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產(chǎn)品知識(shí)
為什么奇瑞捷豹路虎能造出全鋁車身的汽車
日期：2017-04-13 人氣：
內(nèi)容提示： 故事就從十九世紀(jì)末那輛著名的斯蒂龐克汽車——第一輛“鋁制馬車”開(kāi)始說(shuō)起。世界上最大的馬拉馬車和四驅(qū)車制造商斯蒂龐克，用67公斤鋁材把一輛馬車打…
故事就從十九世紀(jì)末那輛著名的斯蒂龐克汽車——第一輛“鋁制馬車”開(kāi)始說(shuō)起。世界上最大的馬拉馬車和四驅(qū)車制造商斯蒂龐克，用67公斤鋁材把一輛馬車打造成一個(gè)輕而美的機(jī)器。一切看起來(lái)都很美好，卻有一個(gè)無(wú)法跨越的障礙——這輛用來(lái)展示的馬車價(jià)值高達(dá)2110美元，這在1893年已經(jīng)幾近瘋狂，比普通材料打造的馬車造價(jià)要高出十倍多。當(dāng)這輛車展示給公眾時(shí)，距離美國(guó)化學(xué)家查爾斯馬丁霍爾研究出煉制鋁的經(jīng)濟(jì)方法差不多有7年。
此前，冶煉鋁的技術(shù)非常落后，鋁這種輕量級(jí)金屬材質(zhì)的價(jià)值，幾乎等同于金銀、白金，貴族們看上了它，就拿來(lái)造點(diǎn)兒飾品，貴族們出門(mén)不戴金子不戴銀子，就帶個(gè)大鋁鏈子，高貴。法國(guó)皇帝拿破侖三世還專門(mén)造了個(gè)純鋁生產(chǎn)廠，平時(shí)吃個(gè)飯都用純鋁的盤(pán)子叉子。
后來(lái)，霍爾的方法，讓鋁材質(zhì)的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，并由此促進(jìn)了鋁在其他方面的許多發(fā)展。
這里不得不提到鋁不喜歡單身，它找到了親愛(ài)的鎂、硅、銅等，合體后就脫胎換骨，成為了宇宙無(wú)敵金屬天團(tuán)——鋁合金，一躍成為媲美鋼材的硬漢子，同時(shí)，質(zhì)量卻是輕的令人難以置信。于是，它登上了自己的舞臺(tái)，比如造飛機(jī)。
萊特兄弟制造的世界第一架飛機(jī)就包含了一個(gè)13.5公斤鋁合金殼，之后20年代又出現(xiàn)第一架全鋁飛機(jī)。再后來(lái)，鋁合金就在飛機(jī)材料中大量運(yùn)用。以現(xiàn)在波音747為例，它包含有75噸的鋁。
說(shuō)完飛機(jī)，再回到汽車，這可是消費(fèi)了世界上大量鋁材的行業(yè)。又硬又輕又耐腐蝕又可塑性高的鋁合金，現(xiàn)已加入汽車生產(chǎn)材料套餐，初級(jí)階段是在車身構(gòu)件、裝飾件、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪轂上大量使用，到現(xiàn)在，則以全鋁車身實(shí)現(xiàn)最大程度的減重。
很多汽車比如奧迪A8、凱迪拉克CT6等，都采用了鋁制車身。但捷豹在鋁制車身領(lǐng)域開(kāi)始得更早，早在1929年，捷豹汽車的車身設(shè)計(jì)與眾不同，并使用鋁面板，比同時(shí)代用織物型架構(gòu)的汽車更持久耐用。全鋁車身為汽車帶來(lái)的最大好處是輕量化，在保證安全的情況下提升了汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，更輕的車身，也帶來(lái)操控的方便和制動(dòng)的精確。
既然全鋁車身那么好，為什么車企不把車子的鋼鐵構(gòu)造都換成鋁呢？
目前，全球使用全鋁車身技術(shù)的汽車比例依然不足1%。不是車企不想高大上，是因?yàn)槌杀究刂�。一方面，錢(qián)的問(wèn)題，材料成本不便宜，一般鋁板件材料成本將比普通鋼板增加2-5倍。這個(gè)成本差異對(duì)于普通車型來(lái)說(shuō)顯得有些可怕。另一方面，鋁合金工藝復(fù)雜、技術(shù)要求高的“怪”脾氣不是誰(shuí)都能駕馭，這也是汽車工程師對(duì)它又愛(ài)又恨的原因。
截至目前，已經(jīng)國(guó)產(chǎn)的車型中只有全新捷豹XFL采用全鋁車身技術(shù)。既然這么難，奇瑞捷豹路虎憑什么能造出全鋁車身的汽車？
前面說(shuō)到，捷豹是全世界鋁合金造車技術(shù)最成熟、鋁合金車產(chǎn)量最大的汽車品牌，國(guó)產(chǎn)后，奇瑞捷豹路虎理所當(dāng)然地把最先進(jìn)、智能、環(huán)保的高端鋁材技術(shù)引入中國(guó)，建立起了一個(gè)國(guó)內(nèi)首家專制全鋁車身車間。
參觀了那么多汽車工廠，究竟它和傳統(tǒng)車身車間有什么不一樣？帶著諸多疑問(wèn)，我走進(jìn)了這家位于江蘇常熟的奇瑞捷豹路虎生產(chǎn)基地，驚奇地發(fā)現(xiàn)很多傳統(tǒng)的場(chǎng)景都不見(jiàn)了。
一、拼裝車間沒(méi)有一絲火花飛濺
常熟工廠車間內(nèi)，與傳統(tǒng)的車身焊裝車間最大的不同是，現(xiàn)場(chǎng)在生產(chǎn)當(dāng)中并沒(méi)有想象中火花四濺的情景，火花少最直接代表著產(chǎn)生的銷煙、灰塵就會(huì)少。
這是由于它采用了“自沖鉚接”的工藝。自沖鉚接技術(shù)為冷連接技術(shù)，車身連接處不會(huì)產(chǎn)生熱變形，無(wú)飛濺產(chǎn)生，僅需氣源，無(wú)需循環(huán)水冷卻，整個(gè)過(guò)程無(wú)任何污染物產(chǎn)生，比傳統(tǒng)焊接節(jié)能70%。
鉚接可能大家比較陌生，焊接都懂，鋼車身比較常見(jiàn)的工藝就是焊接了，焊接有很多缺點(diǎn)，例如應(yīng)力集中、工藝缺陷多、如果長(zhǎng)時(shí)間在振動(dòng)環(huán)境下，容易產(chǎn)生裂紋，疲勞斷裂。奇瑞捷豹路虎就率先把鉚接膠合技術(shù)應(yīng)用到汽車制造行業(yè)。自沖鉚接技術(shù)是航天級(jí)的技術(shù)，所有的飛機(jī)的外蒙皮，上面密密麻麻的鉚釘就是這樣的技術(shù)。
鉚接技術(shù)有哪些優(yōu)勢(shì)呢？首先，奇瑞捷豹路虎常熟生產(chǎn)基地的伺服電機(jī)已經(jīng)達(dá)到60~80KN的壓力，無(wú)需預(yù)留孔，可以將鉚釘直接壓入待鉚接板材，成型后，充盈于鉚模之中，這樣不需要熱源的鉚接技術(shù)避免了車身材料在連接處的熱變形。通過(guò)這種方式打造的車身?yè)碛懈叩目蛊趶?qiáng)度和靜態(tài)緊固力。車輛遭受外來(lái)撞擊時(shí)，使用鉚接技術(shù)連接的車身能承受更長(zhǎng)時(shí)間和更劇烈的碰撞。
那么鉚接的密封性如何？鉚接板件在鉚接點(diǎn)之間會(huì)有間隙，而這個(gè)間隙會(huì)影響整車的NVH特性，然而在奇瑞捷豹路虎有一個(gè)秘訣，就是車身結(jié)構(gòu)的黏合劑，通過(guò)與車身結(jié)構(gòu)黏合劑的組合使用，不僅能把振動(dòng)和噪聲堵死，車身連接強(qiáng)度可增大至單純鉚接強(qiáng)度的2至3倍。
二、355臺(tái)默默工作的機(jī)器人
全鋁車身車間占地48384萬(wàn)平方米，奇瑞捷豹路虎給到了工人一個(gè)寬敞到“奢侈”的工作和休息區(qū)域。但重點(diǎn)不是這個(gè)車間的面積，而是這個(gè)車間的技術(shù)含量大到讓人驚詫。
縱觀整條生產(chǎn)線，大量來(lái)自ABB公司的、Henrob公司提供的供釘系統(tǒng)及鉚槍，以及SCA公司的涂膠系統(tǒng)在有條不紊地協(xié)同合作，自動(dòng)化程度非常高。
比如焊裝車間有307臺(tái)“瑞典ABB”機(jī)器人手臂，平均120秒焊裝完成一臺(tái)車；沖壓車間自動(dòng)化率達(dá)90%，擁有國(guó)內(nèi)最快的壓機(jī)線，只需3秒便可出一個(gè)件；環(huán)保性強(qiáng)的涂裝車間廢水排放接近0，干式噴漆系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)95%的空氣可循環(huán)；至于全鋁車間，自動(dòng)化率達(dá)到了100%，像捷豹XFL車身上共有2754個(gè)鉚點(diǎn)，這2754個(gè)鉚釘都是由335臺(tái)鉚接機(jī)器人完成。
本來(lái)，大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)是為把人從勞累的體力勞動(dòng)解放出來(lái)，到現(xiàn)在機(jī)器人的數(shù)量往往成為衡量汽車生產(chǎn)企業(yè)工藝水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。有了足夠多的機(jī)器人就可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，可以保證產(chǎn)品品質(zhì)的一致性和穩(wěn)定性。它還可以讓生產(chǎn)更有效率，比如在新車型和新工藝出來(lái)時(shí)，只用調(diào)整電腦程序，節(jié)約了人工培訓(xùn)的周期。
三、可以循環(huán)再使用的鋁
鋁還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是沒(méi)有限定使用次數(shù)，可以循環(huán)利用。舉個(gè)例子，75%來(lái)自1888年的原鋁，目前仍然在投入生產(chǎn)運(yùn)用。它不像鋼那樣容易銹蝕，而且通常應(yīng)用于全部材質(zhì)主要都為鋁的結(jié)構(gòu)上，這讓分離變得簡(jiǎn)單。但是鋁材質(zhì)在循環(huán)利用之前要細(xì)致的挑選，這是一個(gè)技術(shù)難題。
畢竟這是做車，不是做易拉罐，甚至車身的不同部位，都要選擇不同的鋁合金材料，從而保證車身的剛度、連接性和吸能性能。
所以，奇瑞捷豹路虎找來(lái)了諾貝麗斯來(lái)一起解決這個(gè)問(wèn)題，諾貝麗斯是誰(shuí)？它是全球領(lǐng)先的高端鋁壓延產(chǎn)品頂尖生產(chǎn)供應(yīng)商，為全球汽車市場(chǎng)供應(yīng)鋁壓延產(chǎn)品。
他們共同開(kāi)發(fā)了一種高強(qiáng)度鋁合金——RC5754，它的屈服強(qiáng)度可以達(dá)到105-145兆帕，抗拉強(qiáng)度也達(dá)到了220兆帕，它在強(qiáng)度、耐腐蝕性、連接性及成型性等方面表現(xiàn)出眾，在全新捷豹XFL所使用的這種新型材料含有75%的回收鋁，并且可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)再回收，極大地提高了材料的利用率。
再回到一個(gè)很多人都關(guān)心的問(wèn)題：使用這么高精尖的材料，那么全鋁車身修起來(lái)貴嗎？首先，奇瑞捷豹路虎使用全鋁技術(shù)的汽車，其側(cè)圍和覆蓋件都非常容易維修，和常規(guī)汽車維修起來(lái)并沒(méi)有差異。再次，所有的零配件的生產(chǎn)已經(jīng)完成了本地化，成本方面已有很好的控制優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，全國(guó)各地的經(jīng)銷商，也可以非常便捷的獲得零配件和配件，進(jìn)行維修。
參觀完奇瑞捷豹路虎常熟生產(chǎn)基地，感覺(jué)它就像一個(gè)英國(guó)紳士一樣彬彬有禮，不慌不亂地完成每一臺(tái)車的誕生過(guò)程。科技、環(huán)保、人性化是它的標(biāo)簽，顯然，它已經(jīng)走在了國(guó)內(nèi)汽車制造商的前頭。
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