【AutoLab】理想汽车下摆臂用塑料件,到底是简配还是高配?


最近微博上很多人讨论理想汽车下摆臂用塑料件 , 一些人认为这是简配 , 为了省成本已经不顾车主安全了;但也有人觉得不必大惊小怪 , 这是特殊复合材料 , 非普通塑料可比 , 而且成本比金属材料还高 。
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关于这两种说法各有各的理由 , 但笔者认为 , 后一种可能更理性一点 。
可能很多小白不明白“下摆臂”是什么 , 这么说吧 , 我们平时所说的断轴 , 其实就是断的下摆臂 。 下摆臂连接着悬架与轮胎 , 是车身的主要支撑机构 。 当然 , 前下摆臂还承担转向功能 , 双重压力下更容易断裂 。
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而一般摆臂材料常用的是双层冲压钢板 , 好一点的车型会采用铸造铝合金 , 一些运动型车辆、豪华车甚至采用锻造铝合金 。
至于把如此重要的零部件材料换成塑料 , 听起来确实有点吓人 , 它能撑起理想近两吨重的车身吗?寿命怎么样呢?
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其实这些问题工程师早就替你考虑到了 。
首先我们要明白这个塑料非普通塑料 , 而是Hybrid Control Arm , 简单来说就是金属复合材料控制臂 , 从韩国进口而来 。
摆臂由复合材料包裹高强钢 , 就像韧带附着在骨头上 , 既增加了整体强度 , 也弥补了金属韧性的不足 。
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而复合材料主要成分则是PA6(尼龙)+GF50%(玻纤) 。
玩过RC汽车模型的就知道 , 尼龙的优点很多 , 强度高 , 韧性好 , 耐腐蚀、易加工、轻巧、自润滑 。
但尼龙的缺点也明显 , 刚度略逊于金属 , 拉伸强度、弯曲强度等也会随着温度和吸水率的升高而降低 , 同时低温脆性大 。
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所以工程师在其中加入了玻纤材料来提高PA6的性能 , 玻纤太少起不到加强作用 , 太多加工时的流动性不好材料发脆 。
而理想下摆臂的复合材料采用的是巴斯夫的专利技术 , 基材为PA6 , 加入50%的GF 。 从下图可以看出它在热胀冷缩方面的性能 , 膨胀量介于铝合金和钢之间 , 收缩量小于铝合金 , 可以说很稳定 , 受温度影响很小 。
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至于强度和寿命怎么样?我从理想官方那里拿到一些数据 。
产品强度上 , 复合材料侧向屈曲可以做到 100KN以上 , 约相当于7倍的理想one的满载前轴载荷 , 同等边界下的铝摆臂约在70kN左右 。
据说这个摆臂内部加强筋是通过巴斯夫专用CAE工具Ultrasim开发 , 可以按照设计需求强化任意点结构 , 完全无死角 , 这是金属材料工艺无法做到的 。
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耐久上暂无明确对比 , 但理想方面表示 , 进行了多轮的台架和路试验证 , 可以实现整车全生命周期 。 对于材料本身 , 其热变形系数接近于钢材质 , 在 120℃环境下 , 存放 11 年其机械性能基本没有什么损失;低温下(-30℃)材料本身抗拉强度会提升 45% 。
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其实在量产车上使用塑料摆臂也不是理想开的头 , 此前特斯拉从Model X到Model 3 , 一直在使用塑料前上叉臂 , 这么多年没听说因为强度出问题 , 反而是铝合金摆臂出现过断裂的情况 。


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