Miks on süsinikkiud autotööstuses üha populaarsemaks muutumas?

süsinikkiud (CF) on uut tüüpi kiudmaterjal, millel on kõrge tugevus ja kõrge süsinikusisalduse moodul üle 95%. See koosneb helvestest grafiidi mikrokristallidest ja muudest orgaanilistest kiududest, mis on virnastatud piki kiu teljesuunda ja mis on saadud mikrokristalliliste tindimaterjalide karboniseerimisel ja grafitiseerimisel. Süsinikkiud on uus materjal, millel on suurepärased mehaanilised omadused. Selle osakaal on väiksem kui 1/4 terase omast. Süsinikkiust vaigukomposiidi tõmbetugevus on üldiselt üle 3500 Mpa, mis on 7–9 korda suurem terasest. Kuid süsinikkiust materjal ainult piki kiu telje suunda näitab väga suurt tugevust, selle löögikindlus on halb ja kergesti kahjustatav, nii et konstruktsioonikomponentide valmistamisel kasutatakse sageli selle tõmbevalguse eelist ja välditakse laagri külgkokkupõrke osa.

Akadeemiliste uuringute käigus alates lühikesest kiust süsinikkiust kuni pikakiulise süsinikkiuni on küttematerjalide valmistamiseks süsinikkiudu kasutav tehnoloogia ja tooted järk-järgult jõudnud sõja- ja tsiviilvaldkonda. Autotööstuse süsinikkiust komposiite saab kasutada autode veovõllide, plaatvedrude, raamide ja piduriklotsidena. Praegu moodustavad terasmaterjalid umbes 3/4 auto kere massist. Kui kõik auto terasdetailid asendada süsinikkiust komposiitmaterjalidega, väheneks auto kere mass 300 kg, kütusesäästlikkus paraneks 36% ja süsinikdioksiidi heitkogused väheneksid 17%.

1. Auto kere ja šassii kasutamine, kuna süsinikkiuga tugevdatud polümeermaatriksi komposiitmaterjalil on piisav tugevus ja jäikus, on see kergeim materjal peamiste konstruktsiooniosade, nagu autokered ja šassii, valmistamiseks. Hinnanguliselt VÕIB SÜSIKIUD KOMPOSITMATERJALI KASUTAMINE VÄHENDADA AUTOMAATSIOONI kere ja šassii MASSI 40% ~ 60%, mis võrdub 1/3 ~ 1/6 teraskonstruktsiooni massist. Tavaline võidusõiduauto kere ja osaliselt muudetud auto kere on kõik selleks otstarbeks ning visuaalsed efektid on suurepärased ja väga lahedad.

2. Piduriklotside pealekandmisel kasutatakse süsinikkiudu ka piduriklotside jaoks selle keskkonnakaitse ja kulumiskindlate omaduste tõttu, kuid süsinikkiust komposiitmaterjale sisaldavad tooted on kõrgel küljel, nii et seda tüüpi piduriklotse kasutatakse peamiselt kõrgekvaliteedilised autod. Süsinikkiust pidurikettaid kasutatakse laialdaselt võidusõiduautodes, näiteks F1 autodes. See võib vähendada auto kiirust 300 km/h-lt 50 km/h-ni 50 m kaugusel, sel ajal tõuseb piduriketta temperatuur üle 900 ℃ ja piduriketas muutub punaseks, kuna see neelab palju soojusenergiat. Süsinikkiust pidurikettad taluvad temperatuuri kuni 2500 °C ja tagavad suurepärase pidurdusstabiilsuse.

3, rattarummu kasutamine, rattarummu tootmise eksperdid Saksamaal käivitasid rattaseeria, võttes kasutusele 2-osalise disaini, välimine rõngas on valmistatud süsinikkiust materjalist ja sisemine rummu on kergest sulamist roostevabast terasest kruvidega, võrreldes ratta massi üldine suurus on umbes 40% väiksem. Näiteks 20-tolline rumm kaalub 6 kg, tavaline rummu aga umbes 18 kg. Briti Kahmi CFRP-d kasutava RX-X tüüpi täiustatud autode eriratta mass on vaid 6 kg, mis suudab sõita suurel kiirusel ja minimeerida ratta radiaalset inertsjõudu. DYMAG-i poolt Ühendkuningriigis välja töötatud maailma kergeim süsinikkiust/magneesiumratas koosneb kahest osast, süsinikkiust rattavõrgust ja magneesiumpidurikettast, mis on ühendatud spetsiaalse titaaniga kaetud riistvaraga.

4, auto veovõlli jõu rakendamine on keerulisem, eriti peab kandma suurt pöördemomenti, võttes täielikult arvesse süsinikkiuga tugevdatud komposiitmaterjali anisotroopsust, suurt tugevust ja suhteliselt madalate omaduste moodulit, kasutades seega süsinikkiudu tugevdatud komposiitülekandevõll metalltoodete asendamiseks, vastab kasutusnõuetele. Süsinikkiust veovõll mitte ainult ei vähenda kaalu 60%, vaid sellel on ka parem väsimuskindlus ja vastupidavus.

Niikaua kui süsinikkiudu kasutatakse autos, et saavutada auto kerge kaal ja rahuldada auto jäik nõudlus, ei saa see mitte ainult rahuldada ülemaailmset energiasäästu ja heitkoguste vähendamise nõudlust, vaid ka kütusesäästu probleemi. seotud Volkswageniga.

#CFRP #süsinikkiudplaat #süsinikkiudplaat #süsinikkiud