汽車(chē)是一種非常重要的交通工具,給人們的生活帶來(lái)了很多便利,同時(shí)也帶來(lái)了一些問(wèn)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(chē)行業(yè)的共識。因此,現在在汽車(chē)的生產(chǎn)上面,都會(huì )力求達到良好的節能減排標準。有數據顯示,整車(chē)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(chē)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(xué)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(shí)現汽車(chē)輕量化;
•在汽車(chē)受到撞擊時(shí),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(chē)強度和安全性能的前提下,實(shí)現重量減少55%~60%,燃油效率提高30%~40%,是節能減排的重要手段;
•具有較高的可設計性,可以根據不同的需要制作出符合客戶(hù)個(gè)性化設計需要的產(chǎn)品。
碳纖維車(chē)身
碳纖維具有足夠的強度和剛度,是制造汽車(chē)車(chē)身的最輕材料。預計碳纖維復合材料的應用可使汽車(chē)車(chē)身減輕質(zhì)量40%~60%,相當于鋼結構質(zhì)量的1/3~1/6。目前賽車(chē)和部分改裝車(chē)大多選用碳纖維復合材料車(chē)身,在降低重量的同時(shí),因復合材料碰撞時(shí)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(chē)行駛安全的重要部件之一,輪轂不僅要承受整車(chē)重量和載重,還要傳遞驅動(dòng)和扭矩。這對汽車(chē)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(xué)性能、耐熱性和耐久性,可替代金屬作為輪轂材料。同時(shí),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(chē)輪轉動(dòng)慣量,使車(chē)輛擁有更快的啟動(dòng)、停止以及轉向速度。
剎車(chē)系統
汽車(chē)制動(dòng)器襯片主要使用石棉材料,制動(dòng)時(shí)易摩擦產(chǎn)生高溫,出現性能的熱衰退,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(chē)剎車(chē)片上,可作為石棉的替代品。碳纖維制動(dòng)盤(pán)可以在50m內將車(chē)速由300KM/h降到50Km/h。碳纖維制動(dòng)盤(pán)可承受2500℃的高溫,且性能穩定。
汽車(chē)碳纖維傳動(dòng)軸
汽車(chē)傳動(dòng)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(diǎn),替代金屬材料作為傳動(dòng)軸可較好的滿(mǎn)足使用需求。碳纖維傳動(dòng)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(chē)進(jìn)氣系統
碳纖維復合材料作為汽車(chē)進(jìn)氣系統材料,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(jìn)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。碳纖維內外飾材料的使用,除了汽車(chē)輕量化,還簡(jiǎn)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(gè)方面之外,碳纖維還在底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機艙蓋、變速箱、燃料貯罐、保險杠、后視鏡殼,內飾門(mén)板,汽車(chē)座椅等方面有著(zhù)廣泛的應用。
綜上所述,碳纖維在汽車(chē)領(lǐng)域的應用非常廣泛,可以大大提高汽車(chē)的耐久性和安全性,極大地豐富了汽車(chē)制造業(yè)的技術(shù)水平。碳纖維的應用可以更好地滿(mǎn)足人們對汽車(chē)性能的要求,為人們提供更安全和舒適的出行服務(wù)。(來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng))
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