Din ce este făcută de fapt o mașină?

Din ce este făcută de fapt o mașină?

O mașină cu o greutate proprie de o tonă este formată din aproximativ 600 kg de oțel, 10 kg de fontă și 90 kg de aluminiu. Fierul pur este foarte moale și, prin urmare, nepotrivit pentru construcția vehiculelor. Prin îndepărtarea carbonului, acesta este întărit și apoi prelucrat în oțeluri cu diferite rezistențe. Oțelul este cel mai important material în construcția de automobile, deoarece are o mare varietate de proprietăți tehnice care sunt special adaptate pentru aplicații în caroserie, șasiu etc. Oțelul are, de asemenea, proprietăți de prelucrare foarte bune, un raport bun preț/performanță și opțiuni bune de reciclare. 

Sunt solicitate concepte de construcție ușoare

Pentru a atinge obiectivele stabilite pentru consum și emisii de CO2, motoarele cu ardere sunt optimizate, iar mașinile trebuie să devină mai ușoare. Greutatea vehiculului cu 100 de kilograme mai puțin reduce consumul de combustibil cu cca. 0,6 litri/100 km. Aceste eforturi de reducere a greutății sunt contracarate de cerințele crescânde de siguranță și confort și de un număr tot mai mare de componente electronice care necesită măsuri holistice pentru reducerea greutății vehiculului. Conceptele de construcție ușoară devin din ce în ce mai răspândite în producția de automobile. Și duc la înlocuirea materialelor utilizate în mod convențional cu materiale noi.  

O bază esențială pentru reducerea greutății componentelor și, prin urmare, a consumului de combustibil sunt oțelurile cu rezistență mai mare, care, în comparație cu calitățile convenționale, au o reducere a grosimii tablei, păstrând în același timp aceeași rezistență structurală și un comportament îmbunătățit la impact. Proporția unor astfel de semifabricate sudate sau „protocoale personalizate” în vehiculele actuale este de aproximativ 50%. „Eboturile personalizate” sunt realizate din foi subțiri cu proprietăți de rezistență diferite și grosimi ale materialului, în funcție de solicitarea operațională, pentru a forma componente ale caroseriei unui automobil. Acest lucru duce la economii de material și greutate de până la 20%.

Aluminiu, magneziu și oțeluri high-tech

Pe lângă aluminiul promițător, magneziul a fost redescoperit în construcția de automobile. Acest metal (cu o densitate de 1,74 kg/dm3) este cu o treime mai ușor decât aluminiul și cu 77 la sută mai ușor decât oțelul. A fost deja folosit în multe vehicule pentru producția de carcase de motor și transmisie. Componentele complexe și delicate pot fi turnate și cu magneziu. Noile calități ale foilor de magneziu și tehnologiile de formare fac acum posibilă și utilizarea foilor subțiri de magneziu în construcția vehiculelor. Magneziul este cel mai ușor material de construcție metalic. 

Grupul de oțel din Austria Superioară și furnizorul de automobile voestalpine răspunde cererii industriei de componente din ce în ce mai ușoare, dar și mai puternice și mai rezistente la coroziune prin crearea propriului domeniu de expertiză numit „ultralights”. Aceasta oferă o gamă cuprinzătoare de oțeluri pentru construcții auto ușoare, de la oțeluri avansate de înaltă rezistență (ahss) pentru formare la rece până la soluții inovatoare pentru formare la cald folosind oțeluri galvanizate întărite prin presare (phs).

Zece la sută din plastic

Pe lângă înlocuirea oțelului cu metale ușoare, plasticul joacă și el un rol important. Materialele plastice au o densitate medie de 1 g/cm³. Multe sute de componente auto sunt fabricate din acesta. Astăzi proporția de substanță uscată a mașinii este de 8 până la 10%, la care trebuie adăugate cele cinci anvelope la 3%. Același lucru este valabil și pentru considerentele privind stabilitatea materialelor plastice împotriva stresului mecanic și chimic ca și pentru metale. Deși nu sunt supuse coroziunii, ele sunt amenințate de radiațiile UV și de procesele de oxidare rezultate. Acesta este motivul pentru care este necesară chimia aditivă sofisticată.

Prin armarea cu fibre a componentelor, se pot atinge niveluri ridicate de stabilitate, ceea ce face posibilă construirea caroserii auto din plastic. Aici se folosesc materiale compozite în care fibrele de sticlă sau fibrele de carbon (fibre de carbon) sunt încorporate în materiale plastice de înaltă calitate precum poliesterul, epoxicile și poliamidele precum Kevlar. Uneori apar probleme la reciclarea vehiculelor vechi. 

Anvelopa viitorului

În ceea ce privește masa totală, anvelopele sunt cu greu semnificative. Cu toate acestea, ele sunt cruciale deoarece sunt singurul contact dintre vehicul și drum. O anvelopă modernă nu este făcută doar din cauciuc simplu; mai degrabă, este un amestec complex de diverse cauciucuri naturale și sintetice, precum și numeroase alte substanțe chimice și materiale de construcție. Materiale de umplutură precum negru de fum, silice, carbon și cretă sunt adăugate la compusul anvelopei, în timp ce oțelul, raionul și nailonul oferă rezistență. Dezvoltarea aici este, de asemenea, incitantă: The Anvelopele de mâine poate face mult mai mult decât ne putem imagina astăzi, aproape că nu există limite pentru fanteziile industriei anvelopelor. 

În orice caz, toate eforturile de reducere a greutății în construcțiile moderne de automobile sunt contracarate de cerințe tot mai mari în materie de siguranță și confort, precum și de un număr tot mai mare de componente electronice în vehicule. Mașinile moderne rulează de mult computerele, ceea ce înseamnă că și electronicele adaugă mult la scară. Sistemul electric al unei mașini moderne de gamă medie (fără un drive hibrid) cântărește ușor 50 kg și include sute de cabluri cu o lungime totală care poate fi măsurată în kilometri. 

1,6 kilometri de cablu

The Reprezentant auto Wolfsburg se compară într-una Blog Golf 1 cu Golf 7 și ajunge la următoarea concluzie: „În 1980, într-un VW Golf 1 au fost instalate un total de 191 de cabluri cu o lungime totală de 214 metri. La VW Golf 7 există aproape 1.000 de cabluri diferite. Cu toate acestea, în zilele noastre avem tendința de a măsura în kilometri: lungimea rețelei de cablu echipate în medie este de aproape 6 kilometri. Doar asta mărește greutatea. Pentru a contracara acest lucru, secțiunea transversală a liniilor de semnal a fost redusă de la 0,35 la 0,13 milimetri pătrați. A existat și un nou tip de aliaj cupru-staniu.

Nu e de mirare că sistemele electrice de bord devin din ce în ce mai complexe: diverselor componente de confort, de la sistemul de sonorizare la aer condiționat, li se alătură componente din ce în ce mai relevante pentru siguranță precum ESP, senzori ultrasonici sau video și dispozitivele de control necesare acestora. Acest lucru le face pe cele moderne cu atât mai importante pentru reparații și întreținere Echipamente de diagnosticare, care citeau mesajele de eroare. Numărul tot mai mare de componente electronice înseamnă, de asemenea, că peste 100 de consumatori își primesc acum energia electrică de la necesarul corespunzător baterie. 

Pierderi de lichide și piese

Și apoi există diverse fluide atunci când vehiculul este gata de condus, care în total se pot ridica la 60 de kilograme, în funcție de categoria vehiculului. Cea mai mare parte este conținutul rezervorului de combustibil. Mașinile mai mici au un volum al rezervorului de aproximativ 40 de litri, vehiculele mai mari au în jur de 80 de litri. În comparație, cei trei până la patru litri de ulei de motor de care are nevoie o mașină tradițională cu motor cu ardere nu sunt relevanți. Același lucru este valabil și pentru cinci până la zece litri de lichid de răcire, precum și pentru unul sau doi litri lichid de frana sau antigelul parbrizului. 

În general, numărul de piese individuale din care constă o mașină depinde de tipul de vehicul respectiv. În clasa superioară, datorită nivelului superior de echipare, există de obicei semnificativ mai multe decât în ​​vehiculele de clasă compactă. Potrivit experților, se poate aștepta ca un vehicul de gamă medie să aibă instalate în medie 10.000 de piese individuale. Pentru mașinile electrice, numărul de piese este redus drastic. Doar o unitate de combustie constă din peste 2.000 de piese, în timp ce o unitate electrică este formată doar din aproximativ 250. Lichidele menționate sunt, de asemenea, eliminate în mare măsură, dar bateriile cântăresc între 300 și 750 de kilograme, în funcție de modelul specific. Dar atenție: electromobilitatea creează și noi surse de pericol în atelier Securitatea muncii și evaluarea locului de muncă trebuie luate în considerare.