ألياف الكربون في تطبيقات السيارات

تعد السيارة وسيلة نقل مهمة للغاية، حيث توفر الكثير من الراحة لحياة الناس، ولكنها تجلب أيضًا بعض المشكلات، مثل التلوث البيئي وأزمة الطاقة وما إلى ذلك.

في الوقت الحاضر، حددت الصين بوضوح هدف الوصول إلى ذروة حياد الكربون والكربون، وطرحت متطلبات جديدة لمختلف الصناعات، وأصبح خفض الكربون وإزالة الكربون محل إجماع صناعة السيارات. لذلك، الآن في إنتاج السيارات، سيسعى المصنعون جاهدين لتحقيق معايير جيدة للحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات.

تشير البيانات إلى أنه مقابل كل خسارة في الوزن بنسبة 10% في كتلة السيارة، ينخفض ​​استهلاك الوقود بمقدار 0.7 لتر لكل 100 كيلومتر، وتنخفض انبعاثات العادم بنسبة 7%، وتقصر مسافة الكبح بمقدار 3 إلى 7 أمتار، ويتوقف التسارع صفرًا. تم اختصاره بمقدار 0.5 ثانية.

مزايا تطبيق ألياف الكربون

بالمقارنة مع المواد الأخرى خفيفة الوزن مثل الفولاذ عالي القوة وسبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم والبلاستيك عالي الأداء، تتمتع ألياف الكربون ومركباتها بخصائص فيزيائية وميكانيكية فائقة.

* مع الحد الأدنى من الكثافة، وأقصى قوة شد، ومقاومة التعب، ومقاومة الصدمات، ومقاومة التآكل، وامتصاص الصدمات، وخفيفة الوزن للسيارات؛
* عندما تتأثر السيارة، يمكنها امتصاص طاقة التأثير بالكامل، ولعب دور التخزين المؤقت وامتصاص الطاقة، وتحسين السلامة الشخصية بشكل كبير؛
* بالمقارنة مع الفولاذ منخفض الكربون، يمكن أن تحقق ألياف الكربون تخفيضًا في الوزن بنسبة 55%~60% وتحسين كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 30%~40% في ظل فرضية ضمان قوة السيارة وأداء السلامة، وهي وسيلة مهمة للطاقة التوفير وخفض الانبعاثات؛
* مع إمكانية التصميم العالية، يمكن تصنيعها وفقًا للاحتياجات المختلفة لتلبية احتياجات منتجات التصميم المخصصة للعملاء.

جسم من ألياف الكربون

ألياف الكربونويتمتع بالقوة والصلابة الكافية لجعله أخف مادة في هياكل السيارات.

من المقدر أن تطبيق المواد المركبة من ألياف الكربون يمكن أن يقلل كتلة جسم السيارة بنسبة 40% إلى 60%، وهو ما يعادل 1/3 إلى 1/6 من كتلة السيارة الهيكل الفولاذي.

في الوقت الحاضر، تستخدم معظم سيارات السباق وبعض السيارات المعدلة هيكل مادة مركبة من ألياف الكربون، مما يقلل الوزن في نفس الوقت، لأن اصطدام المواد المركبة يقلل من توليد الحطام، وبالتالي تحسين السلامة.

محور العجلة من ألياف الكربون

باعتباره أحد المكونات المهمة لضمان سلامة السيارة، يجب ألا يتحمل المحور وزن السيارة وحملها فحسب، بل يجب أيضًا أن ينقل المحرك وعزم الدوران.

وهذا يتطلب جودة عالية جدًا لعجلات السيارة. تتمتع مركبات ألياف الكربون بخصائص ميكانيكية ممتازة، ومقاومة للحرارة ومتانة، ويمكن أن تحل محل المعدن كمواد لمحور العجلة.

وفي الوقت نفسه، يؤدي استخدام مواد ألياف الكربون إلى تقليل كتلة المحور، مما يساعد على تقليل القصور الذاتي للعجلات، بحيث تتمتع السيارة بسرعة بدء وتوقف وتوجيه أسرع.

تطبيق نظام الفرامل

تستخدم بطانة فرامل السيارات بشكل أساسي مادة الأسبستوس، وهي سهلة الاحتكاك وتنتج درجة حرارة عالية أثناء الكبح، مما يؤدي إلى التدهور الحراري للأداء، كما أن غبار الأسبستوس الناتج له مخاطر مسرطنة.

تتميز المواد المركبة من ألياف الكربون بقوة محددة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل ومقاومة جيدة للحرارة، ويمكن استخدامها كبديل للأسبستوس في وسادات فرامل السيارات.

يمكن لقرص الفرامل المصنوع من ألياف الكربون تقليل السرعة من 300 كم/ساعة إلى 50 كم/ساعة خلال 50 مترًا. يمكن لقرص الفرامل المصنوع من ألياف الكربون أن يتحمل درجة الحرارة العالية التي تصل إلى 2500 درجة مئوية، والأداء مستقر.

عمود قيادة من ألياف الكربون للسيارات

تعد حالة القوة لعمود نقل الحركة في السيارات أكثر تعقيدًا، خاصة لتحمل الكثير من عزم الدوران، ومتطلبات أداء المواد أعلى.

تتميز المواد المركبة المقواة بألياف الكربون بخصائص تباين الخواص وقوة محددة عالية ومعامل محدد منخفض نسبيًا، والتي يمكن أن تلبي بشكل أفضل احتياجات الاستخدام بدلاً من المواد المعدنية كعمود القيادة.

عمود الإدارة المصنوع من ألياف الكربون لا يقلل الوزن بنسبة 60% فحسب، بل يتمتع أيضًا بمقاومة أفضل للتعب ومتانة.

تطبيق نظام سحب الهواء

المواد المركبة من ألياف الكربون كمادة نظام سحب الهواء للسيارات، من ناحية يمكن أن تقلل من الوزن، لتحقيق تأثير الوزن الخفيف؛ من ناحية أخرى، من السهل معالجة مواد ألياف الكربون إلى أشكال منحنية مختلفة، والسطح أملس، مما يمكن أن يحسن كفاءة السحب بشكل فعال.

أجزاء الديكور من ألياف الكربون

تتمتع المواد المركبة من ألياف الكربون بتأثير جيد لامتصاص الاهتزازات، ولها تأثير عازل كبير على الصدمات، وتقلل من توليد حطام الصدمات، وتحسن السلامة.

إن استخدام مواد الديكور الداخلي والخارجي من ألياف الكربون، بالإضافة إلى الوزن الخفيف للسيارات، يعمل أيضًا على تبسيط عملية تصنيع الأجزاء، ويقلل من تكاليف معالجة الأجزاء وتجميعها وصيانتها، ويقلل من تكاليف الإنتاج.

* بالإضافة إلى الجوانب المذكورة أعلاه، تُستخدم ألياف الكربون أيضًا على نطاق واسع في الهيكل، وفتحة المحرك، وعلبة التروس، وخزان الوقود، والمصد، وغطاء مرآة الرؤية الخلفية، وألواح الأبواب الداخلية، ومقاعد السيارة وما إلى ذلك.

* باختصار، يتم استخدام ألياف الكربون على نطاق واسع في مجال السيارات، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير متانة وسلامة السيارات، وتثري المستوى الفني لصناعة تصنيع السيارات بشكل كبير. يمكن أن يلبي تطبيق ألياف الكربون متطلبات الأشخاص فيما يتعلق بأداء السيارة بشكل أفضل ويزود الأشخاص بخدمات سفر أكثر أمانًا وراحة.