مزایای استفاده از فیبر کربن در اتومبیل

Oct 04, 2024

پیام بگذارید

1. بدنه و شاسی خودرو. از آنجایی که مواد کامپوزیتی مبتنی بر پلیمر{2} تقویت شده با فیبر کربن دارای استحکام و استحکام کافی هستند، آنها سبک ترین مواد برای ساخت قطعات اصلی ساختاری مانند بدنه و شاسی خودرو هستند. انتظار می رود که استفاده از مواد کامپوزیتی فیبر کربن بتواند وزن بدنه و شاسی خودرو را بین 40 تا 60 درصد کاهش دهد که معادل 1/3 تا 1/6 وزن سازه فولادی است. آزمایشگاه سیستم مواد بریتانیا اثر کاهش وزن مواد کامپوزیتی فیبر کربن را مطالعه کرده است. نتایج نشان می دهد که بدنه پلیمری تقویت شده با فیبر کربن 172 کیلوگرم وزن دارد، در حالی که بدنه فولادی 368 کیلوگرم وزن دارد که کاهش وزن حدود 50 درصد را نشان می دهد.

2. لنت ترمز. فیبر کربن نیز به دلیل حفاظت از محیط زیست و مقاومت در برابر سایش در لنت ترمز استفاده می شود، اما محصولات حاوی مواد کامپوزیتی فیبر کربن همگی گران هستند، بنابراین این نوع لنت ترمز در حال حاضر عمدتاً در خودروهای خوب استفاده می شود. دیسک های ترمز فیبر کربن به طور گسترده ای در اتومبیل های مسابقه ای مانند اتومبیل های مسابقه ای F1 استفاده می شود. می تواند سرعت خودرو را از 300 کیلومتر در ساعت به 50 کیلومتر در ساعت در فاصله 50 متری کاهش دهد. در این زمان دمای دیسک ترمز به بیش از 900 درجه افزایش می یابد و به دلیل جذب مقدار زیادی انرژی گرمایی دیسک ترمز قرمز می شود. دیسک های ترمز فیبر کربن می توانند دمای 2500 درجه را تحمل کنند و پایداری ترمز بسیار خوبی دارند.

3. چرخ. سری چرخ‌هایی که توسط کارشناسان آلمانی تولید چرخ راه‌اندازی شده‌اند، از طراحی دو تکه- استفاده می‌کنند. حلقه بیرونی از فیبر کربن ساخته شده است و توپی داخلی آلیاژی سبک وزن با پیچ های فولادی ضد زنگ است. حدود 40 درصد کمتر از وزن چرخ های معمولی هم اندازه است. به عنوان مثال یک چرخ 20{12}}اینچی را در نظر بگیرید. وزن چرخ 6 کیلوگرم است در حالی که چرخ عمومی حدود 18 کیلوگرم وزن دارد. چرخ مخصوص خودروی RX{13}}X نوع بالا- ساخته شده از CFRP توسط شرکت Kahm در بریتانیا، تنها 6 کیلوگرم وزن دارد، می‌تواند با سرعت بالا حرکت کند و نیروی اینرسی شعاعی چرخ را به حداقل برساند. سبک ترین چرخ فیبر کربنی/منیزیمی جهان که توسط شرکت DYMAG در انگلستان ساخته شده است از یک توری چرخ فیبر کربنی و یک دیسک ترمز منیزیمی تشکیل شده است که با سخت افزار ویژه با روکش تیتانیوم به هم متصل شده اند.

4. محور محرک. تنش شفت محرک خودرو نسبتاً پیچیده است، به خصوص زمانی که باید گشتاور زیادی را تحمل کند. ویژگی های ناهمسانگردی، استحکام ویژه بالا و مدول ویژه نسبتا کم مواد کامپوزیتی تقویت شده با فیبر کربن به طور کامل در نظر گرفته شده است، بنابراین استفاده از محور محرک کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن می تواند جایگزین محصولات فلزی شود و الزامات استفاده را برآورده کند. شفت محرک فیبر کربن نه تنها 60 درصد وزن را کاهش می دهد، بلکه مقاومت و دوام بیشتری در برابر خستگی دارد.

به عنوان جریان اصلی توسعه مواد خودرو در آینده، مواد فیبر کربنی نقش بسیار مهمی در صنعت خودروسازی آینده خواهند داشت. استفاده از این مواد کامپوزیت الیافی جدید می تواند الزامات عملکردی مقاومت در برابر دمای بالا، استحکام بالا و کاهش ارتعاش و سر و صدا خودروها، تحقق مدولارسازی طراحی، راندمان تولید و بازیافت مواد و کاهش وزن و هزینه را برآورده کند.