По-леки материали Автомобили на диета - Handelsblatt
Новите материали за каросерията правят автомобилите по-икономични. Тъй като всеки строителен материал има различни силни и слаби страни, производителите комбинират материалите, например алуминий и стомана. В бъдеще новите строителни материали ще задействат и електрически автомобили.
02.02.2010 | от Крис Льовер
БЕРЛИН. Германските коли трябва да намаляват. Тежките тела струват твърде много гориво, за да постигнат екологичните цели на индустрията и политиката. Европейският съюз постановява, че новите автомобили могат да отделят само 120 грама CO2 на километър, а от 2020 г. само 95 грама CO2. Прилага се следното: колкото по-лек е автомобилът, толкова по-нисък е разходът и по този начин по-ниски емисии: „100 килограма по-малко тегло може да спести до 0,5 литра гориво на 100 километра“, казва Стефан Кинцле, който отговаря за леката конструкция в Daimler е.
Предписаната диета поставя специални предизвикателства пред дизайнерите. Тъй като автомобилите са склонни да стават по-тежки, тъй като новите функции за комфорт и безопасност добавят повече тежест. Това трябва да се компенсира другаде, предимно чрез материала.
Тъй като всеки строителен материал има различни силни и слаби страни, производителите комбинират: „Интелигентната смесена конструкция е тенденцията“, казва говорителят на BMW Даниел Камерер. Например алуминият е лек, но не е много твърд. Това може да намали твърдостта при усукване и по този начин устойчивостта на тялото. Ето защо BMW и други производители комбинират алуминий със стомана.
Производителите подрязват старата добра стомана, за да се наведе
Използват се също пластмаси, магнезий и композити, но най-вече в малки дози. Магнезият например се намира в части от таблото за управление на Mini. Audi го използва в джантите на волана и кутиите на трансмисията, Mercedes в задната врата на новата комби E-класа. „Магнезият е подходящ само за широкомащабно производство на определени компоненти на превозното средство, тъй като е много скъп и податлив на корозия“, казва говорителят на Audi Ерик Фелбер.
Алтернативно, производителите подрязват добрата стара стомана до тънка. „Стоманите с висока якост са по-леки, но имат изключително висока твърдост“, казва Камерер от BMW. Стоманата все още е избраният материал, тъй като може да се обработва лесно и надеждно и е сравнително евтина.
Независимо от това, Kammerer очаква, че ще има все повече и повече алтернативи на стоманата през следващите години. BMW вече произвежда големи части от осите на 5-сериен модел от алуминий, а окачването от пластмаса. За B-колоната се използват стомани с висока якост, т.е.връзката между пода и покрива на превозното средство и в предната част на автомобила.
Audi също работи с подобни смеси. Производителят разчита на алуминиеви конструкции като алуминиевата космическа рамка, носеща алуминиева рамка, върху която е изградено тялото. Например в новия си седан A8 Audi спестява около 40% от теглото в сравнение със стоманен корпус.
Audi също вмъква високоякостна стомана в алуминиевата рамка за B-колоната. „Ще продължим да прокарваме темата за алуминия, но също така да озвучаваме възможностите, които предлагат стоманите с висока якост и свръхвисока якост“, казва Фелбер. Тъй като дебелината на високотехнологичната стомана може да бъде точно адаптирана към изискванията, нито един грам не попада в тялото.
Хайнц Холеруегер, ръководител на Audi Vehicle Development, също посочва полезните взаимодействия при олекотената конструкция: „Алуминиевата задна врата позволява по-лека газова пружина. Алуминиевите компоненти на оста внасят по-малко сила в тялото от стоманените контролни рамена - конструкцията може да бъде по-лека. ”Това от своя страна дава възможност за по-компактни спирачки, по-малък двигател и тънка изпускателна система.
Понастоящем някои производители изследват ново средство за борба с килограмите: въглеродните влакна вече се използват в състезателни автомобили от Формула 1 и супер спортни автомобили като Audi R8 Spyder, Mercedes SLS или Lamborghini Gallardo. Клапите на двигателя на някои автобуси на Mercedes също са направени от карбон. Материалът е само наполовина по-тежък от алуминия, но по-твърд от стоманата. Той е устойчив на корозия и топлина. Експертите в индустрията вече го смятат за стоманата на 21 век.
Audi тества шансовете за въглерод за мащабно производство в изследователски център в Некарсулм. С навлизането си в германския производител на въглерод SGL Carbon, BMW инвестира сериозно в материала. Тази седмица Daimler намери и партньор за въглеродни влакна в японската химическа компания Toray Industries.
Финансовият директор на BMW Фридрих Айхинер обяснява защо инвестицията може скоро да се изплати: „С електрическата мобилност теглото на автомобила е решаващ фактор“, казва той. „Има тясна връзка между ниското тегло и обхвата.“ Целта е да се използва въглерод, за да се създаде необходимата компенсация за тежките литиево-йонни батерии в електрическите автомобили. Най-късно след пет години четириместното BMW Megacity Vehicle трябва да бъде напълно електрическо и свръхлеко по пътищата.
Все още има някои въпроси без отговор за въглеродните влакна: Енергоемкото производство и преработка са сложни и скъпи, възможностите за рециклиране несигурни.
Експертът по лека конструкция Kienzle изчислява, че ще минат десет години, преди въглеродните влакна да се утвърдят в автомобилното строителство. „Материалът отдавна е доказал своята пригодност за превозни средства, препятствията са от производствен характер“, казва той. Влакнестите материали се комбинират със смоли, които изискват определено време на втвърдяване. „Това не съвпада с времето на цикъла на мащабното производство, при което готовите стоманени детайли се пресоват за секунди“, казва Киенцле. Daimler работи по решаването на проблема.
Благодарение на своите иновации, германската автомобилна индустрия не е позиционирана зле, въпреки променливите пазари, потвърждават консултантите в McKinsey. Индустрията залагаше на енергийно ефективни задвижвания и лека конструкция в началото. Производителите ще се възползват от преднината си през следващите десет години. Според анализаторите на пазара тогава електрическата ера ще бъде обявена.
Най-късно дотогава Kienzle очаква нова ера на олекотеното строителство: „Чистите електрически автомобили могат да бъдат проектирани от нулата, което не е задължително да се прави със стомана, но и с композитни материали.“ Той очаква „революция в конструкцията на корпуса“.
Възможни са носещи части, изработени от алуминий и приспособления като калници от пластмаса и композити, подсилени със стъкло или въглеродни влакна. Но дори и тогава премиум производителите няма да предлагат коли от чисто пластмаса - макар и само заради тяхната безопасност при катастрофа.