如果不是西门子改进发电机让电力变得廉价,如果不是美国人C.M.Hull发展了电解氧化铝的新方法,可能到现在,铝都还只是珠宝首饰的一种。
在这个后工业时代的书房里,充满着各种铝制家具
如果从材料学的角度出发,人类以制造业为基础的前两次工业革命或者可以如此归纳:第一次工业革命是建立在以蒸汽机出现为标志,并以钢铁的大规模生产与使用为基础。而第二次工业革命,虽然是以电力为基础,但真正落实到材料学上的跨时代进步,则是铝的广泛应用。
没有铁和橡胶的大规模使用,我们永远得不到蒸汽机,也就没有第一次工业革命
没有铝的使用,飞机飞不了那么远、火车和汽车开不了那么快。
比如说:法国皇帝拿破仑三世在宴会上使用过铝制叉子,泰国国王使用过铝制表链。这都是发生在第一次工业革命之后,19世纪上半叶的事实。那时候,英国人斯蒂芬孙的蒸汽火车才慢慢开始普及,布鲁内尔的远洋蒸汽轮船也刚投入使用。这两个以铁为主要制造原料的,极为重要的交通工具重新定义了远距离运输;将以往被军人、海盗、传教士、探险家等职业所垄断的远距离出行,开始向大众化普及。
相比起黄金和白银,铝的光泽度简直被无情碾压。也就是说,满桌文武,拿破仑三世皇帝的餐具是最黯淡的
从此,我们摆脱了以马车、驼队、帆船为基础的商业运输的不确定性,更大的船只也降低了在环球航行中有去无回的几率。
没有钢铁,我们的远洋轮船就不可能造的这么大,这么豪华
但铁的问题是:密度高、重量大、易生锈,且不易回收利用。而拥有类似金属特性,并且质量更轻的铝,在莱特兄弟的飞机首飞的时候,开始了大规模的生产。有时候历史是各种巧合的产物,质量轻便的铝,和同样需要轻质材料的航空业完美嫁接。甚至可以说,人类在20世纪最重要的航空工业,是基于铝的普及。
铁的氧化生锈很难抑制,而生锈之后的钢铁,回收价值大幅缩水,所以我们能看到很多废弃的铁制轮船和火车
而很多飞机在退役后依旧是封存起来,因为铝的表面氧化膜的保护效应,使得铝本身的回收利用更为便捷和容易。
它的柔韧和轻便性可以为飞机提供更大的受力和更高效的承载能力。安-124巨型运输机的机翼仅由9块大型铝板拼合而成,它的面积达到了两个篮球场那么大。很难想象这个世界上还有什么金属可以达到如此高水平的承载力。
这栋房子的屋顶,是由波音747的铝制机翼做的。试想一下,如果是钢铁的重量,是不可能这样使用的。
全世界有大约3万架商业飞机在飞行,它们都要依赖高强度的铝合金来维持运转。相比复合材料在抗破坏性上的不足,铝合金一体式框架在民用领域也继续保持主导地位,比如你的苹果电脑、苹果手机等。
而在传统领域,铝型材料也在逐渐大规模地替代钢铁。比如,高铁的车身主要材料便是高强度铝,而在发达国家,早在上世纪50年代,便逐渐在火车制造中采用铝代替钢铁。
铝在高铁中一景大量代替传统绿皮车中的钢铁材料
在造船领域,大型游艇、高技术特殊船型也被铝型材料代替钢铁。相对于铁和硅等元素的固态形式,铝具备高素质的通用性。它本身柔软易于改变造型,耐用不容易锈蚀,轻便不挤占空间,韧性十足可以任意延展。铝几乎在我们的生活生随处可见,小到厨房用的铝膜,铝框门窗。
著名房车品牌Airstream的标志性特征,就是全铝合金的银色车身。为了能被汽车拖着跑,本身重量轻也是非常必备的。
自从1886年铝产品开始生产以来,全球总共生产了7.61亿吨铝,其中有5.29亿吨目前仍在使用中
根据国际资源小组在社会金属资源报告中提到的,铝的使用几乎可以判断这个国家的发达程度,而回收铝的比率则可以看出这个社会的先进程度。铝可以做到100%的回收,而铁生锈后,基本就等于没用了。所以说起来,使用铝几乎可以和先进划上等号。
使用铝合金造车,可以大幅度降低车身重量,在汽车行业,这已经是共识。所以,我们经常能看到,全铝发动机、铝合金底盘悬架。而在发动机上,一般全铝发动机能降低30%的重量(相对于铸铁发动机而言)。
捷豹XE的全铝车身,从发动机,到承载式车身,再到底盘、刹车盘等,都是采用了铝合金材料
好了,说了这么多铝
其实只是WARM大家UP一下
我们今天主要是来讲一款新车的——捷豹F-PACE,而它最大的特点,就是对铝的使用,达到了一个全新的高度。
“我设计的捷豹,要在200米之外就能吸引你的注意力”
——严凯伦,捷豹全球设计总监
但在外表包裹下的东西,才是纵横君真正感兴趣的。
这套全铝车身的俯视图,从发动机盖,到车尾
换个角度,移除发动机盖,则是前部的碰撞溃缩区。铝比钢铁具有更好的收缩吸能特性,对于碰撞安全性来说,是非常好的。
底盘与传动系统,也都是采用铝合金
后悬架的多连杆,以及分动箱也都是铝合金
当然,V6发动机也是全铝的,包括另一款柴油,以及直列四缸发动机
重 点 来 了
实际上,号称自己是全铝车身的汽车已经不少,日本、德国、美国等汽车品牌,都在不同程度上拥有完善的铝合金车身材料生产体系与标准,而很多超级跑车则逐渐向更轻、强度更大的碳纤维材料过度,F-PACE的铝合金车身有什么特色?
第一:并不是所有号称的铝合金车身,都用的一样的材料
RC5754铝合金,大家可能比较陌生。纵横君查了一下,这是一家叫做诺贝丽斯铝业公司为捷豹单独研发的,是再生铝含量高的标准5754铝的一种变形。其生产过程显著降低了能源消耗和生命周期二氧化碳的排放。
插 播
复合材料(或者碳纤维)究竟比铝合金好多少?复合材料在追求极致性能的F1赛车上使用较多,在超级跑车上也普遍使用,但还是无法代替铝合金。原因是在损坏后的可修复性、成本、日常维护等方面有难以解决的问题。即便是在航空领域,波音787在复合材料上向前迈进一大步,但步子太大,扯到蛋了,差点蛋破搞砸。
第二:铆接与环氧树脂粘贴技术连接的铝合金车身 对比激光焊接
铝合金的连接一直是行业难题。不同于奥迪的MIG激光焊接技术,捷豹采用了铆接及环氧树脂粘接技术,这种技术源于航空航天飞行器的制造,值得一提的是,捷豹的全铝车身没有一处铝的焊接点,而在捷豹的总装线,也看不到任何焊接时产生的火花。不过,铆接技术的问题是在铆接处的重合部分会产生多余的不必要的重量,而激光焊接则在高温下铝材料本身容易产生气孔和留下裂纹。近年来国内外多次桥梁垮塌,都和金属焊接留下的类似问题有关。
左上角的铝合金连接处可清晰看到成排的铆钉,这表明捷豹的连接方式
这是一块民航客机客舱窗户附近的铝合金蒙皮制作的时钟,遍布的铆钉表明飞机所广泛采用的铆接技术
插 播
铆接与焊接谁更好,这是个争论多年的问题。飞机蒙皮多使用铆接,首先是因为焊接会留下明显焊接点,破坏飞机表面平整,影响整流效果;其次,焊接时温度过高,对于制造飞机的铝合金一类的轻合金以及新型的复合材料不适合,因为高温很容易就会使他们改变形态。
第三:铝不是万能的,不能用的地方就是不能用
因为钢材在刚性上的先天优势,某些对承载力喝抗扭力要求最高的部位,传统材料还是不可或缺。F-PACE在车底使用了高强度钢材,其连接部位使用了2616枚自冲铆钉、72.8米结构胶粘剂和566处点焊。对于偶尔需要的off-road性能来说,这算是一个有力的保障。
这套全铝车身究竟有什么效果?对比一下数据。F-PACE和保时捷Macan在整备质量上虽然只相差两千克,但前者的车身和轴距分别比Macan多处50和70mm。也就是说,F-PACE在内部空间上占有优势。
那么,回到套路中来
——这辆车开起来究竟如何
首先,说一下驾驶乐趣
轻盈,是驾驶F-PACE的第一感觉,好像这不是一辆长度接近4.8米的SUV,而是一辆更小的两厢轿车。它的灵活反应有些出乎意外,这不仅仅是铝合金车身的轻量化造成的结果。扁平铝倍耐力P-Zero的22寸轮胎,扁平比40,这基本上是跑车的配置。
在铺装良好的路面上,轮胎抓地力极限有些深不可测,有时候甚至会觉得这台车可以搭配一台功率更大的发动机。3.0升V6的380匹马力(S高性能版340匹)通过机械增压的方式用450牛米的扭矩更为平顺地抒发,这时候,没有人会怀念涡轮增压的更猛烈的爆发力,因为这已经完全足够了。
四驱系统是偏向于后驱车的设置,注意下方进气隔栅外侧的狭长开口,那是为刹车降温的导流通道。如果车头再低一些,给人的感觉会更好,因为从心理上说,高车头会让人觉得车大。
动力是SUV该有的水平
不得不说,我更喜欢机械增压发动机。虽然没有涡轮增压的爆发力,但起码动力来得更加真实。八前速变速器已经在捷豹多款车型上有所使用,不过同样,不推荐使用手动换挡功能——档位太多,真的记不住。
450牛米是目前F-PACE最大的扭矩输出,和对手相比虽然没有优势,感觉上车身也能承受更大的牵引力,但我真的觉得这样已经很好,因为这不会吓到一般人。而很多时候,超跑的车祸,是驾驶员无法控制过猛的动力和过快的速度而产生的。
两百米外能辨识得出来吗
对于首发限量版来说,这个耀眼的蓝色在两百米外辨认出来应该不难,当然,首先是眼睛不能近视。F-PACE采用了很多F-TYPE的设计元素,比如尾灯,同时在前脸上,则借鉴了XE和XF的元素,包括X型的前部隔栅轮廓。
我们对一辆捷豹车的外形的评判,必须要更挑剔和苛刻一些。从这点出发,F-PACE的尾灯会是在多年之后都会为人称道的经典,如果前脸也有这样的效果……
F-PACE究竟是跑车还是SUV
由于先驾驶的首发限量版,22寸的巨大轮毂给我深刻的视觉冲击,但这也是在驾驶一环给我印象最深的部分。相对于SUV来说,这款轮胎有些太大,这导致本来就很高的车身重心更高了,让人开起来不太敢做一些激烈的尝试。但之后试驾20寸轮圈的高性能版时,感觉就好了很多,我能明显感觉到一个两吨的大车该有的车身动态以及惯性。这是驾驶运动型SUV应该有的感觉,降低了对惯性、重心的物理性对抗,适当的侧倾、适当的妥协,会让人更放心一些。关于标题的设问,我的回答是:这是一辆SUV,只是非常非常的运动。
再放点图片
反正我知道你们的流量还多的是
全景天窗的前半部是可开启部分,这个级别的SUV中算是标配。
发动机启动按钮靠下,需要时间来习惯,不过InControl智能系统则不需要太多时间便可上手,非常好用,触控屏的反应也够快
比保时捷Macan多出的空间在后排有所体现,这很可能成为F-PACE一招制胜的关键
车内的灯光颜色沿用了捷豹以往有些“妩媚”的传统,在晚上会很有意思
好了,关于铝,和这辆车的故事,先讲这么多,总之,虽然材料学的进步,是我们能走得更远的基础,但最基本的,是要有一颗敢于走出去的心。
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