何不改用鋁合金造車?(三)從「踩鋁罐」探討鋁車體會不會被擠扁!

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相信多數人都有踩鋁罐和踩鐵罐的經驗,因為盛裝飲料所使用的鋁罐做得很薄很輕,多數人都可以單腳一次將它踩扁,如果不行,那就再補上一腳吧!然而多數人一定都會發現,變形的鋁罐非常好踩,所以踩鋁罐不需要使用蠻力,只要先將鋁罐輕踩至變形,再對準角度輕踩下去就整個扁了!

▲鋁合金車體如Land Rover Discovery依然可以通過Euro NCAP 5星撞擊測試高標準

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但踩鐵罐就沒有那麼容易,一來鐵罐比較厚實、支撐性良好,踩到變形已經不容易,而且變形後仍具備支撐性,要將鐵罐踩扁並非容易的事,由此不難想像,為何多數車廠依然堅持鋼製車體,就是因為便宜、加工成本低、結構性優異、安全性無虞。

或許有人說鋁罐薄所以吃虧,但事實上就算將鋁罐的厚度做得跟鐵罐一樣,結構支撐性也不會和鐵罐一樣好,還是更容易被踩扁,而且可以踩得很扁!但是千萬不要小看鋁合金,其種類恐怕不下於不鏽鋼,常用的鋁合金規格多達數十種,特性也有不小的差異,因此用於製造汽車結構的鋁合金,絕對不會像鋁罐那般脆弱,不幸遇到強烈撞擊也不會被輕易擠扁。

然而這會衍生出另一個問題,那就是特殊的鋁合金材質價格並不便宜!而且單純使用鋁合金材質,想要在Euro NCAP等撞擊測試拿下好成績並非不可能,但是成本與重量方面就沒有優勢,如此一來豈不是枉費最初使用航太等級鋁合金的美意?

▲因鋁合金車體倍受矚目,所以NCAP測試成績豈止不能太差,而是要非常優異不可,然而鋁合金的最大弱點其實就是撞擊測試!

因此為了達到成本、安全、輕量化三贏的局面,目前除了超級跑車之外,房車或休旅車已經沒有「全鋁合金車體」這回事了,所有車廠的研究結果都相同,那就是在鋁合金車體內,局部加上超高剛性鋼材支撐,最好再加上碳纖維結構,將得到優異的綜合性表現,全部使用鋁合金材質不會比較好!

然而許多人可能會有疑問:這種鋁+鋼+碳纖維複合式車體,比起鋼製車體的優勢,就只有輕量化嗎?沒錯,主要差異就是輕量化,其它方面還有抗腐蝕能力更佳,但終究沒有比較安全,車體剛性表現也未必會更好。

整體來說,目前的鋁合金車體技術與結構,C/P值其實不高,多數車廠並不會為了節省100~200kg的重量而使用鋁合金車體。然而之後的鋁合金車體技術已經有所突破,Volvo已經開始建構新一代的鋁合金車體生產線,使用有別於過往的鋁合金車體技術,主要應用範圍乃是電動車,下回繼續分析。

▲鋁合金車體雖然不容易變形,然而一旦變形之後,立即失去支撐性,而且也容易折斷,整體來說並不利撞擊安全,局部搭配超高剛性鋼材可補足這方面的不足,如圖中的紫色部分,灰色部分則是一般的鋼材,一部分用於潰縮緩衝。

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