外国车企争相上马全铝车体出产线

　　跟着 全球能源价钱 上涨与能源欠缺 ，和 人们对环保的存眷 与要求日趋 严厉 ，列国 当局 与组织为削减 汽车尾气排放对情况 的影响，出台各种 政策、律例 、尺度 与条例。国外的研究表白，乘人车在城市尺度 道路上行驶时，油耗的85%阁下 为其本身 质量所消费 ;整车质量下降 10%，可节油6%——8%;汽车质量每减车100kg，可削减 油耗0.3L/100km——0.6L/100km，温室气体排放下降 约5g/km。汽车轻量化不是选择而是必需 做的事，是当局 与企业必需 做的事。轻量化路子 不过 乎两条：改变设计，替换 材料。而今看来，改变设计的潜力不是没有，可是油水甚少，最有潜力的是替换 材料，采取 密度比钢与铸铁密度小的材料如铝、镁、复合材料等，但当前性价比最高的是铝，所以当前都在以铝代钢上下工夫 ，固然 也在研发以镁代钢与代铝，但不是主流。例如，以铝合金庖代 低碳钢制造车身钣金件可以使 质量减轻50%;用11b(磅)挤压铝合金型材可庖代 21bs.钢，可勤俭 11.7L原油;铝合金车身布局的强度在钢布局的相等或更高时，接收 撞击能的能力比钢布局的年夜 1倍余，因此 平安 性年夜 为提高。

据国外有关研究表白，2021年乘人车(轿车、多用处 汽车MPV、多用处 跑车SUV)发念头 罩盖铝化率可年夜 于70%，其他笼盖 件铝化率也会有较年夜 提高，估计 2021年欧盟、北美、日本汽车车身铝合金薄板需求量可达1000kt。杜克公司的阐明认为，2021年北美年夜 量采取 全铝车身的可能性不会年夜 于15%，部门采取 铝合金车身的可达60%。因而可知 ，在2021年——2021年时代 ，在制造乘人车时年夜 部门汽车公司的主流车身布局采取 夹杂 材料布局，即有钢、铝、镁、复合材料，乃至 还有一些原车装备 制造厂本来 出力 开辟 全铝车而今调头设计出产夹杂 材料车。

　　杜克公司展望2025年北美出产的新型客货两用车有75%将利用 铝车身。由以上的介绍可知，乘人小车车身布局的全铝轻量化有二条线路 ：一条为一步法，将钢布局一次扫数变成 铝布局;另外一 条为二步法，将钢布局先变成 夹杂 材料布局，再变成 全铝布局。汽车企业可按照各自情况选择合适 本身 的轻量化线路 。

　　国外首要 汽车公司在研发乘人车车身轻量化方面的概况简介于下。

　　福特汽车公司

　　福特汽车公司(Ford Motor Company)是世界上成立最早的汽车制造的企业，也极可能 是2025年之前 汽车用铝最多的企业。美国司法 划定 2025年汽车的平均方针油耗为23.17km/L，为了到达 此方针，各汽车制造厂都在想方想法 多用铝，减轻车的本身 质量。福特公司的F-150车是美国销量最好的之一，由于 它有高的燃油经济性、坚实耐用、平安 性高、价钱 公道 ，同时它于2021年4月获得美国公路平安 学会颁布的一级平安 保险，获此顶级殊荣的汽车仅F-150系列车。获此证后F-150型车的销量猛增，一年以内上升13%，相当于7万辆。因而 公司汽车的铝化就从F-150系列最先 ，改制玉成 铝皮卡车。

　　决议改变成 全铝车的枢纽身分 之一是公司把握 了可将冲制铝合金钣金件的扫数边角废物 轮回 利用 的手艺 ，下降 了出产本钱 ，每辆全铝车的售价仅比曩昔 钢车的贵150美元。废物 收受接管 工场 为美国铝业公司及诺贝丽斯铝业公司，每一个 月收受接管 的冲压废物 为9072t，比3辆F-150汽车车身质量还多一些。

　　铝在F-150型皮卡车上的出色成功利用，年夜 年夜 提拔 了福特公司扩年夜 铝利用的决定信念，决议2021年版重型皮卡车F-350、F-450、F-550改成 全铝车，它们是超等 功能车，是为贸易 运输设计制造的，可以装更多与更重的货色 。这类 超等 功能皮卡车铝底盘-驾驶室总成比钢制的轻159kg。由于这类 新F系列车铝底盘驾驶室总成的采取 ，需响应 地提高其他零部件的强度，包罗年夜 年夜 提高了驾驶室下的箱形框架强度，为了出产全铝超等 F-系列皮卡车，正投资13亿美元在福特公司肯塔基州货车厂扶植 新的出产线。

　　美洲虎兰德·罗孚汽车公司

　　多年来美洲虎汽车公司(Jaguar Land Rover，JLR)竭尽全力 地研发铝在汽车中的利用，成为这方面在全球的领跑者，2003年推出了铝车身的XJ型高级轿车;2021年，首台全铝多用处 跑车(SUV)Range Rover面世;同年，公司初次 出产低本钱 年夜 容量汽车，这仅是此中的几款车型。2021年晚些时辰，美洲虎汽车公司对外传播鼓吹 ，2021年将周全 加年夜 铝在汽车中的用量，不光包罗既有的XF型、XJ型和F-TYPE型车，并且 还有两款新型车;F-PAC车，它是首款中型奢华 多用处 跑车;XE型车，是一种铝密集型的紧凑式活动 型轿车。

　　全新的F-PACE及XE型汽车采取 了JLR公司的新型模块式布局，是用高强度6XXX系合金制造的。车身侧边为一根挤压成形的复杂断面铝合金整体型材，从而可以使 笼盖 件板材厚度由1.5mm减薄至只有1.1mm。新的铝合金模块布局用的RC5754铝合金，是JLR公司、诺贝丽斯公司、立异 (英国)公司、其他工业部门、高档 院校、基金会等的研发功效 ，用自攻铆钉粘接、点焊等将零件毗连成模块。F-PACE车也是一种全新的面目面貌 ，复合材料背门、镁合金横梁、前端托架底盘也是镁合金的，后地板则是高强度钢的。

　　美洲虎兰德·罗孚汽车公司是一家英国公司，所出产的F-PACE及XE两款车将以2021版汽车登岸北美市场。

　　通用汽车公司

　　按照通用汽车公司(General Motor，GM)的计谋 成长 规划，将致力开辟 公司立异 的夹杂 材料(钢与铝合金冲压件、铸件、挤压件)车身布局。固然 新的2021卡迪拉克CT6是一款铝密集型车，但还是 一款夹杂 材料车身车。铝材零部件质量占车身用才的62%，其外板与车身下布局是铝的，用13年夜 气压压铸件将铝合金薄板与挤压材件毗连起来。为了提拔 强度和加倍 平安 起见，还用了一些钢制零件。另外 ，在车的后部加了高强度铝合金保险杠，而前部及侧面的保险杠则是钢的。这类 夹杂 材料设计，使公司在出产更年夜 些车的同时，使车的总质量比本来 钢布局车下降了90kg，一举双得。

　　CT6汽车布局是用通用汽车开辟 的进步前辈工艺毗连的，如专利铝点焊手艺 ，不光可以减轻布局质量，并且 强度和效力 都有提高和改良。采取 的其他毗连工艺有“激光焊，液流打孔紧固件，自攻铆接，铝弧焊，钢点焊，进步前辈的粘接布局长度达183m。

　　在出产CT6汽车时，通用汽车公司还采取 了获得 专利的钢-铝点焊新工艺，不消 铆接，将铝支架毗连到座椅钢框架上。此工艺利用一种非凡 设计的脊棱电极作为焊枪触点，在这方面已具有 19个专利，有硬件方面的，也有节制 工艺进程 的软专利。

　　据称，CT6卡迪拉克布局是通用汽车公司最进步前辈车身系统，首要 得益于毗连工艺，使得它具有最高的改变 刚度，是一款到达 了最有质量效力 的车。通用公司决议投资3亿美元在密歇根州底特律-哈姆特拉姆克组装厂建一些将此工艺转化为出产力的工艺线。诺贝丽斯铝业公司加拿年夜 金斯顿轧制厂向该厂供给ABS(汽车车身薄铝合金板)。

　　通用汽车公司除投巨资改扩建底特律-哈姆特拉姆克组装厂的铝合金车出产线外，还投资8.77亿美元对美国的三个皮卡车制造厂进行完全 的年夜 范围 改扩建，使其尽快出产铝密集型车，扶植 一些新的组装线、车身焊接车间、涂漆线，以出产新一代的希尔弗拉多皮卡车与多用处 跑车。通用公司传播鼓吹 ，这些项目完成后，和 今后 一些新的技革项目陆续投产，公司出产的汽车就一步一步地知足 相干 的燃油尺度 与律例 要求。

　　奥迪汽车公司

　　德国奥迪汽车公司(Audi)是一家久负盛誉的全铝汽车设计制造者，早在1993年全铝车身A8就已面市，它的奥迪空间构架(Audi Space frame,ASF)是全铝的，由挤压型材、压铸件、激光焊接的钣金件与薄铝板冲压件组装而成。自此今后 ，ASF在奥迪公司出产的一系列车上获得 利用，如A2、A8、S8、TT及TTS型，它们或是单一铝材的，或是夹杂 材料的。

　　新型的Audi R8型活动 车(图4)用的夹杂 材料ASF，它的质量仅20kg，它的车身是用批量出产的，用材为70%铝合金与13%碳纤维加强 塑料。车的前端是专业焊接的，中部地板与后端由铝合金铸件与挤压型材组成，然后由机械 人在室温下将它们毗连，用半空心冲制铆钉、实心铆钉与米制自攻螺钉毗连。车身脊骨是用高强度复合材料CFRP制造的，在铝与复合材料之间填以密封材料，以防接触侵蚀 。R8 Spider(高机能 赛车)的车身布局与R8型活动 车的沟通 ，都是德国内卡苏姆(Neckarsulm)制造厂出产的。

　　2021年板Audi A4及A4 Avant的车身及动务传动系为夹杂 材料布局，布局件材料为铝、高强度钢和镁，但根基 材料是铝合金。固然 这两款车的尺寸有所加年夜 ，但其质量年夜 年夜 下降，使其成为这类车的最轻者，全得益于铝的利用。曩昔 的A4车的首要 布局材料为钢，仅发念头 罩是铝的。2021 Audi A4的布局由夹杂 材料件组成，前围板下的很多 零件都是用铝合金挤压材与薄板制的，前支柱(Front strut)、D-立柱(Pillar)上端节结等都是用铝合金压铸的。容厢脊骨、车顶梁B-立柱、门梁、地板零件等用热冲压钢制的，钢件质量占车身总质量的17%。转向盘框与后座椅为镁合金的。

　　特斯拉汽车公司(Tesla Motors)是电动汽车出产者，知名的全铝Models及Model X电动车是它的品牌产物 。有人认为，为了下降 本钱 ，2021年后期版的Model 3电动车的夹杂 材料氛围 会更浓一些，固然 各类 材料的比例还没法 精准肯定 ，但可必定的是其用量比Model S及Model X的少。特斯拉汽车公司的方针是，使Model 3成为公司电动车的主流，年夜 力下降 本钱 ，初始售价为35000美元，而Model S的售价70000美元，Model X的售价80000美元。阐明家认为，下降 本钱 首要 办法 是削减 铝材用量，特斯拉公司的呈报称，若是Model 3将来 年发卖 到达 140亿美元，那末 售价便可 以降到32500美元/辆或更低一些。

　　罗尔斯-罗依斯汽车公司

　　罗尔斯-罗依斯汽车公司(Rolls-Royce Motor Cars)是一家英国汽车制造公司，已将成长 全铝车作为公司根基 成长 计谋 之一，第一阶段成长 方针是2021年早期 投放全铝布局车，现正在进行一些路况实验 ，他们进展 新的罗尔斯-罗依斯车可在全球 的尺度 公路上行驶。

　　菲亚特-克莱斯勒汽车公司

　　菲亚特-克莱斯勒汽车公司(Fiat-Chrysler Automobile Torino,FIAT)与美国的克莱斯勒汽车公司(Chrysler Corporation)归并 而成，是世界年夜 型多用处 活动 车与货车的首要 出产者，面对 着必需 知足 全公司平均油耗尺度 压力，必需 走汽车轻量化道路。与其他年夜 的汽车公司一样，它必需 在2025年之前 投资数十亿美元成长 节油的高燃油效力 的汽车，迫使公司采取 如铝及碳纤维如许 的轻质材料。

　　公司决议在2021 Chrysler Pacifica微型厢式车的车身与底盘上增添 铝的用量，上翻式车门是用铝合金及镁合金制的，外板为铝合金，内板为镁合金，这是汽车工业初次 采取 夹杂 材料制造车门，仪表板件梁是用镁合金制的，比曩昔 的高强度钢梁轻22%。底盘的一些零件都是用铝合金制的，如节制 臂与托架为铝的，前后转向节用铝合金锻造 的，发念头 架等等。因此 ，pacifica微型厢式车的净质量比过钢布局车轻了约113kg，并且 刚性更高了，空气动力学更佳了。

　　在将来 ，菲亚特-克莱斯勒汽车公司筹算 对将投放市场Jeep Wrangler和Jeep Wagoneer两款车年夜 量利用 铝合金。前者的车身为铝合金的，将是最畅销的活动 型车，而2021版本是钢-铝夹杂 布局，主布局是钢的。Wagoneer吉普车2021年投放市场，是一款最年夜 与最贵的客货两用吉普车，为了知足 燃油尺度 ，采取 轻量化车身，是一种铝密集型车。

　　阿库拉汽车公司

　　阿库拉(Acura)汽车公司将于2021年投放市场NSX活动 车的车身为全铝整体布局壳，夹杂 材料底盘。车架用铝合金挤压材与铸件制造，布局轻，刚度年夜 。用挤压铝材制的每一个 零件的减重结果 都经由 精心设计较量争论 ，外形 与壁厚都恰到益处。零件的保持接点为铝合金压铸件，既有高的强度，又有显著减重结果 。有些零要高能量接收 的零件是用高强度钢冲压的，可是枢纽减重零件全用铝合金板冲压。车身外壁板为铝合金与碳纤维加强 复合材料夹杂 布局。在2021 NSX活动 车中，传动系为全铝悬架，副车架为铝合金冲压件，一方面可以支承发念头 ，另方面有较好的接收 震动和噪动和噪声结果 。

　　本田汽车公司

　　2021年本田领航员(Honda Pilot)SUV是一种夹杂 材料布局车，零部件是用超高强热冲压钢、铝合金、镁合金制的，在有最年夜 减重结果 的同时，车的刚度与撞击平安 机能 均有所提高，它的进步前辈兼容性工程车身布局是由超高强度钢、高强度钢、软钢、铝合金(3.3%)、镁合金(1.7%)与复合材料(0.6%)件组成 ，到达 了强度、刚度、动力学机能 与轻量化的最好 组化。发念头 罩、前保险杠梁是铝合金的，后者的质量下降了1kg，同时布局完全 性获得 提高。在之前 的领航员多用处 跑车中，操作 吊杆梁由多个钢件组成，而而今为镁合金铸件，不光布局简单了，并且 轻了、安装也便利了，轮廓品质也高了。空心B立柱内侧为复合材料，提拔 了刚度，另外 ，在利用复合材料的同时还用了泡沫材料，是以 既增年夜 了刚度，又使其质量下降了1.36kg。放置电池的框架为复合金铸件，质量减轻2.1kg。新型领航员跑车的抗扭刚度比上版本的年夜 ，因此 燃油效力 提高了，车内噪声低了，乘座舒适了，更好驾驶了。

　　竣事 语

　　本文简介了国外9家年夜 汽车公司在设计制造全铝和/或夹杂 材料汽车车身与底盘布局方面的概况，有全铝的如Audi 8与Ford的F-150，但大都为夹杂 材料(铝、钢、镁、复合材料)布局，仍能知足 环保律例 与燃油效力 尺度 要求。中国汽车的铝化可分两步走，先过渡到夹杂 材料，再到全铝化，事实 走哪条路可年夜 家会商，由汽车厂与有关部门决议。

　　汽车铝化的枢纽与瓶颈是：出产全铝车或夹杂 材料车除有更好的综合机能 外，必需 有最好 的性价比，福特汽车公司的F-150就是典型;第二是零部件的毗连办 艺 ，有铝-铝毗连和铝-其他材料毗连办 艺 ，美国在这方面已获得 冲破 性的成绩，如通用汽车公司的铝-钢点焊手艺 、橡树岭国度 实行 室(Oak Ridge National Laboratory)新研发的铝-复合材料激光处置毗连法，中国在这方面的研发回 不敷 ，亟待迎头遇上 。

　　推行 铝在汽车中利用枢纽是开辟 铝在乘人汽车中的利用，中国汽车2021年的产量已近2500万辆，每辆多用10kg铝，就多消费 250kt/a。2021年欧美发财国度 乘人车的用铝已跨越 155kg/辆，而中国的还不到110kg，若是2021年的乘人车的用铝量通到达 130kg/辆，产量按2100万辆匡算，则就需用量2730kt，比2021年多530kt，所以应成为中国推行 铝利用范畴 的重中之重。中国在推行 铝在特种汽车中的利用做了很多 工作，成绩斐然，可是还有很年夜 的空间有待弥补 。

　　而今还没有 见国内汽车工业投资几十亿元或几百亿元扶植 全铝或夹杂 材料车身及底盘布局的报导 ，与国外的大张旗鼓 扶植 比拟 ，有点显得冷冷僻 清;厢式货车的铝化也宜提到日程。当前汽车用铝材的难点不在供给侧，而在需求侧，中国铝工业可以供给 各类 各样的铝材。