Z czego właściwie składa się samochód?

Z czego właściwie składa się samochód?

Samochód o masie własnej jednej tony składa się z około 600 kg stali, 10 kg żeliwa i 90 kg aluminium. Czyste żelazo jest bardzo miękkie i dlatego nie nadaje się do budowy pojazdów. Po usunięciu węgla jest on utwardzany, a następnie przetwarzany na stal o różnej wytrzymałości. Stal jest najważniejszym materiałem w konstrukcji samochodów, ponieważ ma szeroką gamę właściwości technicznych, które są specjalnie dostosowane do zastosowań w nadwoziach, podwoziach itp. Stal ma również bardzo dobre właściwości przetwórcze, dobry stosunek ceny do wydajności i dobre możliwości recyklingu. 

Istnieje zapotrzebowanie na koncepcje lekkich konstrukcji

Aby osiągnąć cele w zakresie zużycia paliwa i emisji CO2, silniki spalinowe są optymalizowane, a samochody muszą stać się lżejsze. Mniejsza o 100 kilogramów masa pojazdu zmniejsza zużycie paliwa o ok. 0,6 litra/100 km. Wysiłkom mającym na celu zmniejszenie masy przeciwdziałają rosnące wymagania w zakresie bezpieczeństwa i komfortu oraz rosnąca liczba komponentów elektronicznych, które wymagają całościowych działań w celu zmniejszenia masy pojazdu. Koncepcje konstrukcji lekkich stają się coraz popularniejsze w produkcji samochodów. Prowadzą także do zastępowania konwencjonalnie używanych materiałów nowymi materiałami.  

Istotną podstawą do zmniejszenia masy elementów, a co za tym idzie zużycia paliwa, są stale o wyższej wytrzymałości, które w porównaniu do konwencjonalnych gatunków charakteryzują się zmniejszoną grubością blachy przy zachowaniu tej samej wytrzymałości konstrukcyjnej i lepszych właściwościach zderzeniowych. Udział takich spawanych lub „szytych na miarę” półfabrykatów w obecnych pojazdach wynosi około 50%. „Wykroje na wymiar” powstają z cienkich arkuszy o różnych właściwościach wytrzymałościowych i grubościach materiału, w zależności od naprężenia eksploatacyjnego, w celu utworzenia elementów nadwozia samochodu. Dzięki temu można zaoszczędzić aż do 20% materiału i masy.

Aluminium, magnez i stale zaawansowane technologicznie

Oprócz obiecującego aluminium, w konstrukcji samochodów ponownie odkryto magnez. Metal ten (o gęstości 1,74 kg/dm3) jest o jedną trzecią lżejszy od aluminium i o 77 procent lżejszy od stali. Stosowano go już w wielu pojazdach do produkcji obudów silników i skrzyń biegów. Złożone, delikatne elementy można również odlać magnezem. Nowe właściwości blachy magnezowej i technologie formowania umożliwiają teraz także zastosowanie cienkich blach magnezowych w konstrukcji pojazdów. Magnez jest najlżejszym metalowym materiałem konstrukcyjnym. 

Grupa stalowa z Górnej Austrii i dostawca branży motoryzacyjnej voestalpine odpowiada na zapotrzebowanie branży na coraz lżejsze, ale także mocniejsze i bardziej odporne na korozję komponenty, tworząc własną dziedzinę specjalizacji zwaną „ultralekkimi”. Firma oferuje kompleksową gamę stali do lekkich konstrukcji samochodowych, od zaawansowanych stali o wysokiej wytrzymałości (ahss) do formowania na zimno po innowacyjne rozwiązania do formowania na gorąco z wykorzystaniem ocynkowanej stali do hartowania w procesie tłoczenia (phs).

Dziesięć procent plastiku

Oprócz zastąpienia stali metalami lekkimi, ważną rolę odgrywają także tworzywa sztuczne. Tworzywa sztuczne mają średnią gęstość 1 g/cm³. Produkuje się z niego wiele setek części samochodowych. Obecnie proporcja suchej masy samochodu wynosi od 8 do 10%, do czego należy dodać pięć opon w ilości 3%. To samo dotyczy rozważań dotyczących stabilności tworzyw sztucznych na naprężenia mechaniczne i chemiczne, jak w przypadku metali. Choć nie ulegają korozji, zagraża im promieniowanie UV i wynikające z niego procesy utleniania. Dlatego konieczna jest wyrafinowana chemia dodatków.

Dzięki wzmocnieniu włókien elementów można osiągnąć wysoki poziom stabilności, co umożliwia budowanie nadwozi samochodów z tworzyw sztucznych. Stosowane są tutaj materiały kompozytowe, w których włókna szklane lub włókna węglowe (włókna węglowe) są osadzone w wysokiej jakości tworzywach sztucznych, takich jak poliester, epoksydy i poliamidy, takie jak Kevlar. Czasami podczas recyklingu starych pojazdów pojawiają się problemy. 

Opona przyszłości

Pod względem masy własnej opony nie mają większego znaczenia. Są one jednak kluczowe, ponieważ stanowią jedyny kontakt pojazdu z drogą. Nowoczesna opona nie jest wykonana tylko ze zwykłej gumy; jest to raczej złożona mieszanina różnych kauczuków naturalnych i syntetycznych, a także wielu innych chemikaliów i materiałów budowlanych. Do mieszanki opony dodaje się wypełniacze, takie jak sadza, krzemionka, węgiel i kreda, a stal, sztuczny jedwab i nylon zapewniają wytrzymałość. Rozwój tutaj jest również ekscytujący: The Opony jutra może zrobić o wiele więcej, niż możemy sobie dzisiaj wyobrazić, fantazje branży oponiarskiej nie mają prawie żadnych ograniczeń. 

W każdym razie wszelkim wysiłkom zmierzającym do zmniejszenia masy w nowoczesnych konstrukcjach samochodów przeciwstawiają się rosnące wymagania w zakresie bezpieczeństwa i komfortu, a także rosnąca liczba komponentów elektronicznych w pojazdach. Nowoczesne samochody od dawna kręcą się komputerami, co oznacza, że ​​elektronika również wiele dodaje do skali. Instalacja elektryczna nowoczesnego samochodu klasy średniej (bez napędu hybrydowego) z łatwością waży 50 kg i zawiera setki kabli o łącznej długości, którą można mierzyć w kilometrach. 

1,6 km kabla

The Salon samochodowy w Wolfsburgu porównuje w jednym Bloga Golfa 1 z Golfem 7 i dochodzi do następującego wniosku: „W 1980 roku w VW Golfie 1 zainstalowano łącznie 191 kabli o łącznej długości 214 metrów. W VW Golfie 7 jest prawie 1000 różnych kabli. Jednak obecnie mamy tendencję do mierzenia w kilometrach: długość sieci kablowej w średnio wyposażonym Golfie wynosi prawie 1,6 km”. Samo to zwiększa wagę. Aby temu przeciwdziałać, przekrój przewodów sygnałowych zmniejszono z 0,35 do 0,13 milimetra kwadratowego. Pojawił się także nowy rodzaj stopu miedzi z cyną.

Nic dziwnego, że pokładowe systemy elektryczne stają się coraz bardziej złożone: do różnych elementów zapewniających komfort, od nagłośnienia po klimatyzację, dołącza się coraz więcej elementów istotnych dla bezpieczeństwa, takich jak ESP, czujniki ultradźwiękowe lub wideo oraz wymagane do nich urządzenia sterujące. To sprawia, że ​​nowoczesne urządzenia stają się coraz ważniejsze przy naprawach i konserwacji Sprzęt diagnostyczny, które odczytują komunikaty o błędach. Rosnąca liczba komponentów elektronicznych oznacza również, że ponad 100 odbiorców otrzymuje obecnie energię elektryczną z odpowiednio wymaganego zapotrzebowania bateria. 

Utrata płynów i części

A potem już przy przygotowaniu pojazdu do jazdy dodawane są różne płyny, których w sumie może być aż 60 kilogramów, w zależności od kategorii pojazdu. Największą część stanowi zawartość zbiornika paliwa. Mniejsze samochody mają pojemność zbiornika około 40 litrów, większe pojazdy mają około 80 litrów. Dla porównania trzy-cztery litry oleju silnikowego, jakie potrzebuje tradycyjny samochód z silnikiem spalinowym, są bez znaczenia. To samo dotyczy pięciu do dziesięciu litrów płynu chłodzącego, a także jednego lub dwóch litrów płyn hamulcowy lub płyn niezamarzający do szyb. 

Ogólnie rzecz biorąc, liczba poszczególnych części, z których składa się samochód, zależy od danego typu pojazdu. W klasie wyższej, ze względu na wyższy poziom wyposażenia, jest ich zwykle znacznie więcej niż w pojazdach klasy kompaktowej. Zdaniem ekspertów w pojeździe średniej klasy można zamontować średnio 10 000 pojedynczych części. W przypadku samochodów elektrycznych liczba części jest drastycznie zmniejszona. Sam napęd spalinowy składa się z ponad 2000 części, podczas gdy napęd elektryczny składa się tylko z około 250. Wspomniane płyny również są w dużej mierze wyeliminowane, ale akumulatory ważą od 300 do 750 kilogramów, w zależności od konkretnego modelu. Ale bądź ostrożny: elektromobilność stwarza również nowe źródła zagrożeń w warsztacie Bezpieczeństwo pracy i ocena miejsca pracy należy wziąć pod uwagę.