Könnyebb anyagok Diétás autók - Handelsblatt
A karosszéria új anyagai gazdaságosabbá teszik a járműveket. Mivel minden építőanyagnak különböző erősségei és gyengeségei vannak, a gyártók ötvözik az anyagokat, például az alumíniumot az acéllal. A jövőben az új építőanyagok az elektromos autókat is elindítják.
2010.02.05 írta Chris Löwer
BERLIN. A német autóknak karcsúsítaniuk kell. A nehéz testek túl sok üzemanyagba kerülnek az ipar és a politika környezetvédelmi céljainak elérése érdekében. Az Európai Unió úgy határoz, hogy az új autók kilométerenként csak 120 gramm, 2020-tól pedig csak 95 gramm CO2-t bocsáthatnak ki. A következõk érvényesek: minél könnyebb az autó, annál alacsonyabb a fogyasztás és ezáltal alacsonyabb a károsanyag-kibocsátás: "100 kilogrammal kevesebb tömeg akár 0,5 liter üzemanyagot is megtakaríthat 100 kilométerenként" - mondja Stefan Kienzle, aki a Daimler könnyűszerkezetes kivitelezéséért felel. van.
Az előírt étrend különleges kihívásokat jelent a tervezők számára. Mivel az autók általában nehezebbek, mert az új kényelem és biztonsági funkciók nagyobb súlyt adnak. Ezt elsősorban máshol kell kompenzálni másutt.
Mivel minden építőanyagnak különböző erősségei és gyengeségei vannak, a gyártók egyesítik: "Az intelligens vegyes kivitelezés a trend" - mondja Daniel Kammerer, a BMW szóvivője. Az alumínium például könnyű, de nem túl kemény. Ez csökkentheti a torziós merevséget és ezáltal a test ellenállását. Ezért kombinálja a BMW és más gyártók az alumíniumot az acéllal.
A gyártók a jó öreg acélt soványra vágják
Műanyagokat, magnéziumot és kompozitokat is használnak, de többnyire kis adagokban. A magnézium például a Mini műszerfalának egyes részeiben található. Az Audi a kormánykerék felnikben és a sebességváltókban használja, a Mercedes az új E-osztály kombi hátsó ajtójában. "A magnézium csak bizonyos járműalkatrészekben alkalmas nagyüzemi gyártásra, mert nagyon drága és korrózióra hajlamos" - mondja Eric Felber, az Audi szóvivője.
Alternatív megoldásként a gyártók karcsúvá varázsolják a jó öreg acélt. "A nagy szilárdságú acélok könnyebbek, de rendkívül nagy merevséggel rendelkeznek" - mondja Kammerer a BMW-től. Az acél továbbra is a választott anyag, mert könnyen és megbízhatóan feldolgozható, és viszonylag olcsó.
Ennek ellenére Kammerer arra számít, hogy az elkövetkező években egyre több alternatíva lesz az acél számára. A BMW már gyártja az 5-ös modell tengelyeinek nagy részét alumíniumból, a felfüggesztést pedig műanyagból. Nagy szilárdságú acélokat használnak a B oszlophoz, vagyis a jármű padlójának és a tetőhöz való csatlakozáshoz, valamint az autó elején.
Az Audi is hasonló keverékekkel dolgozik. A gyártó olyan alumínium konstrukciókra támaszkodik, mint az alumínium űrkeret, egy teherhordó alumínium váz, amelyre a karosszéria épül. Az Audi megtakarítja új A8 szedánjának súlyának körülbelül 40 százalékát az acél karosszériához képest.
Az Audi emellett nagy szilárdságú acélt is beilleszt a B-oszlop alumínium vázába. "Folytatjuk az alumínium témakörét, de megvizsgáljuk azokat a lehetőségeket is, amelyeket a nagyszilárdságú és az ultra nagy szilárdságú acélok kínálnak" - mondja Felber. Mivel a csúcstechnológiájú acél vastagsága pontosan igazítható a követelményekhez, egyetlen gramm sem kerül a testbe.
Heinz Hollerweger, az Audi Járműfejlesztés vezetője szintén rámutat a könnyű konstrukció hasznos kölcsönhatásaira: „Az alumínium hátsó ajtó könnyebb gázrugót tesz lehetővé. Az alumínium tengelyelemek kisebb erőket vezetnek be a karosszériába, mint az acél kapcsolók - a szerkezet könnyebb lehet. ”Ez pedig kompaktabb fékeket, kisebb motort és vékony kipufogórendszert tesz lehetővé.
Egyes gyártók jelenleg a font elleni küzdelem új eszközét kutatják: a szénszálat már használják a Forma-1-es versenyautókban és olyan szuper sportkocsikban, mint az Audi R8 Spyder, a Mercedes SLS vagy a Lamborghini Gallardo. Egyes Mercedes buszok motorcsapjai szintén szénből készülnek. Az anyag csak fele olyan nehéz, mint az alumínium, de keményebb, mint az acél. Korrózió- és hőálló. Az ipari szakemberek már a 21. század acéljának tartják.
Az Audi Neckarsulm egyik kutatóközpontjában teszteli a szén-dioxid esélyét a nagyüzemi gyártáshoz. A német szén-dioxid-gyártó, az SGL Carbon belépésével a BMW jelentős összegeket fektet be az anyagba. Ezen a héten a Daimler szénszál-partnerre is talált a Toray Industries japán vegyipari vállalatnál.
Friedrich Eichiner, a BMW pénzügyi igazgatója elmagyarázza, miért is térülhet meg hamarosan a beruházás: „Az elektromos mobilitás esetén az autó súlya a döntő tényező” - mondja. „Az alacsony tömeg és a hatótávolság szoros összefüggésben áll egymással.” A cél szén felhasználásával kompenzálni az elektromos autók nehéz lítium-ion akkumulátorait. Legkésőbb öt év múlva a BMW négyüléses Megacity járművének teljesen elektromosnak és ultrakönnyűnek kell lennie az utakon.
A szénszálakkal kapcsolatban még mindig vannak megválaszolatlan kérdések: Az energiaigényes gyártás és feldolgozás bonyolult és drága, az újrafeldolgozás lehetőségei bizonytalanok.
Kienzle, a könnyűszerkezetes építőipari szakértő becslései szerint tíz évbe telik, mire a szénszálak meghonosodnak az autó gyártásában. "Az anyag már régóta bizonyította járművekre való alkalmasságát, az akadályok termeléshez kapcsolódó természetűek" - mondja. A szálas anyagokat olyan gyantákkal kombinálják, amelyek bizonyos kikeményedési időt igényelnek. "Ez nem felel meg a nagyüzemi gyártás ciklusidőinek, amikor a kész acél alkatrészeket másodperceken belül préselik" - mondja Kienzle. A Daimler a probléma megoldásán dolgozik.
Újításainak köszönhetően a német autóipar nincs rossz helyzetben a piac ingadozása ellenére - erősítik meg a McKinsey tanácsadói. Az ipar már korán az energiahatékony hajtásokra és a könnyű kivitelezésre támaszkodott. A gyártók profitálni fognak az elkövetkező tíz évben vezető szerepükből. Piaci elemzők szerint akkor az elektromos kor lesz beharangozva.
Kienzle legkésőbb ekkor a könnyűszerkezet új korszakát várja: „A tiszta elektromos autókat a semmiből lehet megtervezni, ami nem feltétlenül acélból, hanem kompozit anyagokból is megtörténik.” „A héjszerkezet forradalmára számít”.
Elképzelhetők az alumíniumból készült teherhordó alkatrészek, valamint a műanyagból készült sárvédők és az üveg- vagy szénszálerősítésű kompozitok. De a prémium gyártók akkor sem fognak teljesen műanyag autókat gyártani - már csak az ütközésbiztonságuk miatt is.