锰钢和铝合金底盘护板,哪个更适合你的爱车?
锰钢和铝合金底盘护板,哪个更适合你的爱车?
在选择汽车底盘护板时,锰钢和铝合金是两种常见的材料选择。它们各自具有不同的性能特点和适用场景。本文将通过对比两种材料的力学性能、重量以及实际使用效果,帮助车主做出更合适的选择。
这是单层的铝合金折弯护板,左边长条是变速箱和分动箱部分,右侧是水箱和发动机部分。
这个是锰钢多层复合结构的底盘护板,从上到下分别是:水箱部分,发动机部分,变速箱部分,分动箱部分,油箱护板。
首先,让我们用数据说话:
纯铝的抗拉强度:90-120MPa
3-5系铝合金的抗拉强度:200-400MPa
锰钢的抗拉强度:700-1200MPa
锰钢的抗拉强度是铝合金的:3~3.5倍
纯铝的抗屈服强度:50-80MPa
3-5系铝合金的屈服强度:100-200MPa
锰钢的屈服强度:650-1000MPa
锰钢的屈服强度是铝合金的:5~6倍
铝和铝合金的密度:2.7-2.79
锰钢的密度:7.7-8
锰钢的重量是铝合金的:2.7倍
底盘护板工作时收到的力是综合的,它前期受到碰撞主要靠屈服强度,碰撞达到极限值后开始依靠抗拉强度。我们大致按照抗屈服 : 抗拉伸 = 70% : 30%来总结底盘护板的综合受力结构。那么可以得出一个数据:
结构相同,材质不同的底盘护板产品:锰钢护板的综合强度=铝合金护板强度×4.85倍!
这意味着,要达到同等的保护强度,铝合金护板需要比锰钢护板厚4.85倍。然而,由于钢的密度比铝大了2.7倍,4.85÷2.7=1.79≈1.8。因此,达到同等防护强度的前提下,铝合金护板重量要比锰钢护板重1.8倍。
下面来看看不同材质和工艺的底盘护板,实车碰撞后的效果:
这是哈弗H9原车钢制护板进山碰撞后的样子,护板被撞出一个深度约60毫米的凹坑。
这是坦克300车主更换的4毫米厚的铝合金冲压护板,在霸王城冲坡 被土堆撞出来的凹坑,深度大约是50毫米。
这是九州坦克团一个坦克300车主购买的3毫米厚的杂牌铝合金护板(应该不是5系铝合金)在干涸的河道里被卵石磕碰后的惨状。
裂口处惨不忍睹。这是九州坦克团群里一个老款H9车主安装的酷石的第一代H9护板,是3毫米厚多层复合结构锰钢护板,跑了6年15万公里之后伤痕累累的样子。期间去过珠峰大本营,穿越过哈拉湖无人区和八一冰川。可以看到,尽管伤痕累累,锈迹斑斑。但是没有任何溃缩变形。
上面我们说的都是结构相同的情况下的强度和重量对比。下面我们来分析一下不同的结构优缺点:
- 铝合金护板大多数都是单层冲压结构。而钢板由于抗拉和屈服强度很高,同等厚度情况下,冲压钢板需要的压机吨位更大,并且模具寿命更短。
- 钢制护板特别是超过3毫米厚的,冲压加工的设备门槛很高。于是很多钢制护板都采用了折弯焊接工艺。这种工艺的缺点是加工效率太慢太慢。折弯焊接一套钢制护板的时间,都能冲压出来上百套的铝合金护板了!
简单的总结一下:
- 铝合金护板贵在模具投入和材料费,毕竟铝比钢贵了好几倍。但是加工费用却很低。
- 普通钢制冲压护板贵在模具寿命短,压机门槛高。虽然材料费很便宜,但是后期必须做表面防腐涂层(聚酯漆或是喷粉都有,后者是主流工艺)。
- 锰钢多层结构复合护板贵在加工费用,因为折弯焊接效率太低了。材料费用并不高,后期也要做表面防腐涂层。
什么时候多层复合结构?
简单的说,就是在受力较大的地方,焊接上加强肋板、外置龙骨一类的加强措施。这就和盖楼在水泥楼板下面加上钢筋混凝土加强梁一个道理。
用同等重量的材料,复合结构的强度能比单层板结构强度再大3-5倍。
下面看个简单的示意图吧
实验结果可以看出,尽管材质相同,但是结构设计不同,其抗屈服强度能相差10几倍!
所以好的底盘护板要看结构设计,而不仅仅是材质和厚度!
像是运良的ARB护板、酷石装备的护板,都是采用3毫米厚的多层复合结构锰刚护板。它的综合强度,要比市场上主流的4毫米厚的单层5系铝镁合金冲压护板,要高10倍以上。
~~下面画重点了~~
如果要想选装护板,应该按照下面的策略来选择:
- 没有越野需求,不走烂路就选铝合金的。但是必须4毫米厚以上的,否则强度还不如原车1.5厚的薄钢板。
- 有轻度越野需求,或是会下乡走烂路,就选8㎜厚的单层铝合金护板,或是3毫米厚的单层锰钢护板。
- 如果有中度和重度越野需求,那毫不犹豫,只能选3毫米厚的多层复合结构锰钢护板。
铝合金护板真的就不行吗?
其实铝合金护板并不是一无是处。只是它真的不适合有烂路和越野需求的车辆。但是对于绝大多数仅在铺装道路行驶的轿车、城市SUV来说,铝合金护板还是很合适的。
这些类型的车,底盘很多配置的都是2-4毫米厚工程塑料护板,仅仅起到了遮挡风砂,避免草木接触排气管初段产生燃烧的作用。甚至一些低档车型,连塑料护板都没有,完全实在裸奔。
这就是常见城市SUV上使用的铝合金冲压护板
这是理想新能源电动汽车上使用的铝合金冲压护板
这时候,就是铝合金护板大显身手的时候了。3-6毫米的铝合金护板,能够给车提供更好的防护,除了碎石泥浆,就算是一些小块的石头碰撞,它也能应付得了。比起原车塑料护板,它可是强的太多了。