全鋁車身捷豹研究了80年，是什么在制約它的普及？

　　上上周六，在上海的黃浦江邊，傳奇車手特里·格蘭特再次成功駕駛著捷豹的F-Pace完成了摩天輪飛車的挑戰(zhàn)。雖然小編略略遺憾沒有看到小鮮肉李治廷，但是飛車表演還是很讓人驚嘆的。

　　F-Pace之所以能夠?qū)掖瓮瓿蛇@種能把牛頓氣活的挑戰(zhàn)，除了傳奇車手的完美操控之外，其中一大功臣在上次的解析文章中也有提到，就是全鋁車身。全鋁車身能夠大幅降低車身重量，在其他條件均相同的情況下，更輕地車身能夠帶來更好地操控與制動(dòng)性能，增加車輛在極限狀態(tài)下的性能。

　　在這之后，上周有消息報(bào)道奇瑞捷豹路虎將在2020年之前新增四款國(guó)產(chǎn)車型，其中F-Pace也赫然在列。國(guó)產(chǎn)的捷豹路虎誕生于江蘇常熟的奇瑞捷豹路虎工廠。目前奇瑞捷豹路虎工廠一期早已完成，年產(chǎn)能13萬輛，二期也正在建設(shè)當(dāng)中，待竣工后將新增7萬輛的年產(chǎn)能。

　　奇瑞捷豹路虎常熟工廠的全鋁車間

　　這座工廠與其他整車生產(chǎn)基地最大的區(qū)別在于，在常規(guī)的四大工藝之外，還有一個(gè)專門的全鋁車身車間，使用自沖鉚接技術(shù)生產(chǎn)奇瑞捷豹路虎國(guó)產(chǎn)車型的全鋁車身部分，目前自動(dòng)化率已經(jīng)達(dá)到100%，生產(chǎn)線上全部使用機(jī)器人進(jìn)行流水作業(yè)，工人的職責(zé)只剩下了設(shè)備運(yùn)維、產(chǎn)品質(zhì)量檢查等方面。

　　自沖鉚接機(jī)器人

　　此前小編也曾介紹過，因?yàn)槊芏鹊脑?，鋁材的應(yīng)用對(duì)于車身輕量化意義重大，但是相較于鋼，鋁的韌性差，抗沖擊性能相對(duì)較差，因而對(duì)于生產(chǎn)工藝要求高。自沖鉚接技術(shù)利用鉚釘將兩塊鋁材接合，與焊接相比，鉚接為冷連接方式，不會(huì)讓部件產(chǎn)生熱變形。為了讓強(qiáng)度達(dá)到要求，還需要在強(qiáng)化部分進(jìn)行補(bǔ)鉚，并配合使用黏合劑。

　　自沖鉚接技術(shù)，利用鉚釘將兩塊鋁材接合

　　捷豹路虎對(duì)鋁材在汽車上使用研究可以追溯到上個(gè)世紀(jì)30年代。1935年，捷豹發(fā)布了第一款獨(dú)立設(shè)計(jì)的車型SS90，不久之后，SS90升級(jí)版SS100上市。SS100也是這家公司更名為捷豹之后發(fā)布的第一款車型。SS100主打的是高性能，使用了當(dāng)時(shí)被稱為英國(guó)最優(yōu)秀的工程師Harry Weslake設(shè)計(jì)的2.5升發(fā)動(dòng)機(jī)，并搭配上了手工制造的鋁合金車身，車身總重只有1170公斤，最高速度達(dá)到了150公里/時(shí)，在很多國(guó)際賽事上都獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。

　　SS100

　　之后在1948年，捷豹在倫敦車展展出了XK120。捷豹在這輛車上第一次提出了全鋁車身的概念，在量產(chǎn)時(shí)就使用的是全鋁車身。不過可惜因?yàn)槌杀舅?，全鋁車身版本的XK120只生產(chǎn)了兩年，在1950年之后，捷豹又換回了鋼制車身，只在一些車身覆蓋件上，比如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車門上使用了鋁合金。

　　XK120

　　全鋁車身的再次出現(xiàn)要快進(jìn)到2003年，捷豹的第三代XJ。這一代XJ也是捷豹全鋁車身量產(chǎn)的開始，在這之后，捷豹XE、F-Type和路虎攬勝都有使用全鋁車身，2013年的法蘭克福車展上，捷豹更是推出了基于全鋁車身的模塊化平臺(tái)——IQ。IQ平臺(tái)的第一款車型就是在2015年推出的F-Pace，2016年上市的XFL、今年新推出的星脈，全部出自于這個(gè)平臺(tái)，也都使用了捷豹的全鋁技術(shù)。

　　第三代XJ，使用全鋁車身

　　盡管自沖鉚接技術(shù)解決了鋁材的加工工藝問題，讓大規(guī)模量產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，但是并沒有真正解決成本問題。當(dāng)然，首先還是因?yàn)楝F(xiàn)在的量產(chǎn)規(guī)模還不足夠大，來攤薄成本，更多還在于，鋁本身的制造過程耗費(fèi)的能量比鋼更高，其成本是鋼的好幾倍。即便車身的重量降低，用量減少，然而成本依然還是增長(zhǎng)的。

　　要解決成本問題，需要在「回收」上下功夫。相比于鋼，鋁本身具有更高的可回收價(jià)值，研究表明，循環(huán)利用的鋁材只需要新制鋁材5%的能量，而且同時(shí)還能夠減少九成的碳排放。如果在生產(chǎn)過程中，能夠使用可再生能源進(jìn)行發(fā)電的話，環(huán)保價(jià)值更高。自然，回收利用還能夠減少鋁材的整體用量，降低使用成本。

　　可以說，在鋁的加工制造中，只有具備了回收，才是鋁合金的完全體。

　　為了能夠在全系車型上使用全鋁車身，捷豹路虎在鋁材的回收循環(huán)上也下了很多功夫。在英國(guó)，在英國(guó)政府Innovate UK項(xiàng)目的資助下，捷豹路虎與鋁制造商諾貝里斯以及布魯內(nèi)爾大學(xué)一起開展了一項(xiàng)研究項(xiàng)目Realcar（Recycled Aluminium Car），這個(gè)項(xiàng)目就是研究鋁在生產(chǎn)制造過程總?cè)绾芜M(jìn)行回收利用。

　　目前，研究的一階段目的已經(jīng)達(dá)到，廢棄材料回收循環(huán)系統(tǒng)也在捷豹路虎的各個(gè)生產(chǎn)基地內(nèi)使用，包括常熟的奇瑞捷豹路虎生產(chǎn)，據(jù)介紹，在使用這套系統(tǒng)之后，廢棄材料的循環(huán)利用率最高達(dá)到100%，回收材料被用于制作鉚接所使用的鉚釘、沖壓件和部分的輪胎輪轂。在2015-2016年，捷豹路虎英國(guó)工廠借助這套回收系統(tǒng)回收了5萬噸鋁材。其中回收材料最大的來源在于沖壓環(huán)節(jié)，一般的生產(chǎn)過程中，在沖壓環(huán)節(jié)中有30-50%的金屬材料要被廢棄。

　　沖壓車間

　　基于回收材料，捷豹路虎還和鋁制造商諾貝里斯一起開發(fā)了新的鋁合金，2014年發(fā)布的XE上第一次使用了這種新合金材料，后續(xù)推出的XF和F-Pace上也均有使用。捷豹路虎希望能夠在2020年，在車身結(jié)構(gòu)上75%的部分能夠使用回收材料。這樣能夠進(jìn)一步降低成本，但是在研發(fā)上也需要繼續(xù)增大投入，畢竟車身結(jié)構(gòu)各處對(duì)材料的強(qiáng)度與剛性要求不同，對(duì)于材料的使用也不相同。

　　Realcar的后續(xù)研究還包括對(duì)結(jié)束生命周期的車輛進(jìn)行回收，當(dāng)然，因?yàn)槟壳按蟛糠周囕v都還沒有到被廢棄的時(shí)候，所以這項(xiàng)研究能夠?qū)︿X合金的使用帶來多少收益還言之尚早。