Предимства от използването на въглеродни влакна в автомобилите

Oct 04, 2024

Остави съобщение

1. Автомобилна каросерия и шаси. Тъй като подсилените с въглеродни влакна полимер-композитни материали имат достатъчна здравина и твърдост, те са най-леките материали за производство на основни структурни части като каросерия и шаси на автомобили. Очаква се, че прилагането на композитни материали от въглеродни влакна може да намали теглото на каросерията и шасито на автомобила с 40% до 60%, което е еквивалентно на 1/3 до 1/6 от теглото на стоманената конструкция. Британската лаборатория за системи за материали е изследвала ефекта на намаляване на теглото на композитните материали от въглеродни влакна. Резултатите показват, че тялото от полимерен материал, подсилен с въглеродни влакна, тежи 172 kg, докато стоманеното тяло тежи 368 kg, което е намаление на теглото с около 50%.

2. Спирачни накладки. Въглеродните влакна също се използват в спирачните накладки поради тяхната защита на околната среда и устойчивост на износване, но продуктите, съдържащи композитни материали от въглеродни влакна, са скъпи, така че този тип спирачни накладки в момента се използват главно в добри автомобили. Спирачните дискове от въглеродни влакна се използват широко в състезателни автомобили, като състезателни автомобили F1. Може да намали скоростта на автомобила от 300 км/ч до 50 км/ч на разстояние до 50 м. По това време температурата на спирачния диск ще се повиши до повече от 900 градуса и спирачният диск ще стане червен поради абсорбирането на голямо количество топлинна енергия. Спирачните дискове от въглеродни влакна могат да издържат на температури от 2500 градуса и имат много добра спирачна стабилност.

3. Колела. Серията колела, стартирана от немски експерти по производство на колела, възприема дизайн от две-части. Външният пръстен е изработен от въглеродни влакна, а вътрешната главина е от лека сплав, с винтове от неръждаема стомана. То е с около 40% по-ниско от теглото на обикновените колела със същия размер. Вземете 20-инчово колело като пример. Теглото на колелото е 6 кг, докато общото колело тежи около 18 кг. Специалното колело за автомобили от висок клас RX-X-, направено от CFRP от Kahm Company в Обединеното кралство, тежи само 6 кг, може да се движи с висока скорост и може да минимизира радиалната инерционна сила на колелото. Най-лекото колело от въглеродни влакна/магнезий в света, разработено от DYMAG Company в Обединеното кралство, се състои от мрежа за колела от въглеродни влакна и магнезиев спирачен диск, които са свързани със специален хардуер с титаниево покритие.

4. Задвижващ вал. Напрежението на задвижващия вал на автомобила е сравнително сложно, особено когато трябва да понесе голям въртящ момент. Характеристиките на анизотропията, високата специфична якост и относително ниския специфичен модул на композитните материали, подсилени с въглеродни влакна, са напълно взети предвид, така че използването на подсилен с въглеродни влакна композитен задвижващ вал може да замени металните продукти и да отговори на изискванията за употреба. Задвижващият вал от въглеродни влакна не само намалява 60% от теглото, но също така има по-добра устойчивост на умора и издръжливост.

Като основен поток на бъдещото развитие на автомобилните материали, материалите от въглеродни влакна ще играят много важна роля в бъдещата автомобилна индустрия. Прилагането на тези нови влакнести композитни материали може да отговори на функционалните изисквания за устойчивост на висока температура, висока якост и намаляване на вибрациите и шума на автомобилите, реализиране на модулиране на дизайна, ефективност на производството и рециклиране на материали и допълнително намаляване на теглото и разходите.