От какво всъщност е направена една кола?

От какво всъщност е направена една кола?

Автомобил със собствено тегло от един тон се състои от приблизително 600 кг стомана, 10 кг чугун и 90 кг алуминий. Чистото желязо е много меко и следователно неподходящо за конструиране на превозни средства. Чрез премахване на въглерода той се закалява и след това се преработва в стомани с различна якост. Стоманата е най-важният материал в автомобилната конструкция, тъй като има голямо разнообразие от технически свойства, които са специално пригодени за приложения в каросерията, шасито и т.н. Стоманата също има много добри свойства за обработка, добро съотношение цена/производителност и добри възможности за рециклиране. 

Концепциите за леки конструкции са търсени

За да се постигнат поставените цели за консумация и емисии на CO2, двигателите с вътрешно горене се оптимизират и автомобилите трябва да станат по-леки. 100 килограма по-малко тегло на автомобила намалява разхода на гориво с прибл. 0,6 литра/100 км. Тези усилия за намаляване на теглото се противопоставят на нарастващите изисквания за безопасност и комфорт и нарастващия брой електронни компоненти, които изискват холистични мерки за намаляване на теглото на превозното средство. Концепциите за леки конструкции стават широко разпространени в производството на автомобили. И те водят до замяна на конвенционално използвани материали с нови материали.  

Основна основа за намаляване на теглото на компонентите и по този начин разхода на гориво са стоманите с по-висока якост, които в сравнение с конвенционалните качества имат намалена дебелина на листа, като същевременно запазват същата структурна здравина и подобрено поведение при удар. Делът на такива заварени заготовки или „специализирани заготовки“ в настоящите превозни средства е около 50%. „Индивидуалните заготовки“ се изработват от тънки листове с различни якостни свойства и дебелини на материала, в зависимост от експлоатационното напрежение, за формиране на компоненти на купето на автомобил. Това води до спестяване на материали и тегло до 20%.

Алуминий, магнезий и високотехнологични стомани

В допълнение към обещаващия алуминий, магнезият е преоткрит в автомобилостроенето. Този метал (с плътност 1,74 kg/dm3) е една трета по-лек от алуминия и 77 процента по-лек от стоманата. Той вече е бил използван в много превозни средства за производство на корпуси на двигатели и трансмисии. Сложните, деликатни компоненти също могат да бъдат отлети с магнезий. Новите качества на магнезиевите листове и технологиите за формоване сега също правят възможно използването на тънки магнезиеви листове в конструкцията на превозни средства. Магнезият е най-лекият метален строителен материал. 

Стоманодобивната група от Горна Австрия и автомобилният доставчик voestalpine отговарят на търсенето на индустрията за все по-леки, но също така по-здрави и по-устойчиви на корозия компоненти, като създават своя собствена област на експертиза, наречена „ултралеки“. Това предлага широка гама от стомани за леки автомобилни конструкции, от усъвършенствани високоякостни стомани (ahss) за студено формоване до иновативни решения за горещо формоване с помощта на поцинковани стомани за втвърдяване при пресоване (phs).

Десет процента пластмаса

В допълнение към замяната на стоманата с леки метали, пластмасата също играе важна роля. Пластмасите имат средна плътност 1 g/cm³. Много стотици автомобилни компоненти са направени от него. Днес делът на сухото вещество на автомобила е 8 към 10%, към което петте гуми трябва да се добавят 3%. Същото важи и за съображенията относно устойчивостта на пластмасите срещу механични и химични натоварвания, както и за металите. Въпреки че не са подложени на корозия, те са застрашени от UV радиация и произтичащите от това окислителни процеси. Ето защо е необходима сложна адитивна химия.

Чрез подсилване на компонентите с влакна могат да се постигнат високи нива на стабилност, което прави възможно изграждането на каросерии от пластмаса. Тук се използват композитни материали, в които стъклени влакна или въглеродни влакна (въглеродни влакна) са вградени във висококачествени пластмаси като полиестер, епоксиди и полиамиди като кевлар. Понякога възникват проблеми при рециклирането на стари превозни средства. 

Гумата на бъдещето

По отношение на чистата маса, гумите едва ли са съществени. Те обаче са от решаващо значение, защото са единственият контакт между автомобила и пътя. Модерната гума не е просто направена от обикновена гума; по-скоро това е сложна смес от различни естествени и синтетични каучуци, както и множество други химикали и строителни материали. Пълнители като сажди, силициев диоксид, въглерод и креда се добавят към сместа на гумата, докато стомана, коприна и найлон осигуряват здравина. Развитието тук също е вълнуващо: The Гуми на утрешния ден може да направи много повече, отколкото можем да си представим днес, едва ли има граници за фантазиите на индустрията за гуми. 

Във всеки случай всички усилия за намаляване на теглото в съвременната автомобилна конструкция се противопоставят на нарастващите изисквания по отношение на безопасността и комфорта, както и на нарастващия брой електронни компоненти в превозните средства. Съвременните автомобили отдавна са търкалящи компютри, което означава, че електрониката също допринася много за мащаба. Електрическата система на модерен автомобил от среден клас (без хибридно задвижване) лесно тежи 50 кг и включва стотици кабели с обща дължина, която може да се измери в километри. 

1,6 километра кабел

The Автокъща Волфсбург сравнява в едно Блог Golf 1 с Golf 7 и стига до следното заключение: „През 1980 г. във VW Golf 1 са монтирани общо 191 кабела с обща дължина 214 метра. Във VW Golf 7 има почти 1000 различни кабела. Въпреки това, днес сме склонни да измерваме в километри: дължината на кабелната мрежа на средно оборудван Golf е почти 1,6 километра.“ Само това увеличава теглото. За да се противодейства на това, напречното сечение на сигналните линии беше намалено от 0,35 на 0,13 квадратни милиметра. Имаше и нов тип медно-калаена сплав.

Не е чудно, че бордовите електрически системи стават все по-сложни: различните комфортни компоненти, от звуковата система до климатичната инсталация, се присъединяват към все повече компоненти, свързани с безопасността, като ESP, ултразвукови или видео сензори и контролните устройства, необходими за тях. Това прави модерните още по-важни за ремонт и поддръжка Диагностична апаратура, които четат съобщения за грешка. Увеличаващият се брой на електронните компоненти също така означава, че над 100 потребители сега получават своята електроенергия от съответно необходимото батерия. 

Загуба на течности и части

След това има различни течности, когато превозното средство е готово за движение, което общо може да достигне 60 килограма, в зависимост от категорията на превозното средство. Най-голямата част е съдържанието на резервоара за гориво. По-малките автомобили имат обем на резервоара от около 40 литра, по-големите автомобили имат около 80 литра. За сравнение трите до четирите литра двигателно масло, които изисква традиционен автомобил с двигател с вътрешно горене, са без значение. Същото се отнася за пет до десет литра охлаждаща течност, както и за един или два литра спирачна течност или антифриз за предното стъкло. 

Като цяло броят на отделните части, от които се състои един автомобил, зависи от съответния тип превозно средство. В горния клас, поради по-високото ниво на оборудване, обикновено има значително повече, отколкото в компактния клас автомобили. Според експерти може да се очаква един автомобил от среден клас да има инсталирани средно 10 000 отделни части. При електрическите автомобили броят на частите е драстично намален. Само задвижването с горене се състои от повече от 2000 части, докато електрическото задвижване се състои само от около 250. Споменатите течности също са до голяма степен елиминирани, но батериите тежат между 300 и 750 килограма, в зависимост от конкретния модел. Но бъдете внимателни: Електромобилността също създава нови източници на опасност в работилницата Безопасност на труда и оценка на работното място трябва да се вземе предвид.