅为钢的三分之一左右，甚至比大家想象的超轻钛合金的4.5g/cm3还要轻。

因此，在车身上采用铝合金材料，或者将原来钢制车身的覆盖部分，包括车门、引擎盖、翼子板等用铝替代，目的就是为了减轻重量。 在目前国内市场上，宝马5系可以说是采用铝制覆盖件的代表车型。 这里我们不妨做一个比较。 与5系同级别的国产奔驰E级由于采用了“铝换钢”覆盖，因此最低车型的整备质量达到了1780kg，而同样最低配置的5系仅1705kg，相当于E级自然比5系重了150斤！

使用铝合金减轻车辆重量有很多好处。 就驾驶而言，汽车的重量越轻，其惯性就越小，因此无论是加速、减速、转弯，车辆改变当前状态的阻力都会更小，响应速度也能更快。得到改善。 这也会让那些花大价钱买了一辆好车的人感觉自己的车比那些廉价车“更容易开”。

此外，较轻的重量还可以显着降低车辆的油耗。 根据国际研究机构的实验，车辆整备质量每减少100kg，车辆百公里油耗可降低0.3～0.6L。 鉴于当今严格且“不人道”的油耗和排放法规，这无疑具有重要意义。

黄线为车辆重心高度

除了降低惯性和油耗外，使用更轻的铝合金覆盖件还可以降低车辆重心高度，优化前后重量分布。 如上图所示，一般燃油车的重心高度约为550mm-580mm（上图中黄线的高度），所以如果能减轻这个高度以上的部件重量，比如引擎盖和车顶，这将相当于降低了车辆的重量。 车辆重心的高度。 车辆重心越低，车辆过弯时产生的侧倾越小，驾驶员的主观操控体验越好。 另外，对于一些车头较重的车型，将引擎盖、翼子板等车身覆盖件更换为铝合金材料，也可以在一定程度上降低车辆前轴的承载能力，从而优化车辆的性能。 前后配重的作用。

路虎揽胜全铝车身

除了车身覆盖件之外，越来越多的豪华品牌开始在白车身上使用铝合金代替原来的钢材，以尽可能减轻车辆重量。 例如，采用全铝车身和大量铝合金覆盖件后，第四代路虎揽胜比采用钢制车身的第三代路虎揽胜轻了420公斤，相当于减掉了五辆170-磅成年男子。 ！

凯迪拉克CT6白色车身

当然，由于全铝车身的成本太高，所以大多数豪华车只是采用增加白车身中铝合金材料比例来减轻重量的方法。 例如，凯迪拉克CT6将铝合金在白车身中的比例提高到64%，并采用各种铝合金覆盖件，大幅减轻了整车重量。 最终，这辆车长5米，大小与奔驰相同。 像S级那么大的全尺寸轿车整备质量为1663kg，比较小的国产长轴奔驰E级轻了约100kg！

说到如今最需要通过铝合金减重的车型，毫无疑问就是正在逐渐成为主流的电动汽车。 这是因为电动汽车的重量每增加10%，车辆的功耗就会增加5.5%。 以一辆铝合金车身、整备质量1800kg、续航里程500km的电动汽车为例。 由于钢制车身通常比铝合金车身重200公斤，如果这款电动汽车的车身换成钢制，其重量将达到2000公斤。 相应的，续航里程将从原来的500km缩减至472.5km。 此时，如果钢体电动汽车想要通过增加电池容量来弥补损失的续航里程，那么车辆需要增加4.5Kw·h的电池容量才能重新获得500km的续航里程，相当于增加了4.5Kw·h的电池容量。一块电池要贵6000元左右。

虽然算上这6000元，但钢制车身+附加电池方案相比同续航里程的铝制车身，仍然可以节省数千元的生产成本。 但对于购买20万元以上、追求电动汽车体验的消费者来说，一辆车在整个生命周期内更好的能耗表现和更好的驾驶品质的吸引力绝对大于几千元的差价。 。 这就好比中档以上燃油车想要爆款，竞争更多的是产品力，而不是谁的终端价格比谁便宜几千元。 而且因为在中高端电动汽车的最大续航里程版本中，电池组会占用尽可能多的空间，因此没有多余的电池空间可以让钢制车身来匹配铝合金的续航能力身体。 这也是为什么价格稍贵的电动车会不遗余力地增加车身中铝合金的比例。

除了车身和覆盖件外，车辆的行驶部分也是铝合金可以大放异彩的地方。 其中，改用铝合金材质后效果最明显的就是悬架的各个摆臂。 这主要是因为当悬挂摆臂作为簧下质量变轻时，其运动惯性也会减小，因此在运动时会更容易被推动。 当遇到路面颠簸时，它可以化解颠簸并更快回位，提高轮胎在颠簸路面上的附着性能。

更好的轮胎接地不仅可以让车辆在颠簸路面上更加可控，还可以有效提高车辆通过颠簸时的舒适性。 这是因为当车轮从颠簸处弹起时，车辆会因失去支撑而向下移动。 此时，如果车轮能够在惯性较小的悬架臂的带动下快速回到原来的位置，车轮离地的时间就会更短，可以更快地支撑车辆，缩短车辆向下坠落的距离，从而越过颠簸路面时减小车辆的倾斜度。

增强车身刚性最简单有效的方法就是材料堆放。 例如，添加拉杆以形成三角形，并使用较粗直径的框架来增加扭转刚度。 但无论采用哪种方案，都必然导致金属材料的增加。 这时铝合金的材质优势就显现出来了。 虽然为了达到相同的强度，铝合金比钢大40%，但由于在相同体积下铝合金的重量仅为钢的三分之一，所以经过计算可以得出，当达到相同的强度时铝合金的体积、重量仅为钢的40%。 凭借单位强度轻两倍以上的优势，铝合金材料制成的白车身可以“肆无忌惮”地堆叠，最终在扭转刚度上碾压钢制车身。

以采用全铝车身的蔚来ES8为例。 其车头部分采用超硬7系铝合金，保证车头刚性，提高车辆对方向盘的响应灵敏度。 在车尾和B柱处，ES8采用了轿车中应用更为广泛、抗疲劳性能更好的6000系列铝材，防止车架在长期使用过程中因颠簸而变形。 后窗方面，ES8采用不易变形的5000系列铝合金，提高车辆的抗追尾能力。 最终，在5000、6000、7000系列铝合金的共同努力下，蔚来ES8的车身扭转刚度达到了31100Nm/°。 如果加上电池的话，可以达到44140Nm/°，甚至超越雷克萨斯旗舰超跑LFA。 39130Nm/°。 更重要的是，在如此优秀的数据下，蔚来ES8的裸身白车身重量仅为335kg。

沃尔沃XC90车身材料

为了让大家更好的了解这组数据，我们找到了与ES8尺寸相近、同样是中大型SUV的沃尔沃XC90，进行对比。 从上图可以看出，XC90仅在防撞梁和塔顶位置（图中绿色区域）采用了铝合金，其余均为钢材。 因此，它的白车身重量达到了夸张的401.3kg，远高于全铝蔚来ES8的车身重量整整65kg，相当于多了20%的重量。 在这样的重量差距下，XC90的扭转刚度仅为25,000Nm/°，比不带电池的ES8低了6,100Nm/°。 在白车身重量增加20%的前提下，与XC90的扭转刚度相当。 还差20%。 这再次证实了上面所说的。 同等强度下，铝合金的重量仅为钢的40%。 可见，铝合金确实可以让白车身在重量更轻的同时，拥有更高的扭转刚度，提供更好的操控体验。

众所周知，可口可乐等罐装饮料是由铝制成的。 所以无论我们向哪个方向施加压力，瓶子都很容易塌陷。 这种柔软、有弹性、甚至延展性的特性也使铝合金能够更好地利用自身变形来吸收能量。

根据实验，相同重量的铝在碰撞中吸收的能量是钢的两倍。 这也意味着，如果有两辆相同的汽车，一辆在车头负责碰撞的纵梁处采用铝合金，另一辆采用钢制，那么在相同的碰撞速度下，采用铝合金纵梁的车型将受纵梁影响。 横梁的吸能效果更好，因此对A柱的影响会明显小于采用钢纵梁的车型。

但也正是因为铝合金的软性，不适合使用在A柱、B柱等需要时刻保持坚固的地方。 更重要的是，随着钢铁制造技术的进步，现在已经可以制造1800MPa的超高强度热成型钢。 由于这种超高强度热成型钢的强度已达到铝合金的4倍，但其重量却不足铝合金的4倍，所以即使将铝合金叠起来，效果也不如与超高强度钢相当。 热成型钢。

新款奥迪A8钢铝混合车身

那么根据铝更适合能量吸收和超高强度热成型钢更强的事实，我们可以推断出一辆碰撞性能优异的汽车应该采用什么样的车身材料分布。 例如，在汽车的前部和后部等负责塌陷且塌陷空间较大的地方，车身应采用吸能较好的铝合金材料，以尽量减少传递到座舱的冲击力。 在严重碰撞时负责支撑车内人员生存空间的A柱和B柱中，应采用不易变形的超高强度热成型钢。 事实上，奔驰S级、新款奥迪A8、凯迪拉克CT6等车型都采用了这种车身设计理念，以保证在发生碰撞时车内乘员的安全。

上一代奥迪A8的全铝车身

在上述汽车中，新款奥迪A8以“打脸”的方式证明了钢铝混合车身结构的合理性。 要知道，上一代奥迪A8的全铝车身是奥迪引以为豪的作品，新车上市时全铝车身就被大肆宣传。 但当2017年全新一代奥迪A8上市后，这款车就切换到了钢铝混合车身阵营……可见，如果全铝车身的碰撞性能足够出众的话，那么奥迪自然没有理由禁止全铝车身！

虽然汽车厂家会使用防锈效果非常好的双面镀锌钢板作为钢制车身的覆盖部位，但是对于很多东北的朋友来说，雪后市政部门喷洒的融雪剂还是会对钢材造成损害。身体。 车辆各部位的覆盖件产生一定的腐蚀，进而导致钢板表面生锈，从而造成强度损失。 与钢板相比，铝合金则没有这样的顾虑，因为它可以与空气中的氧气发生反应，形成致密的氧化铝膜，从而阻止铝合金与外界继续发生反应。 因此，与钢板相比，铝合金的耐腐蚀性能明显更好。

至于很多朋友关心的机箱的耐腐蚀性，虽然铝合金车身的机箱在耐腐蚀性方面也比较好，但由于厂家对机箱的重视，曾经是生锈的重灾区，大多数模型在生产过程中喷涂防腐涂层。 底盘装甲。 这样，即使你的车是钢制车身，你也不用太担心底盘的防锈能力。

一件公认的好东西却没有普及开来，往往只有一个原因：价格昂贵，铝合金也不例外。 在目前的市场环境下，一吨钢材的价格在5000元左右，而一吨铝的价格在2万元左右，是钢材的四倍。 对于汽车这种尺寸的产品，铝合金和钢材的成本自然会相差很大。

捷豹XE白色车身

除了原材料的价格差距外，铝的加工比钢困难得多（而且昂贵）。 由于铝的熔点只有660℃，而钢的熔点在1400℃左右，如果用钢板电阻焊来加工铝，铝会瞬间变成液态并失去形状。 因此，铝板焊接只能采用昂贵的铝电焊、冷金属过渡电弧焊、激光焊等。 另外，由于铝与其他金属的热膨胀率不同，当铝与其他金属连接时，需要使用大量极其昂贵的结构胶或铆钉进行固定，以避免两种金属的环境温度发生变化。 。 出现破损问题。 例如，全铝车身的捷豹XE就使用了2000多个铆钉来拼接车身。

铝制车身除了制造成本较高之外，用户后期的使用成本也并不低。 由于铝材和焊接一样难以修复，一旦车身发生碰撞，无论是路边的二级维修店还是4S店，车主通常都会直接建议车主更换零部件，而不是直接更换零件。喷涂金属板。 额外的费用要么由车主直接承担，要么只能通过支付更高的保险费将部分费用转嫁给保险公司。

为什么好车都用铝？ 相信大家看完这篇文章后一定知道其中的秘密了。 但对于大家购买的20万元以下的主流家用车来说，铝材并不是主流材质。 毕竟它的成本太高，无法降低车辆的价格，而高昂的维修费用对于普通家用车来说更是困难重重。 接受。 因此，即使好的、豪华的车都喜欢用铝，但这并不意味着没有铝的车就不是好车。 毕竟对于普通老百姓来说，一款产品力均衡、性价比高的车才是亲民的好车。