Чаму вугляроднае валакно становіцца ўсё больш папулярным у аўтамабільнай прамысловасці?

вугляроднае валакно (CF) - гэта новы тып валаконнага матэрыялу з высокай трываласцю і высокім модулем утрымання вугляроду вышэй за 95%. Ён складаецца з мікракрышталяў лускаватага графіту і іншых арганічных валокнаў, складзеных уздоўж восевага кірунку валакна і атрыманых шляхам карбанізацыі і графітызацыі мікракрышталічных чарнільных матэрыялаў. Вугляроднае валакно - новы матэрыял з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі. Яго доля складае менш за 1/4 долі сталі. Трываласць на расцяжэнне кампазітнай смалы з вугляроднага валакна звычайна перавышае 3500 МПа, што ў 7-9 разоў больш, чым у сталі. Але матэрыял з вугляроднага валакна толькі ўздоўж напрамку восі валакна паказвае вельмі высокую трываласць, яго ўдаратрываласць дрэнная і лёгка пашкодзіць, таму пры вырабе структурных кампанентаў часта выкарыстоўваецца яго перавага пры расцяжэнні ў святле і пазбягае часткі падшыпніка пры бакавым удары.

З акадэмічнымі даследаваннямі ад вугляроднага валакна з кароткім валакном да вугляроднага валакна з доўгім валакном, тэхналогіі і прадукты, якія выкарыстоўваюць вугляроднае валакно для вытворчасці ацяпляльных матэрыялаў, паступова ўвайшлі ў ваенную і грамадзянскую сферы. Аўтамабільныя кампазіты з вугляроднага валакна можна выкарыстоўваць у якасці карданных валаў, пласціністых спружын, рам і тармазных калодак. У цяперашні час сталёвыя матэрыялы складаюць каля 3/4 вагі кузава аўтамабіля. Калі б усе сталёвыя часткі аўтамабіля былі заменены кампазітнымі матэрыяламі з вугляроднага валакна, вага кузава аўтамабіля зменшылася б на 300 кг, паліўная эфектыўнасць палепшылася б на 36%, а выкіды вуглякіслага газу скараціліся б на 17%.

1. Прымяненне аўтамабільнага кузава і шасі, паколькі кампазітны матэрыял з палімернай матрыцай, армаваны вугляродным валакном, мае дастатковую трываласць і калянасць, гэта самы лёгкі матэрыял для вытворчасці асноўных канструкцыйных частак, такіх як аўтамабільныя кузавы і шасі. ПАДЛІКАНА, ШТО ЎЖЫВАННЕ КАМПАЗІТНАГА МАТЭРЫЯЛУ з вугляроднага валакна МОЖА ЗМЕНШЫЦЬ МАСУ АЎТАМАБІЛЬНАГА кузава і шасі на 40% ~ 60%, што эквівалентна 1/3 ~ 1/6 масы сталёвай канструкцыі. Звычайны кузаў гоначнага аўтамабіля і часткова мадыфікаваны кузаў аўтамабіля прызначаны для гэтай мэты, і візуальныя эфекты выдатныя і вельмі класныя.

2. Прымяненне тармазных калодак, вугляроднае валакно таксама ўжываецца для тармазных калодак з-за яго аховы навакольнага асяроддзя і зносаўстойлівасці, але прадукты, якія змяшчаюць кампазітныя матэрыялы з вугляроднага валакна, на высокім баку, таму гэты від тармазных калодак у асноўным выкарыстоўваецца ў паўнавартасныя аўтамабілі. Тармазныя дыскі з вугляроднага валакна шырока выкарыстоўваюцца ў гоначных аўтамабілях, такіх як машыны Формулы-1. Ён можа знізіць хуткасць аўтамабіля з 300 км/г да 50 км/г на адлегласці 50 м, у гэты час тэмпература тармазнога дыска падымецца больш чым да 900 ℃, і тармазны дыск стане чырвоным, таму што ён паглынае шмат цеплавой энергіі. Тармазныя дыскі з вугляроднага валакна вытрымліваюць тэмпературу да 2 500 ° C і забяспечваюць выдатную стабільнасць пры тармажэнні.

3, прымяненне ступіцах колаў, эксперты па вытворчасці ступіцах колаў у Германіі запусцілі серыю колаў, прыняўшы канструкцыю з 2 частак, вонкавае кольца зроблена з вугляроднага валакна, а ўнутраная ступіца - з лёгкага сплаву, з шрубамі з нержавеючай сталі, у параўнанні з агульны памер масы колы прыкладна на 40% ніжэй. Напрыклад, 20-цалевы хаб важыць 6 кг, у той час як звычайны хаб важыць каля 18 кг. Удасканаленае аўтамабільнае спецыяльнае кола тыпу RX-X, вырабленае кампаніяй Kahm з Брытаніі з выкарыстаннем вугляпласту, мае масу ўсяго 6 кг, якое можа працаваць на высокай хуткасці і мінімізаваць радыяльную сілу інэрцыі кола. Самае лёгкае ў свеце кола з вугляроднага валакна/магнію, распрацаванае кампаніяй DYMAG у Вялікабрытаніі, складаецца з дзвюх частак: колавай сеткі з вугляроднага валакна і магніевага тармазнога дыска, злучаных спецыяльнай фурнітурай з тытанавым пакрыццём.

4, карданны вал прымянення сілы карданнага вала аўтамабіля з'яўляецца больш складаным, асабліва павінен несці вялікі крутоўны момант, у поўнай меры ўлічваючы анізатрапіі кампазітнага матэрыялу, армаванага вугляродным валакном, высокую трываласць і модуль адносна нізкіх характарыстык, такім чынам, з выкарыстаннем вугляроднага валакна. ўзмоцнены кампазітны трансмісійны вал для замены металічных вырабаў, адпавядаюць патрабаванням выкарыстання. Карданны вал з вугляроднага валакна не толькі зніжае вагу на 60%, але і мае лепшую ўстойлівасць да стомленасці і даўгавечнасць.

Пакуль прымяненне вугляроднага валакна ў аўтамабілі прызначана для дасягнення палегчанасці аўтамабіля і задавальнення жорсткага попыту на аўтамабіль, яно можа не толькі задаволіць сусветны попыт на энергазберажэнне і скарачэнне выкідаў, але і вырашыць праблему эканоміі паліва звязаны з Volkswagen.

#CFRP #carbonfiberplate #carbonfiberplate #carbonfiber