近年来,随着汽车工业的不断发展,驾驶者们逐渐关注起汽车的各项性能,尤其是汽车底盘的构造和材料选择。众所周知,汽车底盘悬架常被用作评价汽车质量的标杆,然而,一种常见的误解是,许多人认为用铁摆臂(即钢板冲压件)做悬架的汽车是在“偷工减料”,实则不然。在追求更高效能的汽车设计中,密切关注如何利用不同材料的性能是关键。
在汽车的悬挂系统中,许多摆臂连杆在力学上被视为二力杆,主要承受拉力和压力。在诸如束角控制臂、倾角控制臂、上下斜臂等连杆中,钢制冲压件或圆钢管的使用效率非常高,它们具有极高的强度和硬度,能有效承受拉力和压力,而且比用铝合金铸造还要轻。
讨论到需要弯曲的倾角控制臂时,钢制冲压件就不再适合。弯曲会消减拉压的刚度,若要保持刚度,就需要增加张力或压力,从而增加重量,导致汽车面临重量与刚度的两难选择。为了实现轻量化的同时保证刚度,许多高质量的汽车在这些部位会采用铸铝或锻铝的弯臂。
弹簧承托臂也是一个特殊的零件,需要承受车身的重量及巨大的弯矩。虽然铝合金在自身强度上不及钢制材料,但对于需要承受大弯矩的弹簧承托臂来说,如果使用铝合金,可能需要增加大量的加强筋来增强其强度,最终在轻量化上失去优势。因此,像新一代的宝马和劳斯莱斯等汽车,弹簧承托臂采用的都是钢制冲压件。
不仅是悬架,副车架同样重要,乃至更重要。副车架是悬挂系统的底座,若其不稳定,会直接影响到车轮的精确控制。铝合金副车架能同时满足刚度和轻量化的需求,这也解释了为何大部分高档车都选择铝合金副车架。
在部分前驱汽车中,横向空间被横置发动机和变速器所占据,使得前纵梁变得非常扁平,减低了其碰撞吸能的效果。在这种情况下,前副车架需要参与碰撞吸能,因此必须使用钢制冲压件制造。有些汽车制造商甚至通过摩擦焊接技术,使前副车架的前端用钢,后端用铝,旨在结合两者的优点。
汽车底盘中的悬架和副车架都是至关重要的零件,而铝合金与钢制材料各有其独特的优点和应用场景。如何根据汽车的实际需求搭配这两种材料的使用,实则是一项极具挑战的工程艺术。我鼓励每位驾驶者有机会时能观察并了解自己汽车的底盘,理解汽车工艺的真正含义,从而得出公正的评价。用眼睛去观察,用头脑去判断,构建自己的观点,也许,真实的情况会让你震惊,也可能超出你的想象。
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