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原标题:听说这些汽车用掉了全球四分之一的铝,美系开

浏览次数:174 时间:2019-11-19

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日前,小熊油耗发布了《油耗进步最快品牌报告》。这份报告汇集了市面上众多的主流品牌车型,将所有品牌以2014年为界,分为2014款及后续车型和2013款及以前的车型,根据网友上传的真实油耗进行大数据计算,评比出同品牌同一车系两个时间段的油耗对比情况,统计之后得出“油耗进步最快品牌”的票选结果。

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通用一直以来都在寻找改善油耗的方法,通过小排量涡轮机的推广以及车身的轻量化制造等一系列措施,已经取得了长足进步。本次“巡绿中国”活动,通用具体讲解了他们已落实的措施,不论是技术层面,还是用材用料。

值得笔者注意的是,雪佛兰等美系车在这次评选中格外的夺人眼球:在所有三个级别中,雪佛兰以小型车、紧凑型车进步第一,中型车进步第二,平均燃油经济性提升15%的表现,荣膺小熊油耗2016年油耗进步最快品牌;而同为美系的别克品牌,也取得了相当不错的成绩。尤其雪佛兰与别克两家的当家小生——科鲁兹和英朗——1.4T车型和原来的1.8自动挡车型对比,在功率小幅上升扭矩大幅提高的前提下,油耗都从原来的9升区间下降到7升区间。

车身轻量化,一直是众车企大咖们坚持不懈的追求,为了能让车身减重他们可谓是费劲了心思。而这几年,全铝车身似乎成为一种“时尚”的标榜。

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文▍头孢西丁钠

上表为新款迈锐宝XL对比老款迈锐宝取得的进步,显而易见,在性能没有落后的情况下,实测的综合油耗已经节约了2L之多。可以说,通用已经在节油这条路上迈出了较为坚实的一大步。

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像前段时间上市的国产捷豹XFL就火了一把,头孢的朋友圈几乎被其全铝车身的宣传广告刷了屏,75%的车身部位采用铝制材料,整备质量仅为1705kg。

下面一起来看看通用具体都做了哪些优化。

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一、更高效的发动机技术

雪佛兰夺魁的结果,无疑为之前一直被人们戏称为“油老虎”的美系车品牌打了一个漂亮的翻身仗。它们相对于其它车系品牌来说,近年来在燃油经济性方面的进步更大也更为显著。于是,问题来了:油耗进步如此明显,美系车是怎么做到的?

▲全新捷豹XF长轴距版铝合金应用比率高达75%,居国内同行之首

1. 使用小排量涡轮增压发动机

技术进步 油老虎进化成环保先锋

当然,如果你认为铝合金轻量化是性能车、高端轿车的专属,那你就错了。在15年的底特律车展上,福特推出的F150皮卡车身97%采用了铝材料,较前款成功瘦身320公斤,燃油效率迅猛提升30%!

Ecotec,这就是我们都知道的那款雪佛兰迈锐宝XL所搭载的1.5T小排量涡轮增压发动机,由于日益严峻的排放法规和税率,各大厂商都在普及推广小排量涡轮机。

节油表现的背后,当然不只单单换装了一个小排量发动机那么简单,而是系统性技术进步的一个综合反映。而这对于曾经格外钟情于大排量发动机的雪佛兰来说,有着更为鲜明的体现。

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2. 应用直喷技术

以雪佛兰迈锐宝XL为例,这款车将1.5T发动机列装入产品线中,既表明雪佛兰品牌正在努力颠覆着人们对雪佛兰乃至美系车油耗的固有认知,也同时说明搭载涡轮增压发动机的确是顺应时代潮流之举。

▲福特F150的全铝车身是首次应用在皮卡车型上,重量大幅减轻约400公斤,车身刚性指数反而更强

直喷技术的应用将燃油效率提升了3%,尾气排放降低了25%,这是直喷的优点。直喷也有它的缺点所在,它对油品有较高的要求,相对要“娇气”一些,使用不当的话还会略微提升积碳。所以在直喷发动机的使用上还要稍加注意,一是要使用高于厂家推荐的燃油标号油品,二是要定期保养,如能偶尔使用燃油添加剂是更好的选择,防止积碳严重,反而对油耗产生负面影响。

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鉴于福特F150得益于全铝车身的应用,在油耗,车重方面得到了大幅的改善,福特也打算在其旗下豪华品牌林肯Navigator车型上推行全铝车身,因而将使该车成为福特集团旗下第二款使用全铝车身的车型。

3. 搭配使用智能启停系统

我们都知道,涡轮增压带来的低峰值扭矩转速区间以及更长的峰值扭矩持续时间能够让车在更短的时间内爆发出内在的实力,协同小排量发动机带来的低怠速油耗,可对日常行驶过程中降低油耗有着非常明显的改善作用。另外值得一提的还有迈锐宝XL这台SIDI发动机的顶置直喷技术,相比于多点电喷和侧置直喷发动机,燃烧效率更高,同时对传统缸内直喷发动机的积碳问题也有了很大的改善。但顶置直喷对缸体及缸盖的设计和材质要求更高,同时高精度的制造工艺要求也会推高成本,这也从一个方面显示出雪佛兰乃至通用对自身技术实力的信心和底气。

这么多铝材都来自哪里?

智能启停技术可以提升燃油效率3%-10% 。另外,很多人对于智能启停反复的启动发动机存在疑问,担心会影响发动机的使用寿命,这点通用也进行了将近50万次的反复试验,确保了智能启停技术在发动机寿命方面不会出现问题。

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说了这么多采用全铝车身的车型,那这些车的铝材都是哪来的呢?答案是,诺贝丽斯。

4. 推行混合动力

除了发动机,迈锐宝XL还引领了中高级车车身轻量化风潮。得益于最新中级车平台对车身架构进行革新设计以及大量使用高强度钢和铝等轻量化材质,迈锐宝XL在轴距增加92mm的情况下,车重反而减轻了120kg之多,这已经是相当于两个成年人的体重了。车重减了,油耗自然也会同步降低,这是一个无需解释的事实。

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在混合动力方面,通用希望通过插电式混合动力系统作为未来弥补传统燃油发动机的缺陷,像现阶段的凯迪拉克CT6 PHEV,该车型能提供250kw的最大功率和586N.m的峰值扭矩。而更为先进的技术便是通用一直在海外主推的增程式混合动力系统,现阶段的像雪佛兰沃蓝达,通用认为这套混动系统是最适合当前世界发展水平的动力总成技术。在未来,通过即将量产的宝骏电动车型,我们也能看到通用在本土化市场开发的重视程度。

除此之外,雪佛兰迈锐宝XL在外观设计优化上,也以节能降耗为目的,花了不少的心思。在这方面,除了风阻系数仅为0.29的车身设计以外,最值得一提的,就是它在同级中唯一全系标配的主动式进气格栅了。

▲诺贝丽斯常州工厂

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或许,对于诺贝丽斯这个名字,大多数网友而言应该都还是比较陌生。但在目前,诺贝丽斯所生产的铝材已用于180多种车型,包括福特F系列、路虎揽胜和捷豹XE。

还有一件有意思的事,在追求发动机轻量化的过程中,一位总工程师推行了一项制度:零部件每减重1克,工程师将相应得到5美分的硬币奖励,因为5美分硬币的重量正好是1克。以此来鼓励工程师们。

迈锐宝XL装备的主动式进气格栅,能根据车辆的车速、发动机温度、水温、负载等多种技术数据,自动决定进气格栅的开启或关闭。在车辆刚刚启动时,格栅关闭能使发动机尽快进入工作温度,减少冷车时的油耗;而在行车过程当中,格栅也能根据情况控制开关,以平衡散热、减少风阻。另外,配合低滚阻的马牌轮胎,迈锐宝XL的行驶阻力全面降低,燃油经济性自然也得到了同步提升。

此外,越来越多的混合动力及纯电动车型也都运用了诺贝丽斯铝材,除现代IONIQ外还包括雪佛兰沃蓝达、宝马i3等。而上周头孢也应邀参观了其位于中国常州的工厂。

据悉,汽车车重每减轻45公斤,燃油效率可以提升最高2%。最终通用的这款1.5T,重量减轻了39公斤。

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本土化铝厂都给哪些车供了货

二、优化车身,在用材用料上做文章

除了迈锐宝XL,7月下旬刚刚上市的全新科鲁兹也在整车设计、发动机与变速箱匹配,甚至是轻量化上下足功夫,进一步将油耗降低至5.7L/100km。所以说,研发与设计上的多方发力,让雪佛兰成为油耗进步最快的品牌之一,倒也是一个意料之中的结果,而这也在很大程度上对美系油耗的整体进化有着极大的促进作用。而从整体市场来看,雪佛兰成为油耗进步最快的车型,不仅将在相应的细分市场得到更多的关注,也同时提示着其它车企,美系品牌正在包括燃油经济性在内的各个产品层面,发起更为强势的冲击,其市场份额将因为接上了消费需求的地气,得到进一步的提升,当下的市场格局或将因此发生深刻的变革。

据头孢了解,诺贝丽斯的常州工厂在2014年10月正式竣工投产。而在生产初期,常州工厂大部分的产能只是分配给像欧洲捷豹路虎、美国通用和克莱斯勒这样的海外公司,等于说是出口产品到欧美。不过,诺贝丽斯建设常州工厂可没这简单,它的另一个主要目的其实是开发本地轻量化需要。据悉,它已经开始在为中国绝大部分应用汽车铝材的主机厂提供轻量化铝材。

1. 研究空气动力学,降低风阻

当然,整体的进步从来都是源自于个体的发力,而在美系阵营中,长着马丁脸的福特在此次油耗进步报告上未见踪影,让人多少感到有些遗憾,看来还需好好加把劲才行。

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空气动力学是一个很深奥的话题,甚至于我们这些非专业工程师层面的普通人,都只能略知浅层。

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▲常州工厂内景生产线

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发力新能源 雪佛兰酝酿新变革

今年上半年,诺贝丽斯常州工厂成为上汽通用上海工厂的本土供应商,为2016全新凯迪拉克CT6的白车身供应汽车铝材,其车身用铝覆盖率已经达到62%。今年10月,诺贝丽斯宣布为全新捷豹XFL供应汽车铝板,XFL白车身含铝达75%。

据通用汽车空气动力学技术专家贾圣廷介绍,具有流线形设计的别克全新一代君越,风阻系数从上一代的0.32降低到了现在的0.29。

值得一提的是,作为一个传统美系厂商,按理来说对油耗不会像国产和日系等车型那么在意,但除了上文中我们看到雪佛兰对普通燃油发动机车型的革新,这一美国百年品牌在新能源车领域亦投入了大量的研发力量。早在2006年,雪佛兰就推出了Equinox的氢燃料电池汽车,彼时新能源车远没有今日这么火爆,但Equinox还是做到了320km的续航里程;2010年全球首款量产增程电动车Volt沃兰达,2011年的赛欧SPRINGO纯电动车,20分钟快充的Spark纯电动车,以及2015年拥有了320km续航里程的Bolt EV纯电动概念车……所有的一切都表明,在新能源各个领域多点开花的雪佛兰,在节能降耗方面已经取得了实质性的进展,并且已从之前相对弱势的处境,实现了向优势地位的进化。

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▲诺贝丽斯铝材帮助2016全新凯迪拉克CT6白车身减重100公斤

科普一下有关风阻系数的知识。目前市面上风阻系数最低的是奔驰的CLA,达到了0.23;其次是特斯拉Model S和新奥迪A4并列,风阻系数0.24。综合来看,低于0.3的数据都可以称为优异。

事实上,雪佛兰在节能减排方面,不得不提其在混合动力领域有了实际动作。在今年4月的北京车展上,迈锐宝XL亮相了全混动车型,搭载了通用汽车最新研发的高效油电混合动力,具有突破性的百公里4.3L综合油耗表现,可以说是一个相当亮眼的表现。这款车的推出,不仅充分体现了雪佛兰以科技实力引领未来新一轮驱动变革的决心,也表明雪佛兰在传统动力与新能源领域之间,铺就了一条更能够取得消费市场认可的新路子,而这也使雪佛兰在油耗进步方面又有了一股新生的力量。

通过这些,大家其实可以看到汽车用铝的趋势非常明显,铝在汽车白车身里的应用越来越广。不仅仅局限在覆盖件,而是逐渐向结构件渗透。

试验表明,空气阻力系数每降低10%,燃油节省7%左右。曾有人对两种相同质量、相同尺寸,但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较,以每小时88km的时速行驶了100km,燃油消耗后者比前者节约了1.7L。

一连串的技术进步所带来的燃油经济性的大幅提升,势必会对现有的市场格局产生重大的影响:由于中国的现实国情,以往对美系车的燃油经济性心存顾虑的消费者将调转车头重新选择雪佛兰等美系车;另外一方面,由于油耗的普遍下降,更为舒适、宽大的中级车型将获得一定的富余增长空间。这些对于刚刚面世不久的雪佛兰迈锐宝XL、全新科鲁兹,都是一个重大的利好消息。

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2. 优化车身,使用铝质材料

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▲诺贝丽斯韩国蔚山生产的铝卷将运到中国常州工厂进行热轧处理

在车身材料方面,我们知道通用也是用铝材的高手。只是现阶段,较高的铝材使用率应用在了通用旗下的高端车型凯迪拉克CT6上,受制于成本,以及维修成本考虑,目前仅在高端车型上才得以较大规模使用,而在雪佛兰、别克品牌的多数车型上,仅仅是部分部位应用。

多维度提升 油耗并非唯一亮点

从进口到合资再到本土品牌

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当然,雪佛兰在油耗表现大幅进步的同时我们还应该欣喜看到的是,其作为美系车,在性能与配置上的传统优势并没有丝毫减弱。

其实,车身用铝的趋势已经不单单止步于那些进口或者合资的车型。目前,自主品牌也逐渐从覆盖件入手尝试应用铝材。比如说先从发动机罩、内外板这些相对容易的部分开始,然后再做翼子板、车门、车顶等。

以CT6进行讲解,CT6车身使用了11种复合材料,车身铝材用量达60%,在特殊部位策略性地使用了高强度钢钢铝混合材质的车身,对车身进行轻量化。同级别的车型中,我们知道捷豹是用铝的高手,XFL整车75%的用铝比例,为国内之首。

且不说关乎车辆舒适性、安全性、操控性等方面的常规配置足够全面,只说智能配置,众所周知,雪佛兰是最早布局车联网的品牌之一,因此在科技配置方面雪佛兰也一直不落人后。仍以迈锐宝XL为例,它所搭载的雪佛兰MyLink系统及8英寸多点触控彩色液晶屏,在经过了有针对性的优化之后,苹果手机可与车机实现秒速链接、即插即用,带来更好的使用体验。除此之外,由于该系统能够良好地支持苹果CarPlay,也使功能性得到了扩展,对于便捷出行有着不小的帮助。

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▲常州工厂内景图

看得出来,在用材用料上通用距离行业高手——捷豹,还是尚有一定的差距。却是较为接近了,毕竟虽同为中大型车定位,CT6可比捷豹XFL长出了将近100mm。(此处皆为两车型的4缸2.0T发动机版本)

此外,迈锐宝XL还在同级车型中首度搭载了安吉星4G LTE,原装集成车载wifi,可在车辆半径15米范围内接入7个WiFi设备,在时下年轻网络一代成为购车主力的环境下,这种独有的便利自然能够更加受到他们的青睐。

从技术上来说,车身的结构件涉及到不同材料之间的连接以及碰撞结构的安全,应用铝材的难度较高,需要一定时间的积淀。而上汽荣威950属于最早采用诺贝丽斯铝材的本土品牌车型,荣威也为此提早5至6年进行了技术铺垫。

回到通用自己的车上,我们在文章开始就给出了表格,以迈锐宝为例,该款车型相比老款减重120kg,“瘦身”还算是很成功的。

最后,再回归到油耗进步这个话题,众多车主上传的真实油耗大数据已经证明了雪佛兰“油老虎”的帽子被摘掉,而美系品牌除了极个别品牌表现得不尽人意之外,整体上是取得了可喜的进步。在这种情况下,日系、德系品牌的升级进化之路又在何方?这的确是一个引人思考的问题,你们觉得呢?

或许在不远的将来,“全铝车身”不再是一个专属于豪华品牌的代名词,A、B级车也将可能使用铝材。

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全铝车身需要经过这些步骤

不过我们同时也知道,一个160cm的姑娘想要减肥,从150斤减到120斤没那么难,但要想从120斤再减到100斤,恐怕就没那么容易了。

据诺贝丽斯的工程师介绍:一般情况下,他们会会先从韩国工厂引进半成品铝卷,而这些铝卷进入常州工厂的全自动化生产线以后需要经过三道程序:

汽车也是一样,当通用达到了那个不易再次突破的“瓶颈”的时候,再想有所突破恐怕就要付出更多的辛苦和汗水。

首先,热处理,即:把原来半成品状态下较软的铝通过热处理方式达到一定的机械性。

值得肯定的是,通用在省油这方面还是下了不小的功夫的,对中国市场的技术重视也不可小视,他们也确实一步一个脚印地在落实。可以说,每一种可以通向省油这条终极路线的方式,通用都在尝试。

接下来就要对铝材表面进行预处理。表面预处理是为了使铝材以后可以更好地和其他不同材料连接。

现阶段通用旗下的中低端车型仍存在普遍“微胖”的特性,这或许可以作为通用未来的重点发展方向。光是发展旗下高端车型显然不够,全员都能实现轻量化的车身,特别是在紧凑级家轿市场,只有在这个市场打下良好的口碑,才能重新树立通用在民众心目中的油耗形象。

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▲常州工厂内景生产线

此外,铝材在进入汽车生产线做冲压时表面一定要有层油膜,因此最后一步就是给铝材表面预涂一层油膜。基本上这就是组成铝卷加工的三大步骤。

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▲研究人员正在诺贝丽斯全球研究和技术中心试验最新技术

值得一提的是,我在参观的时候还注意到工厂里有一条把铝卷切成铝片的生产线,据工程师介绍这是根据客户自己的设备选型来定。

因为,有些车厂能够自行加工将铝卷落成铝片,但有些车厂可能就需要诺贝丽斯来帮助它们做这项工作,常州工厂会把铝卷切成铝片之后提供给它们,再去做冲压。

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