Di cosa è fatta realmente un'auto?

Di cosa è fatta realmente un'auto?

Un'auto del peso a vuoto di una tonnellata è composta da circa 600 kg di acciaio, 10 kg di ghisa e 90 kg di alluminio. Il ferro puro è molto tenero e quindi inadatto alla costruzione di veicoli. Rimuovendo il carbonio, viene indurito e quindi trasformato in acciai con diverse resistenze. L'acciaio è il materiale più importante nella costruzione automobilistica, poiché presenta un'ampia varietà di proprietà tecniche specificatamente adattate per applicazioni nella carrozzeria, nel telaio, ecc. L'acciaio ha anche ottime proprietà di lavorazione, un buon rapporto prezzo/prestazioni e buone possibilità di riciclaggio. 

Sono richiesti concetti di costruzione leggera

Per raggiungere gli obiettivi fissati in termini di consumi ed emissioni di CO2 si stanno ottimizzando i motori a combustione e le automobili devono diventare più leggere. 100 chilogrammi in meno di peso del veicolo riducono il consumo di carburante di ca. 0,6 litri/100 km. A questi sforzi per ridurre il peso si contrappongono le crescenti richieste di sicurezza e comfort e un numero crescente di componenti elettronici che richiedono misure olistiche per ridurre il peso del veicolo. I concetti di costruzione leggera si stanno diffondendo nella produzione automobilistica. E portano alla sostituzione dei materiali usati convenzionalmente con nuovi materiali.  

Una base essenziale per ridurre il peso dei componenti e quindi il consumo di carburante sono gli acciai con maggiore resistenza, che, rispetto alle qualità convenzionali, hanno una riduzione dello spessore della lamiera pur mantenendo la stessa resistenza strutturale e un migliore comportamento in caso di collisione. La percentuale di tali pezzi grezzi saldati o “pezzi grezzi su misura” nei veicoli attuali è di circa il 50%. I “pezzi grezzi su misura” sono realizzati da fogli sottili con diverse proprietà di resistenza e spessori dei materiali, a seconda dello stress operativo, per formare componenti della carrozzeria di un'automobile. Ciò si traduce in un risparmio di materiale e peso fino al 20%.

Alluminio, magnesio e acciai ad alto contenuto tecnologico

Oltre al promettente alluminio, anche il magnesio venne riscoperto nella costruzione automobilistica. Questo metallo (con una densità di 1,74 kg/dm3) è un terzo più leggero dell'alluminio e il 77% più leggero dell'acciaio. È già stato utilizzato in molti veicoli per la produzione di carter motore e trasmissione. Anche componenti complessi e delicati possono essere fusi con il magnesio. Le nuove qualità delle lamiere di magnesio e le tecnologie di formatura rendono ora possibile l'utilizzo delle lamiere sottili di magnesio anche nella costruzione di veicoli. Il magnesio è il materiale da costruzione metallico più leggero. 

Il gruppo siderurgico dell'Alta Austria e fornitore automobilistico voestalpine risponde alla domanda del settore di componenti sempre più leggeri, ma anche più robusti e resistenti alla corrosione creando un proprio settore di competenza chiamato "ultraleggeri". Offre una gamma completa di acciai per la costruzione automobilistica leggera, dagli acciai avanzati ad alta resistenza (ahss) per la formatura a freddo alle soluzioni innovative per la formatura a caldo utilizzando acciai zincati per presso-tempra (phs).

Dieci per cento di plastica

Oltre a sostituire l’acciaio con i metalli leggeri, anche la plastica gioca un ruolo importante. La plastica ha una densità media di 1 g/cm³. Da esso vengono ricavate molte centinaia di componenti per automobili. Oggi la percentuale di sostanza secca dell'auto è compresa tra l'8 e il 10%, a cui va aggiunto il 3% dei cinque pneumatici. Lo stesso vale per le considerazioni riguardanti la stabilità delle materie plastiche alle sollecitazioni meccaniche e chimiche come per i metalli. Pur non essendo soggetti a corrosione, sono minacciati dalle radiazioni UV e dai conseguenti processi di ossidazione. Ecco perché è necessaria una chimica additiva sofisticata.

Attraverso il rinforzo in fibra dei componenti è possibile ottenere elevati livelli di stabilità, il che rende possibile costruire carrozzerie di automobili in plastica. Qui vengono utilizzati materiali compositi in cui fibre di vetro o fibre di carbonio (fibre di carbonio) sono incorporate in materie plastiche di alta qualità come poliestere, resine epossidiche e poliammidi come il Kevlar. A volte sorgono problemi durante il riciclaggio di vecchi veicoli. 

Il pneumatico del futuro

In termini di massa pura, gli pneumatici non sono affatto significativi. Tuttavia sono fondamentali perché costituiscono l’unico contatto tra il veicolo e la strada. Uno pneumatico moderno non è fatto solo di semplice gomma; si tratta piuttosto di una miscela complessa di varie gomme naturali e sintetiche, nonché di numerosi altri prodotti chimici e materiali da costruzione. Alla mescola del pneumatico vengono aggiunti riempitivi come nerofumo, silice, carbonio e gesso, mentre acciaio, rayon e nylon forniscono resistenza. Anche qui lo sviluppo è entusiasmante: The Pneumatici di domani può fare molto di più di quanto possiamo immaginare oggi, non ci sono quasi limiti alle fantasie dell'industria dei pneumatici. 

In ogni caso, tutti gli sforzi volti a ridurre il peso nella moderna costruzione automobilistica vengono contrastati dalle crescenti esigenze in termini di sicurezza e comfort, nonché da un numero crescente di componenti elettronici nei veicoli. Le auto moderne utilizzano da tempo i computer, il che significa che anche l'elettronica aggiunge molto alla bilancia. L'impianto elettrico di una moderna vettura di fascia media (senza trazione ibrida) pesa facilmente 50 kg e comprende centinaia di cavi con una lunghezza totale misurabile in chilometri. 

1,6 chilometri di cavo

IL Concessionaria auto Wolfsburg confronta in uno Blog la Golf 1 con la Golf 7 e giunge alla seguente conclusione: "Nel 1980, in una VW Golf 1 sono stati installati complessivamente 191 cavi per una lunghezza totale di 214 metri. Nella VW Golf 7 ci sono quasi 1.000 cavi diversi. Tuttavia, oggigiorno tendiamo a misurare in chilometri: la lunghezza della rete di cavi su una Golf mediamente equipaggiata è di quasi 1,6 chilometri." Solo questo aumenta il peso. Per contrastare ciò, la sezione trasversale delle linee di segnale è stata ridotta da 0,35 a 0,13 millimetri quadrati. C'era anche un nuovo tipo di lega rame-stagno.

Non c'è da stupirsi che gli impianti elettrici di bordo diventino sempre più complessi: ai diversi componenti per il comfort, dall'impianto audio al climatizzatore, si aggiungono sempre più componenti rilevanti per la sicurezza come ESP, sensori a ultrasuoni o video e i dispositivi di controllo a essi necessari. Ciò rende quelli moderni ancora più importanti per le riparazioni e la manutenzione Attrezzatura diagnostica, che legge i messaggi di errore. Il numero crescente di componenti elettronici significa anche che ora oltre 100 consumatori ricevono la loro elettricità dal corrispondente fabbisogno batteria. 

Perdita di liquidi e componenti

E poi ci sono diversi liquidi quando il veicolo è pronto per la guida, che in totale possono ammontare a 60 chilogrammi, a seconda della categoria del veicolo. La parte più grande è il contenuto del serbatoio del carburante. Le auto più piccole hanno un volume del serbatoio di circa 40 litri, i veicoli più grandi hanno circa 80 litri. In confronto, i tre-quattro litri di olio motore richiesti da un’auto tradizionale con motore a combustione sono irrilevanti. Lo stesso vale per cinque-dieci litri di liquido refrigerante e per uno o due litri liquido dei freni o antigelo per parabrezza. 

In generale, il numero delle singole parti di cui è composta un'auto dipende dal rispettivo tipo di veicolo. Nella classe superiore, a causa del livello di equipaggiamento più elevato, di solito ce ne sono molti di più rispetto ai veicoli della classe compatta. Secondo gli esperti, un veicolo di fascia media dovrebbe avere in media 10.000 singoli componenti installati. Per le auto elettriche, il numero di componenti è drasticamente ridotto. Un solo motore a combustione è composto da più di 2.000 parti, mentre un motore elettrico ne conta solo circa 250. Anche i liquidi citati vengono in gran parte eliminati, ma le batterie pesano tra 300 e 750 chilogrammi, a seconda del modello specifico. Ma attenzione: la mobilità elettrica crea anche nuove fonti di pericolo in officina Sicurezza sul lavoro e valutazione dei luoghi di lavoro deve essere preso in considerazione.