Varför blir kolfiber alltmer populärt inom bilindustrin?

kolfiber (CF) är en ny typ av fibermaterial med hög hållfasthet och en hög modul för kolinnehåll över 95 %. Den är sammansatt av mikrokristaller av flinggrafit och andra organiska fibrer staplade längs fiberns axiella riktning och erhållna genom karbonisering och grafitisering av mikrokristallina bläckmaterial. Kolfiber är ett nytt material med utmärkta mekaniska egenskaper. Dess andel är mindre än 1/4 av stålets. Draghållfastheten hos kolfiberhartskomposit är i allmänhet över 3500Mpa, vilket är 7 ~ 9 gånger stålets. Men kolfibermaterialet endast längs fiberaxelns riktning uppvisar mycket hög hållfasthet, dess slaghållfasthet är dålig och lätt att skada, så tillverkningen av strukturella komponenter använder ofta sin dragkraftsfördel och undviker en sidokollisionsdel.

Med den akademiska forskningen från kortfibrig kolfiber till långfibrig kolfiber har tekniken och produkterna som använder kolfiber för att tillverka värmematerial gradvis kommit in på det militära och civila området. Kolfiberkompositer för bilar kan användas som drivaxlar, plattfjädrar, ramar och bromsbelägg för fordon. För närvarande står stålmaterial för cirka 3/4 av vikten av en bilkaross. Om alla ståldelar i en bil ersattes av kolfiberkompositmaterial skulle vikten på bilkarossen minska med 300 kg, bränsleeffektiviteten skulle förbättras med 36 % och koldioxidutsläppen skulle minska med 17 %.

1. Användning av bilkaross och chassi, eftersom kolfiberförstärkt polymermatriskompositmaterial har tillräcklig styrka och styvhet, är det det lättaste materialet för tillverkning av större strukturella delar såsom bilkarosser och chassier. DET BERÄKNAS ATT ANVÄNDNING AV KOLFIBERKOMPOSITMATERIAL KAN MINSKA MASSA PÅ BILKAross och chassi med 40 % ~ 60 %, vilket motsvarar 1/3 ~ 1/6 av stålkonstruktionens massa. Den vanliga racingbilskarossen och den delvis modifierade bilkroppen är alla för detta ändamål, och de visuella effekterna är utmärkta och väldigt coola.

2. Användningen av bromsbelägg, kolfiber appliceras också på bromsbelägg på grund av dess miljöskydd och slitstarka egenskaper, men produkter som innehåller kolfiberkompositmaterial är på överkanten, så denna typ av bromsbelägg används främst i högklassiga bilar. Bromsskivor av kolfiber används ofta i racerbilar, till exempel F1-bilar. Det kan minska bilens hastighet från 300 km/h till 50 km/h på ett avstånd av 50 m, då temperaturen på bromsskivan stiger till mer än 900 ℃, och bromsskivan blir röd pga. det absorberar mycket värmeenergi. Kolfiberbromsskivorna tål temperaturer upp till 2 500 °C och ger utmärkt bromsstabilitet.

3, tillämpningen av hjulnav, hjulnavstillverkningsexperter i Tyskland lanserade hjulserien, antog 2-delad design, den yttre ringen är gjord av kolfibermaterial och det inre navet är en lätt legering, med skruvar i rostfritt stål, jämfört med den allmänna storleken på hjulmassan är cirka 40 % lägre. Ett 20-tums nav väger till exempel 6 kg, medan ett typiskt nav väger cirka 18 kg. Det avancerade specialhjulet för bilar av typen RX-X tillverkat av Kahm i Storbritannien med CFRP har en massa på endast 6 kg, vilket kan köras i hög hastighet och minimera hjulets radiella tröghetskraft. Utvecklat av DYMAG i Storbritannien, världens lättaste kolfiber/magnesiumhjul består av två delar, ett kolfiberhjulsnät och en bromsskiva av magnesium, ansluten med speciell titanpläterad hårdvara.

4, drivaxel applicering av kraften i bilens drivaxel är mer komplex, särskilt måste bära stort vridmoment, med full hänsyn till kolfiberförstärkt kompositmaterial anisotropi, hög hållfasthet, och modul av egenskaperna för relativt låg, och därmed använda kolfiber förstärkt komposit transmissionsaxel för att ersätta metallprodukter, uppfyller användningskravet. Drivaxeln i kolfiber minskar inte bara vikten med 60 % utan har också bättre utmattningsmotstånd och hållbarhet.

Så länge användningen av kolfiber i bilen är för att uppnå bilens lätta vikt och möta den stela efterfrågan på bilen, kan den inte bara möta den globala efterfrågan på energibesparing och utsläppsminskning utan också möta problemet med bränslebesparing relaterad till Volkswagen.

#CFRP #kolfiberplatta #kolfiberplatta #kolfiber