Vad är egentligen en bil gjord av?

Vad är egentligen en bil gjord av?

En bil med en tjänstevikt på ett ton består av cirka 600 kg stål, 10 kg gjutjärn och 90 kg aluminium. Rent järn är mycket mjukt och därför olämpligt för fordonskonstruktion. Genom att ta bort kol härdas det och bearbetas sedan till stål med olika styrka. Stål är det viktigaste materialet i bilkonstruktion, eftersom det har en mängd olika tekniska egenskaper som är speciellt anpassade för applikationer i kaross, chassi etc. Stål har också mycket goda bearbetningsegenskaper, ett bra pris/prestanda-förhållande och bra återvinningsmöjligheter. 

Lättviktskonstruktionskoncept är efterfrågade

För att nå uppsatta mål för förbrukning och CO2-utsläpp optimeras förbränningsmotorerna och bilarna måste bli lättare. 100 kg mindre fordonsvikt minskar bränsleförbrukningen med ca. 0,6 liter/100 km. Dessa ansträngningar att minska vikten motverkas av ökande krav på säkerhet och komfort och ett ökande antal elektroniska komponenter som kräver holistiska åtgärder för att minska fordonsvikten. Lättviktskonstruktionskoncept blir utbredda inom biltillverkning. Och de leder till att konventionellt använda material ersätts med nya material.  

En väsentlig grund för att minska komponentvikten och därmed bränsleförbrukningen är stål med högre hållfasthet, som jämfört med konventionella kvaliteter har en minskning av plåttjockleken samtidigt som den bibehåller samma strukturella hållfasthet och förbättrade krockbeteende. Andelen sådana svetsade ämnen eller ”skräddarsydda ämnen” i nuvarande fordon är cirka 50 %. "Skräddarsydda ämnen" är gjorda av tunna plåtar med olika hållfasthetsegenskaper och materialtjocklekar, beroende på driftsspänningen, för att bilda komponenter i en bils kaross. Detta resulterar i material- och viktbesparingar på upp till 20 %.

Aluminium, magnesium och högteknologiska stål

Förutom det lovande aluminiumet återupptäcktes magnesium i bilbyggen. Denna metall (med en densitet på 1,74 kg/dm3) är en tredjedel lättare än aluminium och 77 procent lättare än stål. Den har redan använts i många fordon för tillverkning av motor- och transmissionshus. Komplexa, ömtåliga komponenter kan även gjutas med magnesium. De nya magnesiumplåtkvaliteterna och formningsteknikerna gör det nu också möjligt att använda tunna magnesiumplåtar i fordonskonstruktioner. Magnesium är det lättaste metalliska konstruktionsmaterialet. 

Den övre österrikiska stålkoncernen och fordonsleverantören voestalpine svarar på industrins krav på allt lättare, men också starkare och mer korrosionsbeständiga komponenter genom att skapa ett eget expertområde som kallas "ultralights". Detta erbjuder ett omfattande utbud av stål för lättviktskonstruktioner, från avancerade höghållfasta stål (ahss) för kallformning till innovativa lösningar för varmformning med galvaniserat presshärdande stål (phs).

Tio procent plast

Förutom att ersätta stål med lättmetaller spelar även plast en viktig roll. Plast har en medeldensitet på 1 g/cm³. Många hundra bilkomponenter tillverkas av den. Idag är andelen av bilens torrsubstans 8 till 10 %, till vilket de fem däcken ska läggas med 3 %. Detsamma gäller överväganden om plasters stabilitet mot mekaniska och kemiska påfrestningar som metaller. Även om de inte utsätts för korrosion, hotas de av UV-strålning och de resulterande oxidationsprocesserna. Det är därför sofistikerad additiv kemi är nödvändig.

Genom fiberförstärkning av komponenter kan höga stabilitetsnivåer uppnås, vilket gör det möjligt att bygga bilkarosser av plast. Här används kompositmaterial där glasfibrer eller kolfibrer (kolfibrer) är inbäddade i högkvalitativa plaster som polyester, epoxi och polyamider som Kevlar. Ibland uppstår problem vid återvinning av gamla fordon. 

Framtidens däck

När det gäller ren massa är däcken knappast betydande. De är dock avgörande eftersom de är den enda kontakten mellan fordonet och vägen. Ett modernt däck är inte bara gjort av enkelt gummi; snarare är det en komplex blandning av olika naturliga och syntetiska gummin samt många andra kemikalier och konstruktionsmaterial. Fyllmedel som kimrök, kiseldioxid, kol och krita tillsätts däckblandningen, medan stål, rayon och nylon ger styrka. Utvecklingen här är också spännande: The Morgondagens däck kan göra så mycket mer än vi kan föreställa oss idag, det finns knappt några gränser för däckbranschens fantasier. 

I vilket fall som helst motverkas alla ansträngningar för att minska vikten i modern bilkonstruktion av ökande krav på säkerhet och komfort samt ett ökande antal elektroniska komponenter i fordon. Moderna bilar har länge varit rullande datorer, vilket gör att även elektroniken tillför en hel del till skalan. Elsystemet i en modern mellanklassbil (utan hybriddrift) väger lätt 50 kg och inkluderar hundratals kablar med en total längd som kan mätas i kilometer. 

1,6 kilometer kabel

De Wolfsburg bilhandlare jämför i ett Blogg Golf 1 med Golf 7 och kommer till följande slutsats: "År 1980 installerades totalt 191 kablar med en total längd på 214 meter i en VW Golf 1. I VW Golf 7 finns det nästan 1 000 olika kablar. Men nuförtiden brukar vi mäta i kilometer: längden på kabelnätverket är nästan 1.6 kilometer utrustad med golfkilometer." Bara det ökar vikten. För att motverka detta reducerades signalledningarnas tvärsnitt från 0,35 till 0,13 kvadratmillimeter. Det fanns också en ny typ av koppar-tennlegering.

Det är inte konstigt att de elektriska systemen ombord blir mer komplexa: de olika komfortkomponenterna, från ljudsystemet till luftkonditioneringen, förenas av fler och fler säkerhetsrelevanta komponenter som ESP, ultraljud eller videosensorer och de styrenheter som krävs för dem. Detta gör moderna desto viktigare för reparationer och underhåll Diagnostisk utrustning, som läser upp felmeddelanden. Det ökande antalet elektroniska komponenter gör också att över 100 konsumenter nu får sin el från motsvarande behov batteri. 

Förlust av vätskor och delar

Och så finns det olika vätskor när fordonet är körklart, vilket totalt kan uppgå till 60 kilo beroende på fordonskategori. Den största delen är innehållet i bränsletanken. Mindre bilar har en tankvolym på cirka 40 liter, större fordon har cirka 80 liter. I jämförelse är de tre till fyra liter motorolja som en traditionell bil med förbränningsmotor kräver irrelevant. Detsamma gäller fem till tio liter kylvätska, samt en eller två liter bromsvätska eller frostskyddsmedel för vindrutan. 

Generellt sett beror antalet enskilda delar som en bil består av på respektive fordonstyp. I överklassen brukar det på grund av den högre utrustningsnivån vara betydligt fler än i kompaktklassens fordon. Enligt experter kan ett mellanklassfordon förväntas ha i genomsnitt 10 000 enskilda delar installerade. För elbilar minskar antalet delar drastiskt. Enbart en förbränningsdrivning består av mer än 2 000 delar, medan en eldrift endast består av cirka 250. De nämnda vätskorna är också i stort sett eliminerade, men batterierna väger mellan 300 och 750 kilo, beroende på den specifika modellen. Men var försiktig: Elektromobilitet skapar också nya faror i verkstaden Arbetarskydd och arbetsplatsutvärdering måste beaktas.