日前,寶馬官方宣布將取消2017年11月后生產(chǎn)的M3/M4車型中所配備的碳纖維傳動(dòng)軸,以“M定制高性能鋼制傳動(dòng)軸”取而代之。據(jù)了解,這項(xiàng)決定僅在M3/M4車型中的M3轎車、M4轎跑、M4敞篷車上實(shí)施,而M4 CS和M4 GTS等特別車型將不會(huì)實(shí)施這項(xiàng)決定,仍沿用碳纖維傳動(dòng)軸。寶馬官方原文如下:
眾所周知,碳纖維材料一直是寶馬的最愛,作為車用碳纖維技術(shù)的全球領(lǐng)跑者,寶馬率先開啟碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP,下文簡稱為碳纖維材料)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用模式。早在2007年寶馬就確定了持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,并在不久后宣布將碳纖維材料引入汽車制造材料主流領(lǐng)域。碳纖維作為寶馬持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的御用材料,多年來在寶馬7系、全新3系和5系等車型以及寶馬i系純電動(dòng)i3及電動(dòng)超跑i8上大范圍應(yīng)用。在高級(jí)別M4 CS和M4 GTs上,車身但凡能用碳纖維的地方,寶馬都沒放過。為何這次寶馬甘于舍棄“摯愛”,上演一出撲朔迷離的戲碼?今天我們就來一探究竟。
碳纖維材料強(qiáng)度是常見鋼材的10倍,重量卻只有鋼材的一半,比鋁合金輕30%,同時(shí)具有重量輕、彈性高、耐腐蝕、更堅(jiān)固等特點(diǎn),是作為汽車覆蓋件最理想的非金屬材料。由于高強(qiáng)輕質(zhì)的碳纖維材料在輕量化車身結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、安全性和可靠性方面性能遠(yuǎn)超其它材料,其早已應(yīng)用在F1賽車、航空航天領(lǐng)域。寶馬通過車身采用碳纖維材料,大幅降低整車重量,有效提升車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和操控性,完美解決了重量與動(dòng)力之間的矛盾。寶馬M系列除了碳纖維傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu),后視鏡、車頂、尾箱蓋等部件均為碳纖維材質(zhì)。
本文我們重點(diǎn)談碳纖維傳動(dòng)軸。和普通的碳纖維傳動(dòng)軸相比,碳纖維傳動(dòng)軸優(yōu)勢(shì)明顯。由于碳纖維傳動(dòng)軸比普通傳動(dòng)軸更輕,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量更小,因此引擎動(dòng)力輸出時(shí)在傳動(dòng)軸上損失減小,能有效提升輸出效率。同時(shí),由于碳纖維傳動(dòng)軸質(zhì)量輕,更有助于整車減重,能提升車輛的操控性能。
此外,用碳纖維傳動(dòng)軸還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是由于強(qiáng)度高所以比普通傳動(dòng)軸能夠承受更高的扭矩,適合更大扭矩輸出的車。有英國媒體做過碳纖維傳動(dòng)軸和普通傳動(dòng)軸對(duì)比實(shí)驗(yàn),分別將同等粗細(xì)的普通傳動(dòng)軸和碳纖維傳動(dòng)軸放在扭力機(jī)上施力,當(dāng)扭力施加到1376Nm時(shí),可以觀察到,普通傳動(dòng)軸明顯扭曲變形,而碳纖維傳動(dòng)軸施力到4713Nm才斷裂。
由此可見,使用碳纖維傳動(dòng)軸不僅有助于減重,還因能承受更高的扭力強(qiáng)度可以更好的進(jìn)行傳動(dòng)。除了寶馬,還有很多其他車企也采用過碳纖維結(jié)構(gòu)作為傳動(dòng)軸,比如阿爾法?羅密歐Giulia,該車標(biāo)配日立供給的碳纖維傳動(dòng)軸,為減重還采用鋁合金懸架和副車架以及前雙叉臂后多連桿式懸架構(gòu)造,2.0T版Giulia車重僅為1429kg。Giulia這款主打運(yùn)動(dòng)和操控的車,也是市面上能買到標(biāo)配碳纖維傳動(dòng)軸最便宜的車。此外,奔馳SLS AMG、日產(chǎn)GTR35、阿斯頓馬丁Vulacn也均采用了碳纖維傳動(dòng)軸。
雖然和普通傳動(dòng)軸相比碳纖維傳動(dòng)軸強(qiáng)度更大,事實(shí)上采用碳纖維傳動(dòng)軸主要目的還是為了輕量化,和碳纖維能承受高強(qiáng)度扭矩關(guān)系不大。比如寶馬M系列,寶馬M3、M4最大扭力遠(yuǎn)低于鋼制傳動(dòng)軸的承受極限,因此采用碳纖維傳動(dòng)軸承受更高的扭力強(qiáng)度并不是必須的性能,主要還是為了輕量化。
此次寶馬做出取消普通版本M3/M4碳纖維傳動(dòng)軸的決定并非無中生有,究其原因,是為了滿足未來更嚴(yán)格的排放法規(guī)。據(jù)官方透露,為符合排放法規(guī)的要求,未來寶馬M3/M4將會(huì)在排氣系統(tǒng)中安置汽油顆粒捕捉器,和M系列碳纖維傳動(dòng)軸位置有沖突,為了在有限的車輛底盤空間安放其設(shè)備,只能給傳動(dòng)軸進(jìn)行必要的“瘦身”,所以便取消了M3/M4車型的碳纖維傳動(dòng)軸,使用尺寸較小的鋼制傳動(dòng)軸。不過官方也表示,全新研發(fā)的鋼制傳動(dòng)軸將不會(huì)影響M3和M4性能的表現(xiàn)以及操控性。
寶馬還表示,未來寶馬高性能M4 CS和M4 GTS車型將不會(huì)實(shí)施這項(xiàng)決定,會(huì)繼續(xù)采用碳纖維傳動(dòng)軸。這主要是因?yàn)镸4 CS和M4 GTS產(chǎn)量相對(duì)很少,對(duì)車廠整體滿足法規(guī)影響不大,為塑造高性能形象,所以做出繼續(xù)沿用碳纖維傳動(dòng)軸的決定。
寶馬選擇用鋼制傳動(dòng)軸取代碳纖維傳動(dòng)軸,除了官方透露的滿足排放法規(guī)的原因,成本也是其中一個(gè)重要因素。同樣是1公斤材料,鋼材需0.8-1美金,碳纖維則高達(dá)20-30美金,幾乎是鋼材的20倍。同時(shí),與鋼制材料相比,碳纖維生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和廢氣相對(duì)更多,因此生產(chǎn)過程中的環(huán)保成本較高。此外,碳纖維傳動(dòng)軸的制造工藝比鋼制傳動(dòng)軸要復(fù)雜,需要花費(fèi)更長時(shí)間,時(shí)間和制造成本更高。
實(shí)際上,無論是M3還是Giulia,只要不是追求極致速度的賽車,是否使用碳纖維傳動(dòng)軸對(duì)于整車性能并沒有大的影響。
來源:蓋世汽車
作者:綜合報(bào)道
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