Alumínium és autók - AutoExpert
Az alumínium és ötvözetei viszonylag kevéssé használt terület az autóiparban. A felnik és alumínium alkatrészek vagy részegységek gyártása mellett új technológiák is alkalmazhatók alumínium testek gyártására.
A kényelem és a biztonság növelésére tervezett új berendezések (légzsák, ABS, utastér megerősítés, hangszigetelés, új informatikai és kommunikációs eszközök) sok plusz fontot adtak a modern autókhoz. A plusz súlyhoz a motor teljesítményének növelésére is szükség volt, ami alapértelmezés szerint megnövelt üzemanyag-fogyasztást igényel. Az egyetlen életképes megoldás az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére a gazdaságosabb motorok mellett továbbra is az autó tömegének csökkentése.
Mivel a tömeg 10% -os csökkenése implicit módon 6-8% -os csökkenést okozhat az üzemanyag-fogyasztásban. A súlycsökkentés pedig egyelőre alumínium és műanyagok alkalmazásával érhető el.
Alumínium használata
Az alumíniumnak vannak olyan tulajdonságai, amelyeken az autószakemberek nem tudnának hanyagul elhaladni: alacsony sűrűség, jó korrózióállóság és magas hővezető képesség. Szakértők szerint az autóban felhasznált minden tonna alumínium 20 tonnával csökkenti a károsanyag-kibocsátást az autó teljes élettartama alatt.
Az alumínium használata lehetővé teszi egyes alkatrészek, berendezések és rendszerek tömegének csökkentését is. Az alumínium felhasználásával a karosszéria gyártásában úgy gondolják, hogy elérhető lesz egy olyan cél, amelyet a világ minden szakembere nagyon kíván: az üzemanyag-fogyasztás 3 liter/100 km alá csökkentése.
Az alumínium használatának előnyei között meg kell említenünk azt a tényt is, hogy 100% -ban újrahasznosítható fémről van szó, az alumínium visszanyerési aránya az ócskavasokból jelenleg meghaladja a 95% -ot az iparosodott országokban. Ugyanakkor az újrahasznosított alumínium újrafelhasználása az autógyártásban 90-94% -os villamosenergia-megtakarítást tesz lehetővé. Megemlítjük azt is, hogy az acél cseréje alumíniummal 90% -kal csökkenti a szén-dioxid-tartalmat az ipari területeken, ahol acélt gyártanak.
Rövid történelem
Emlékeznünk kell arra, hogy az alumínium használata a huszadik század elején kezdődött. 1905-től kezdődően, de ami még fontosabb 1920-ban, néhány motoralkatrész alumíniumötvözetből készült, például karburátorok, forgattyúházak, hengerfejek és motordugattyúk.
Az első, teljesen alumíniumból készült karosszéria francia prototípus 1934-ből származik, a második, Gregoire néven, 1942-ből származik. Az öntött alumínium alkatrészek gyártásának és egyre nagyobb mértékű feldolgozásának technológiájának fejlesztésével együtt. az autó acél alkatrészeit és részegységeit alumíniumra cserélik. Különösen az elmúlt években az alumínium aránya az autókban évente körülbelül 6% -kal nőtt.
Például 1996-ban a statisztikák azt mutatták, hogy az autónkénti alumíniumfogyasztás az USA-ban 114, Japánban 90, Európában 70 kilogramm volt. Most egy európai autó több mint 100 kg alumíniumot tartalmaz átlagosan 1100 kg össztömeggel. Az autó modelljétől függően azonban a felhasznált alumínium tömege nagymértékben változik: Jaguar autónál meghaladja a 270 kg-ot, a Porche-nál 310 kg-ot, az Audi A8-nál pedig 384 kg-ot.
Körülbelül tíz évvel ezelőtt Frankfurtban dobták piacra az Audi A2-t, az első szériaautót, amelynek teljes alumínium karosszériája van. Ezt a karosszériát egy új technológiára tervezték, amelyet néhány évvel ezelőtt alkalmaztak először az Audi A8-on. Ugyanabból a fémből készült extrudált vázak térszerkezetébe rögzített alumínium panelek gyártásából áll, amely biztosítja a szükséges szilárdságot.
Ezekkel a panelekkel az Audi A2 autó 40% -kal könnyebb karosszériával rendelkezik, mint egy hasonló acéllemezből készült, de ugyanakkor ellenállóbb is. Az alumínium használata aerodinamikusabb testet tett lehetővé, mindössze 0,28-as együtthatóval, az osztály legjobbjai között. Ugyanakkor az Audi A2 12 év garanciával rendelkezik az alumínium karosszériára, mert ennek a fémnek a korrózióvédelmével kapcsolatos probléma sokkal egyszerűbb.
Számos autóalkatrész jelenleg öntött alumíniumból készül. Ha 1996-ban az öntött alumínium átlagos tömege 56 kg volt, amelyből a forgattyúházak 35% -ot, a motor 48% -ot, a hajtómű és a fékek pedig 14% -ot tettek ki, akkor 2005-ben az öntött alumínium mennyisége 95 kg-ra nőtt, ebből 23% forgattyúház, 36% motor és 26% fék és váltó. A növekedés sokkal nagyobb lesz a jövőben teljesen alumínium karosszériával gyártott autók esetében.
Az alumínium előnyei
Az autó alumíniumának számos előnye van. Különösen a fogyasztói követelményeket, például a biztonságot, a teljesítményt, az üzemanyag-takarékosságot és a környezetvédelmet javítja az alábbiak:
- Jó aktív biztonság elérése. A csökkentett géptömeg miatt a féktávolság rövidül. A féktávolság csökkentésével megszerzett néhány méter balesetek elkerülését jelentheti. Ugyanakkor a gyorsítás és a lassítás könnyebb egy könnyebb autónál, amely mozgékonyságosabbá és könnyebben vezethetővé teszi.
- A passzív biztonság növelése. Ütés esetén az alumíniumprofilok deformáció révén nagyobb mennyiségű ütközési energiát nyelnek el.
- Az üzemanyag-fogyasztás csökkentése. Az autó tömegének körülbelül 100 kg-mal történő csökkentése 0,6 liter/100 km üzemanyag-takarékosságot jelent, és külföldi szakemberek szerint jelenleg az alumíniumötvözetek gyártásának meglévő technológiáival az autók súlya akár 300-ra is csökkenthető kg. Ez az eredmény csökkentett üzemanyag-fogyasztást jelentene, 1,5-2 liter/100 km. Az üzemanyag-takarékosság csökkenti a károsanyag-kibocsátást is. Számítások szerint a gépkocsi tömegének 25% -os csökkenése a szennyezőanyag-kibocsátás 12,5% -os csökkenését is eredményezheti.
Amint a tervezők és kutatók javítják az alumíniumötvözetek viselkedését a fáradtság, a hő- és mechanikai sokkok szempontjából, valamint új technológiákat dolgoznak ki ezeknek az alkatrészeknek az öntésére és megmunkálására, egyre több gyártó lép át az alumínium autóházak gyártására. A jövő autói évről évre egyre több alumíniumot és egyre kevesebb vasat tartalmaznak.