Masa pojazdu w 15 proc. wpływa na poziom spalania.

Jest więc o co walczyć, starając się odchudzić samochód, zwłaszcza, że w ciągu ostatniego półwiecza rosnący wymagania w kwestiach bezpieczeństwa i i coraz lepsze wyposażenie aut spowodowały znaczny wzrost ich wagi.

 

Podczas gdy w latach 60. i 70. XX wieku kompaktowe samochody ważyły mniej więcej 850 – 900 kg, teraz ich waga przekracza 1200 kg. Z wyposażenia rezygnować nie lubimy, z wymogów bezpieczeństwa nie możemy. Co pozostaje? Zastosować materiały, które zapewnią odpowiedni poziom bezpieczeństwa, mimo wagi niższej niż tradycyjna stal.

 

Kilka lat temu Volkswagen przygotował projekt superlekkiego auta kompaktowego, w którego nadwoziu miało być tylko 66 kg stali, a do tego 96 kg aluminium, 11 kg magnezu i 7 kg tworzyw wzmacnianych włóknami szklanymi. Dzięki temu nadwozie to miało być o ponad jedną trzecią lżejsze od standardowego. Tyle, że aluminium pozwala oszczędzać sporo wagi, ale za to winduje cenę samochodu. Konstruując obecną generację Golfa Volkswagen postanowił więc pozostać przy stali, aluminium rezerwując dla Audi. Sięgnięto jednak po stale specjalne, wysokowytrzymałe, które dzięki domieszkom uzyskują parametry lepsze od stali czarnej przy znacznie niższej wadze.

Zastosowanie stali wysokowytrzymałych pozwala na zmniejszenie grubości materiału o kilka milimetrów - czasem nawet o połowę. W efekcie obniżenie masy nadwozia przekłada się na większą masę użytkową pojazdu i niższe zużycie paliwa. Przemysław Beciński sales director Ruukki Polska

Materiały kompozytowe

Stale specjalne to jednak nie ostatni kierunek, w jakim specjaliści od metali poszukują nowych rozwiązań. Teraz na celowniku są kompozyty. Co to takiego? Ujmując rzecz w dużym uproszczeniu to dwa materiały wzajemnie się uzupełniające i poprawiające nawzajem swoje właściwości.

Współczesne kompozyty zaczęły karierę już w latach 20. XX wieku, kiedy Krupp stworzył węgliki spiekane pod nazwą widia. Obecnie staramy się wykorzystywać pewne cechy materiałów kompozytowych, przede wszystkim ich wysoką wytrzymałość i specyficzne własności mechaniczne i użytkowe. prof. Jacek Kaczmar Politechnika Wrocławska

 

Wszyscy fani motoryzacji słyszeli w ostatnich latach o kompozytach. Zwykle jednak były to stosowane w budowie nadwozi kompozyty FRP (tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami) lub CRFP ( tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami węglowymi). W wypadku CRFP stworzone z niego struktury są nawet o 80 proc. lżejsze od stalowych. Niestety mają one jedną podstawową wadę  – cenę. Są bowiem jeszcze droższe niż aluminium. Dlatego znajdziemy je dopiero w bolidach Formuły 1 lub innych wyczynowych samochodach, a także w rzadkich i najdroższych sportowych superautach. Wprowadzenie ich do masowo produkowanych marek byłoby zbyt drogie.

 

Naukowcy starają się jednak wciąż opracowywać nowe materiały. Nad nowymi kompozytami pracują m.in. BASF i Total. Opracowywane są jednak także kompozyty na bazie ceramiki i metali. Wspomniane wcześniej aluminium po wzmocnieniu węglowymi nanorurkami zmienia się w kompozyt o nazwie CNT i zyskuje twardość stali, nie tracąc przy tym na swej lekkości. Z drugiej strony stosując CNT w grafitowych elektrodach akumulatorów litowo – jonowych możemy zwiększyć ich pojemność. Niestety, oba zastosowane materiały należą do drogich.

Na polskim podwórku

W ramach projektu KomCerMet, finansowanego z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka nad nowymi kompozytami oraz nanokompozytami dla przemysłu motoryzacyjnego i lotnictwa pracowało wspólnie kilka polskich uczelni, m.in. Akademia Górniczo – Hutnicza, Politechnika Wrocławska i Politechnika Łódzka, wspomaganych m.in. przez General Motors i KGHM Ekoren. W ramach tych prac badano trzy grupy kompozytów:

 

  • Kompozyty infiltrowane, tworzone przez wypełnianie ciekły, metalem porowatych preform ceramicznych. Otrzymane kompozyty są bardzo wytrzymałe, a zastosowanie wzmocnienia w postaci włókien pozwala na zmniejszenie współczynnika rozszerzalności cieplnej, co ma znaczenie np. w przypadku tłoków silników spalinowych.
  • Kompozyty spiekane na osnowach metalowych (tytan, aluminium) i ceramicznych. Mają one lepsze właściwości mechaniczne niż konwencjonalne metale, np. większą odporność na ściskanie. Materiały z domieszką renu charakteryzowały się wysoką odpornością na ścieranie. Podczas badań wykorzystano te materiały do tworzenia gniazd zaworów silnika spalinowego.
  • Wielofunkcyjne powłoki nanokompozytowe, czyli powłoki samosmarujące na bazie siarczku molibdenu, na podłożu stalowym. W ramach projektu stworzono sworzeń wahacza w którym nie trzeba stosować smaru.

 

W innym, europejskim programie Matrans pracowano nad kompozytami gradientowymi FGM z wykorzystaniem materiałów na osnowie miedzi, stopu miedzi i srebra z zawartością umacniającą cząstek ceramicznych tlenku glinu.  W ramach prac stworzono dyszę do silnika rakietowego, zawory do silników spalinowych oraz tarcze hamulcową. W przypadku zaworów otrzymano lekki materiał odporny na wysoką temperaturę, ścieranie i korozję.

Wykonane z kompozytów metalowo - ceramicznych zawory są o 20 proc. lżejsze i mają niższe tarcie, co podnosi efektywność silnika. profesor Krzysztof Doliński Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk

 

Tarcza hamulcowa z materiały FGM jest nie tylko lekka, ale także odporna na wysoką temperaturę, ścieranie oraz zużycie. Poza tym charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na zginanie w temperaturze pokojowej  i w wysokich temperaturach, dobrze przewodzi ciepło, a do tego ma zwiększoną stabilność strukturalna w dużym zakresie temperatury.

 

Zdaniem profesora Michała Basisty z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN nowe materiały mają szczególne znaczenie dla rozwijających się dopiero samochodów z napędem elektrycznym. Dla zapewnienia sensownego zasięgu konieczne są ciężkie akumulatory, które stanowią one obecnie dużą część masy tych pojazdów i prowadzone od lat prace nad zmniejszeniem ich wagi, a zwiększeniem pojemności przynoszą niewielkie efekty.

R&D leży po stronie niezależnych

Po tego typu rozwiązania sięgają nie tylko znani producenci. Także polscy producenci części szukają możliwości zastosowania nowych materiałów. Coraz częściej dobór odpowiednich materiałów przechodzi na stronę wytwórców części.

Dostajemy informacje o tym jakie wymiary i właściwości powinna mieć dana część, a do nas należy dobranie właściwego materiału. Piotr Kubiak wiceprezes i dyrektor zarządzający Zakładów Metalowych Postęp w Zabrzu

 

To istotna zmiana w roli firm działających w Polsce.

Kończą się czasy kiedy z zachodu dostarczano wszystkie informacje i rysunki, a my w Polsce mieliśmy tylko spawać i dostarczać. Teraz wchodzimy w okres kiedy będziemy otrzymywali zadania, zlecenia będą dotyczyły znalezienia odpowiedniego rozwiązania danej części – obniżenia wagi komponentu czy wykorzystania nowych powłok z nanomateriałów. Luk Palmen InnoCo oraz manager klastra Silesia Automotive

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl
 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl
 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl