Hva er egentlig en bil laget av?

Hva er egentlig en bil laget av?

En bil med egenvekt på ett tonn består av cirka 600 kg stål, 10 kg støpejern og 90 kg aluminium. Rent jern er veldig mykt og derfor uegnet for kjøretøykonstruksjon. Ved å fjerne karbon blir det herdet og deretter bearbeidet til stål med ulik styrke. Stål er det viktigste materialet i bilkonstruksjon, da det har en lang rekke tekniske egenskaper som er spesielt skreddersydd for bruksområder i karosseri, chassis osv. Stål har også svært gode prosessegenskaper, et godt pris/ytelsesforhold og gode resirkuleringsmuligheter. 

Lettvektskonstruksjonskonsepter er etterspurt

For å nå målene som er satt for forbruk og CO2-utslipp, optimaliseres forbrenningsmotorer og bilene må bli lettere. 100 kilo mindre kjøretøyvekt reduserer drivstofforbruket med ca. 0,6 liter/100 km. Denne innsatsen for å redusere vekten motvirkes av økende krav til sikkerhet og komfort og et økende antall elektroniske komponenter som krever helhetlige tiltak for å redusere kjøretøyets vekt. Lettvektskonstruksjonskonsepter blir utbredt i bilproduksjon. Og de fører til at konvensjonelt brukte materialer erstattes av nye materialer.  

Et vesentlig grunnlag for å redusere komponentvekten og dermed drivstofforbruket er stål med høyere styrke, som sammenlignet med konvensjonelle kvaliteter har en reduksjon i platetykkelse samtidig som den opprettholder samme strukturelle styrke og forbedret kollisjonsegenskaper. Andelen av slike sveisede emner eller "tilpassede emner" i dagens kjøretøy er rundt 50 %. "Skreddersydde emner" er laget av tynne plater med forskjellige styrkeegenskaper og materialtykkelser, avhengig av driftsbelastningen, for å danne komponenter i kroppen til en bil. Dette resulterer i material- og vektbesparelser på opptil 20 %.

Aluminium, magnesium og høyteknologisk stål

I tillegg til det lovende aluminiumet, ble magnesium gjenoppdaget i bilkonstruksjon. Dette metallet (med en tetthet på 1,74 kg/dm3) er en tredjedel lettere enn aluminium og 77 prosent lettere enn stål. Den har allerede blitt brukt i mange kjøretøy for produksjon av motor- og girkasser. Komplekse, delikate komponenter kan også støpes med magnesium. De nye magnesiumplatekvalitetene og formingsteknologiene gjør det nå også mulig å bruke tynne magnesiumplater i kjøretøykonstruksjon. Magnesium er det letteste metalliske konstruksjonsmaterialet. 

Det øvre østerrikske stålkonsernet og billeverandøren voestalpine svarer på industriens krav om stadig lettere, men også sterkere og mer korrosjonsbestandige komponenter ved å skape sitt eget fagfelt kalt "ultralys". Dette tilbyr et omfattende utvalg av stål for lette bilkonstruksjoner, fra Advanced High Strength Steels (ahss) for kaldforming til innovative løsninger for varmforming ved bruk av galvanisert pressherdende stål (phs).

Ti prosent plast

I tillegg til å erstatte stål med lettmetaller, spiller også plast en viktig rolle. Plast har en gjennomsnittlig tetthet på 1 g/cm³. Mange hundre bilkomponenter er laget av det. I dag er andelen av bilens tørrstoff 8 til 10 %, som de fem dekkene må legges til med 3 %. Det samme gjelder hensynet til plastens stabilitet mot mekanisk og kjemisk påkjenning som for metaller. Selv om de ikke er utsatt for korrosjon, er de truet av UV-stråling og de resulterende oksidasjonsprosessene. Dette er grunnen til at sofistikert additiv kjemi er nødvendig.

Gjennom fiberforsterkning av komponenter kan det oppnås høye nivåer av stabilitet, som gjør det mulig å bygge bilkarosserier av plast. Her brukes komposittmaterialer hvor glassfiber eller karbonfibre (karbonfibre) er innstøpt i høykvalitets plast som polyester, epoksy og polyamider som Kevlar. Det oppstår noen ganger problemer ved resirkulering av gamle kjøretøy. 

Fremtidens dekk

Når det gjelder ren masse, er dekkene neppe signifikante. De er imidlertid avgjørende fordi de er den eneste kontakten mellom kjøretøyet og veien. Et moderne dekk er ikke bare laget av enkel gummi; snarere er det en kompleks blanding av ulike naturlige og syntetiske gummier samt en rekke andre kjemikalier og byggematerialer. Fyllstoffer som kjønrøk, silika, karbon og kritt tilsettes dekkblandingen, mens stål, rayon og nylon gir styrke. Utviklingen her er også spennende: The Morgendagens dekk kan gjøre så mye mer enn vi kan forestille oss i dag, er det knapt noen grenser for dekkbransjens fantasier. 

I alle fall blir alle anstrengelser for å redusere vekten i moderne bilkonstruksjon motvirket av økende krav til sikkerhet og komfort samt et økende antall elektroniske komponenter i kjøretøy. Moderne biler har lenge vært rullende datamaskiner, noe som gjør at elektronikken også tilfører mye til skalaen. Det elektriske systemet til en moderne mellomklassebil (uten hybriddrift) veier lett 50 kg og inkluderer hundrevis av kabler med en total lengde som kan måles i kilometer. 

1,6 kilometer kabel

De Wolfsburg bilforhandler sammenligner i ett Blogg Golf 1 med Golf 7 og kommer til følgende konklusjon: "I 1980 ble det installert totalt 191 kabler med en total lengde på 214 meter i en VW Golf 1. I VW Golf 7 er det nesten 1000 forskjellige kabler. Men i disse dager har vi en tendens til å måle i kilometer: lengden på kabelnettverket er nesten 1.6 kilometer utstyrt med golfkilometer." Det alene øker vekten. For å motvirke dette ble tverrsnittet av signallinjene redusert fra 0,35 til 0,13 kvadratmillimeter. Det var også en ny type kobber-tinnlegering.

Det er ikke rart at de elektriske systemene ombord blir mer komplekse: De ulike komfortkomponentene, fra lydanlegget til klimaanlegget, blir kombinert med flere og flere sikkerhetsrelevante komponenter som ESP-, ultralyd- eller videosensorer og kontrollenhetene som kreves for dem. Dette gjør moderne desto viktigere for reparasjoner og vedlikehold Diagnoseutstyr, som leser opp feilmeldinger. Det økende antallet elektroniske komponenter gjør også at over 100 forbrukere nå får sin strøm fra tilsvarende nødvendig batteri. 

Tap av væsker og deler

Og så er det ulike væsker når kjøretøyet er klart til å kjøre, som til sammen kan utgjøre 60 kilo, avhengig av kjøretøykategori. Den største delen er innholdet i drivstofftanken. Mindre biler har et tankvolum på rundt 40 liter, større kjøretøy har rundt 80 liter. Til sammenligning er de tre-fire literene med motorolje som en tradisjonell bil med forbrenningsmotor krever irrelevant. Det samme gjelder fem til ti liter kjølevæske, samt en eller to liter bremsevæske eller frostvæske til frontruten. 

Generelt avhenger antallet enkeltdeler som en bil består av av den respektive kjøretøytypen. I overklassen er det på grunn av det høyere utstyrsnivået vanligvis betydelig flere enn i kompaktklassens kjøretøy. Ifølge eksperter kan et mellomklassekjøretøy forventes å ha et gjennomsnitt på 10 000 enkeltdeler installert. For elbiler reduseres antall deler drastisk. Et forbrenningsdrev alene består av mer enn 2000 deler, mens et elektrisk drev kun består av rundt 250. De nevnte væskene er også stort sett eliminert, men batteriene veier mellom 300 og 750 kilo, avhengig av den spesifikke modellen. Men vær forsiktig: Elektromobilitet skaper også nye farekilder på verkstedet Arbeidssikkerhet og arbeidsplassevaluering må tas i betraktning.