汽車是一種非常重要的交通工具,給人們的生活帶來了很多便利,同時也帶來了一些問題,比如環(huán)境污染,能源危機等等。“我國明確了碳達峰、碳中和目標,對各行業(yè)都提出了新要求,減碳、脫碳已成為汽車行業(yè)的共識。因此,現(xiàn)在在汽車的生產(chǎn)上面,都會力求達到良好的節(jié)能減排標準。有數(shù)據(jù)顯示,整車質(zhì)量每減重10%,每百公里燃油消耗降低0.7升,尾氣排放降低7%,剎車距離縮短3~7米,零百加速縮短0.5秒。
碳纖維及其復合材料與高強鋼、鋁合金、鎂合金、高性能塑料等其他輕量化材料相比,具有更優(yōu)越的物理、力學性能:
•具有最小的密度,最大的拉伸強度,耐疲勞,耐沖擊,耐腐蝕,減震,實現(xiàn)汽車輕量化;
•在汽車受到撞擊時,可以充分吸收沖擊能量,起到緩沖吸能的作用,大大提高人身安全;
•與低碳鋼相比,碳纖維可以在保證汽車強度和安全性能的前提下,實現(xiàn)重量減少55%~60%,燃油效率提高30%~40%,是節(jié)能減排的重要手段;
•具有較高的可設計性,可以根據(jù)不同的需要制作出符合客戶個性化設計需要的產(chǎn)品。
碳纖維車身
碳纖維具有足夠的強度和剛度,是制造汽車車身的最輕材料。預計碳纖維復合材料的應用可使汽車車身減輕質(zhì)量40%~60%,相當于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的1/3~1/6。目前賽車和部分改裝車大多選用碳纖維復合材料車身,在降低重量的同時,因復合材料碰撞時減少了碎片的產(chǎn)生,從而提高了安全性。
碳纖維輪轂
作為保證汽車行駛安全的重要部件之一,輪轂不僅要承受整車重量和載重,還要傳遞驅(qū)動和扭矩。這對汽車輪轂的質(zhì)量要求極高。碳纖維復合材料具有優(yōu)異的力學性能、耐熱性和耐久性,可替代金屬作為輪轂材料。同時,碳纖維材料的使用使得輪轂質(zhì)量得到降低,有助于減少車輪轉(zhuǎn)動慣量,使車輛擁有更快的啟動、停止以及轉(zhuǎn)向速度。
剎車系統(tǒng)
汽車制動器襯片主要使用石棉材料,制動時易摩擦產(chǎn)生高溫,出現(xiàn)性能的熱衰退,而產(chǎn)生的石棉粉塵有致癌危害。碳纖維復合材料的比強度高、耐磨性好、耐熱性好,應用在汽車剎車片上,可作為石棉的替代品。碳纖維制動盤可以在50m內(nèi)將車速由300KM/h降到50Km/h。碳纖維制動盤可承受2500℃的高溫,且性能穩(wěn)定。
汽車碳纖維傳動軸
汽車傳動軸的受力情況比較復雜,尤其要承受很大的扭矩,對材料性能要求較高。碳纖維增強復合材料具有各向異性、比強度高和比模量相對較低的特點,替代金屬材料作為傳動軸可較好的滿足使用需求。碳纖維傳動軸不僅可減輕重量60%,而且具有更好的耐疲勞性和耐久性。
汽車進氣系統(tǒng)
碳纖維復合材料作為汽車進氣系統(tǒng)材料,一方面可減輕重量,達到輕量化的效果;另一方面,碳纖維材料易加工成各種曲面形狀,且表面較為光滑,可有效提高進氣效率。
碳纖維裝飾零件
碳纖維復合材料具有較好的吸振效果,對撞擊有較大的緩沖作用,且減少撞擊碎片的產(chǎn)生,提高了安全性。碳纖維內(nèi)外飾材料的使用,除了汽車輕量化,還簡化零件制造工藝,降低零件加工、裝配、維修費用,降低生產(chǎn)成本。
除以上幾個方面之外,碳纖維還在底盤、發(fā)動機艙蓋、變速箱、燃料貯罐、保險杠、后視鏡殼,內(nèi)飾門板,汽車座椅等方面有著廣泛的應用。
綜上所述,碳纖維在汽車領(lǐng)域的應用非常廣泛,可以大大提高汽車的耐久性和安全性,極大地豐富了汽車制造業(yè)的技術(shù)水平。碳纖維的應用可以更好地滿足人們對汽車性能的要求,為人們提供更安全和舒適的出行服務。(來源:互聯(lián)網(wǎng))
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