寶馬捨棄輕量化摯愛 「以鋼換碳」意欲何為？

日前，寶馬官方宣布將取消2017年11月後生產的M3/M4車型中所配備的碳纖維傳動軸，以「M定製高性能鋼製傳動軸」取而代之。據了解，這項決定僅在M3/M4車型中的M3轎車、M4轎跑、M4敞篷車上實施，而M4 CS和M4 GTS等特別車型將不會實施這項決定，仍沿用碳纖維傳動軸。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的全球領跑者，寶馬率先開啟碳纖維增強複合材料（CFRP，下文簡稱為碳纖維材料）在汽車領域的應用模式。早在2007年寶馬就確定了持續發展的戰略，並在不久後宣布將碳纖維材料引入汽車製造材料主流領域。碳纖維作為寶馬持續發展戰略的御用材料，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i3及電動超跑i8上大範圍應用。在高級別M4 CS和M4 GTs上，車身但凡能用碳纖維的地方，寶馬都沒放過。為何這次寶馬甘於捨棄「摯愛」，上演一出撲朔迷離的戲碼？今天我們就來一探究竟。

碳纖維驅動軸優勢顯而易見

碳纖維材料強度是常見鋼材的10倍，重量卻只有鋼材的一半，比鋁合金輕30%，同時具有重量輕、彈性高、耐腐蝕、更堅固等特點，是作為汽車覆蓋件最理想的非金屬材料。由於高強輕質的碳纖維材料在輕量化車身結構、穩定性、安全性和可靠性方面性能遠超其它材料，其早已應用在F1賽車、航空航天領域。寶馬通過車身採用碳纖維材料，大幅降低整車重量，有效提升車輛的燃油經濟性和操控性，完美解決了重量與動力之間的矛盾。寶馬M系列除了碳纖維傳動軸結構，後視鏡、車頂、尾箱蓋等部件均為碳纖維材質。

本文我們重點談碳纖維傳動軸。和普通的碳纖維傳動軸相比，碳纖維傳動軸優勢明顯。由於碳纖維傳動軸比普通傳動軸更輕，轉動慣量更小，因此引擎動力輸出時在傳動軸上損失減小，能有效提升輸出效率。同時，由於碳纖維傳動軸質量輕，更有助於整車減重，能提升車輛的操控性能。

此外，用碳纖維傳動軸還有一個優點，就是由於強度高所以比普通傳動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軸和普通傳動軸對比實驗，分別將同等粗細的普通傳動軸和碳纖維傳動軸放在扭力機上施力，當扭力施加到1376Nm時，可以觀察到，普通傳動軸明顯扭曲變形，而碳纖維傳動軸施力到4713Nm才斷裂。

由此可見，使用碳纖維傳動軸不僅有助於減重，還因能承受更高的扭力強度可以更好的進行傳動。除了寶馬，還有很多其他車企也採用過碳纖維結構作為傳動軸，比如阿爾法?羅密歐Giulia，該車標配日立供給的碳纖維傳動軸，為減重還採用鋁合金懸架和副車架以及前雙叉臂後多連桿式懸架構造，2.0T版Giulia車重僅為1429kg。Giulia這款主打運動和操控的車，也是市面上能買到標配碳纖維傳動軸最便宜的車。此外，賓士SLS AMG、日產GTR35、阿斯頓馬丁Vulacn也均採用了碳纖維傳動軸。

雖然和普通傳動軸相比碳纖維傳動軸強度更大，事實上採用碳纖維傳動軸主要目的還是為了輕量化，和碳纖維能承受高強度扭矩關係不大。比如寶馬M系列，寶馬M3、M4最大扭力遠低於鋼製傳動軸的承受極限，因此採用碳纖維傳動軸承受更高的扭力強度並不是必須的性能，主要還是為了輕量化。

寶馬取消M3/M4碳纖維傳動軸意欲何為?

此次寶馬做出取消普通版本M3/M4碳纖維傳動軸的決定並非無中生有，究其原因，是為了滿足未來更嚴格的排放法規。據官方透露，為符合排放法規的要求，未來寶馬M3/M4將會在排氣系統中安置汽油顆粒捕捉器，和M系列碳纖維傳動軸位置有衝突，為了在有限的車輛底盤空間安放其設備，只能給傳動軸進行必要的「瘦身」，所以便取消了M3/M4車型的碳纖維傳動軸，使用尺寸較小的鋼製傳動軸。不過官方也表示，全新研發的鋼製傳動軸將不會影響M3和M4性能的表現以及操控性。

寶馬還表示，未來寶馬高性能M4 CS和M4 GTS車型將不會實施這項決定，會繼續採用碳纖維傳動軸。這主要是因為M4 CS和M4 GTS產量相對很少，對車廠整體滿足法規影響不大，為塑造高性能形象，所以做出繼續沿用碳纖維傳動軸的決定。

寶馬選擇用鋼製傳動軸取代碳纖維傳動軸，除了官方透露的滿足排放法規的原因，成本也是其中一個重要因素。同樣是1公斤材料，鋼材需0.8-1美金，碳纖維則高達20-30美金，幾乎是鋼材的20倍。同時，與鋼製材料相比，碳纖維生產過程中產生的廢水和廢氣相對更多，因此生產過程中的環保成本較高。此外，碳纖維傳動軸的製造工藝比鋼製傳動軸要複雜，需要花費更長時間，時間和製造成本更高。

實際上，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軸對於整車性能並沒有大的影響。

轉載自:蓋世汽車

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