Bir araba satın alıp hala arabanın ağırlığını kontrol etmek için kapıyı çalıyor musunuz? Otomobilin hafif teknolojisini anlamak daha iyidir
Kilo kaybı artık popüler, arabalar da öyle. İnsanların sağlıklarına zarar vermeden kilo vermeleri gibi, araba "kilo verme" de işlevselliğini, özellikle güvenliği kaybedemez. İstatistiklere göre, otomobil gövdesi toplam ağırlığın yaklaşık% 30'unu oluşturuyor ve yakıt tüketiminin yaklaşık% 70'i yüksüzken vücut kalitesinde kullanılıyor, bu nedenle hafif gövde otomobilin "kilo vermesinin" anahtarı.
Araç gövdesinin sağlamlığını ve güvenliğini sağlamak, araç gövdesinin ağırlığını mümkün olduğunca makul bir maliyetle nasıl azaltacağına dair tüm şirketler bunun için büyük çaba sarf ettiler.
Hafif malzemeler kullanın
Hafif arabalar söz konusu olduğunda akla ilk gelen, alüminyum alaşımları, magnezyum alaşımları, karbon fiber ve mühendislik plastikleri gibi hafif ve yüksek mukavemetli yeni malzemeler kullanmaktır.
Şu anda çoğu yeni üründe kullanılan alüminyum alaşımına herkes aşinadır. Alüminyumun ağırlığı demirin sadece 1 / 3'ü kadardır ve geri dönüşüm oranı yüksektir.Otomobillerdeki alüminyumun% 85'i geri dönüştürülebilir, bu da demirin iki katıdır. 1990'da Honda'nın NSX spor otomobili, tamamen alüminyum gövdeli dünyanın ilk seri üretilen modeliydi. Ayrıca Audi A8'in yanı sıra Jaguar ve Lotus gibi markalar da büyük miktarlarda alüminyum kullanıyor.
Magnezyum alaşımları da yaygın olarak kullanılmaktadır.Magnezyum ağırlığı demirin sadece% 22'si ve alüminyumun% 66'sıdır.Görece işlenmesi kolay bir metaldir ve geri dönüşüm oranı% 100'e ulaşabilir. 2006 yılında Chevrolet, kendi süper arabası Corvette'in motorunda magnezyum alaşımı kullandı.
Elbette en ideal malzeme karbon elyaftır. Karbon fiber, özel bir işlemle kimyasal elyaf ve petrolden yapılmış bir elyaftır.Sıradan karbon malzemelerle aynı yüksek sıcaklık dayanımı, sürtünme direnci, elektrik ve ısıl iletkenlik özelliklerine sahip olmasının yanı sıra daha yüksek mukavemet, daha hafif ağırlık ve daha fazla korozyon direncine sahiptir.
Karbon fiberin yoğunluğu çeliğin 1 / 4'ünden azdır, ancak çekme mukavemeti çeliğin 7-9 katıdır ve çekme esnekliği de çeliğe göre yüksektir.2000 Celsius derecenin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda inert bir ortamda mukavemetinde azalmayan tek maddedir. Ancak, karbon fiber şu anda çok pahalı ve BMW'nin i8 ve i3 elektrikli arabaları gibi yalnızca en iyi spor arabaları kullanılacak. İ8'in ağırlığı 1,5 tondan az ve i3'ün ağırlığı yaklaşık 1,3 ton.
BMW, karbon fiber alanında lider bir üreticidir. Bir karbon fiber fabrikası kurmak için 100 milyon ABD doları yatırım yapmıştır. Bu, bir otomobil üreticisi tarafından inşa edilen ilk karbon fiber fabrikasıdır. BMW, toplu üretim yoluyla maliyetleri düşürmek ve karbon fiber malzemeleri kademeli olarak BMW 7 Serisi gibi yeni olmayan enerji araçlarına yaygınlaştırmak için gelecekte kendi karbon fiber fabrikasını kurmayı planlıyor.
Gövde malzemelerinin hafifliği açısından, yeni otomobil yapım kuvvetlerinin yenilikleri ve girişimleri, otomotiv endüstrisine önemli bir katkı olarak kabul edilebilir. Örneğin Weilai ES8, tamamen karbon fiber kaplamaların ve tamamen alüminyum çerçevenin gelecekteki kullanımına benzer şekilde yüksek oranda alüminyum kullanır ve AIWAYS, üst çelik ve alt alüminyum gövde yapısını kullanır.
Üretim sürecini sürekli olarak yükseltin
Birçok üretici artık aynı koşullar altında daha ince ve daha hafif olabilen yüksek mukavemetli çelik plakalar kullanıyor.Bu malzemeler, daha yüksek işleme teknolojisi gerektiren sıradan çeliğe eklenen nadir metallerin alaşımlarıdır.
Yeni malzemelerin imalat prosesleri için sıradan çelik plakalara göre daha yüksek gereksinimleri vardır.Örneğin, alüminyum alaşımları kaynaklanamaz, sac metal kolay değildir ve boyama zahmetlidir.Bu nedenle, çoğu üretici hala üstyapı ve alüminyumun bir kısmı için çelik kullanır. Motorun tamamı alüminyum gövdelidir. Genel olarak, yüksek mukavemetli çeliğin sıcak damgalama işlemi için, mukavemet 1000 MPa'yı aştığında, daha karmaşık geometrik şekillere sahip bazı parçalar, geleneksel soğuk damgalama işlemleri kullanılarak neredeyse hiç oluşturulamaz.
Ek olarak, araba gövde işlemede, daha gelişmiş kaynak teknolojisi, araç gövdesinin sağlamlığını da garanti edebilir. Örneğin, lazer özel olarak kaynaklanmış boşluklar, farklı malzemelerden, farklı kalınlıklardan, farklı güçlerden ve farklı yüzey kaplamalarından oluşan plakaları bir araya getirebilir ve ardından bunları bir bütün olarak bastırabilir. Lazer özel kaynaklı boşluk teknolojisi, otomotiv alanında olgun bir şekilde uygulanmıştır ve kapı iç panelleri, takviye panelleri, sütunlar, alt paneller ve konturların üretiminde kullanılmaktadır.
Ayrıca tekerleklerde, emme manifoldlarında ve hidrolik direksiyon kovanlarında kullanılan gözeneksiz kalıp dökümü ile üretilen çok sayıda alüminyum alaşım bulunmaktadır.Alüminyum kullanımı ve azaltılmış duvar kalınlığı nedeniyle hafiflik etkisi önemlidir.
Vücut yapısının sürekli optimizasyonu
Daha gelişmiş malzemeler ve otomobilin ağırlığını daha da azaltmak için daha gelişmiş üretim tekniklerinin kullanılmasıyla, bunu düşünmenin tek yolu tasarım sürecindedir. Otomobilin yapısı çok karmaşıktır ve optimize edilmiş tasarım, birçok gereksiz şeyi azaltabilir, bu da otomobilin ağırlığını azaltmada büyük bir etkiye sahiptir. Günümüzde CAD (bilgisayar destekli tasarım), CAE (bilgisayar destekli mühendislik) ve 3D baskı teknolojileri, daha optimize edilmiş yapısal tasarım olanağı sağlamaktadır.
Kısacası, gövde yapısının optimizasyonu, malzemelerin kullanımını iyileştirmek, parçaların fazlalık kısımlarını çıkarmak ve aynı zamanda, ağırlığı azaltmak için parçaları daha ince, daha küçük, içi boş ve kompozit yapmak ve son olarak daha hafif bir ağırlık elde etmektir.
Hafif vücut yakında
Yakıt araçları çağında, hafif gövde yakıttan tasarruf sağlayabilir. Elektrikli araçlar çağında, teknik sınırlamalar nedeniyle seyir menzili, yakıtlı araçlar seviyesine ulaşamadığından, hafif gövde talebi daha acildir. Örneğin, alüminyum alaşımlı bir gövde kullanma öncülüğünde saf elektrikli araba Tesla model S, hala yaklaşık 2 ton kütledir. Ağırlık azaltılabilirse, hızlanma ve frenleme performansı iyileştirilecek ve seyir menzili daha iyi olacaktır. Bu nedenle, otomobil ağırlığının azaltılması, gelecekte otomobil üretimi için en büyük sorun olmaya devam edecek.
