碳纤维复合材料提高汽车轻量化应用优势

  可持续发展是目前值得重视的问题,汽车的节能减排非常有必要,利用碳纤维复合材料等轻质的材料可以达到汽车轻量化的效果。最近这些年,能源危机每况愈下,各个国家的排放法规也慢慢严格起来,在保证安全和动力的前提之下,降低油量的消耗以及减少排放是目前汽车工业当中值得解决的问题。利用各种轻质材料替代金属等传统的材料,让汽车轻量化,这是做到节能减排的一个重要方法。碳纤维复合材料是国家高科技产业发展当中的重要材料也是关键材料,碳纤维复合材料有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀等优势,越来越被汽车工业所重视。

  与金属材料相比较,碳纤维复合材料有很多优点,在汽车工业上加以利用会有很多益处。碳纤维复合材料的密度小而且强度高,在车身和底盘等地方进行应用能够减少车重而且同时不损失强度和刚度,保证车辆的安全指数。较强的韧性,使其具备高抗冲击能力和吸收能量能力,有利于提升车辆的碰撞安全性能。较高的抗振性能,可以用于车身、发动机和传动系统,有很好的减震和隔音的作用,让乘客和驾驶员更加舒适。它还有耐热、耐腐蚀和抗辐射的特点,车辆具备较好的性能。碳纤维复合材料在车辆当中的应用,能够实现车辆的轻量化,也能够提高车辆的安全性和舒适程度。

  在车身、底盘和承受力量的部位进行应用,能够在确保车辆安全的同时为车辆减重,在各种应用到汽车制造的材料当中,碳纤维复合材料是最轻的,尤其是与钢铁进行比较,碳纤维复合材料在重量上有更大的优势。美国的一家汽车公司在1992年就展示了利用碳纤维复合材料制造出的超轻车辆,车身的质量为191kg,这种车辆整体的质量降低68%,节油40%。2003年,戴姆勒克菜斯勒公司研制出在挡板支架采用了碳纤维复合材料的跑车,每一个支架的质量仅仅只有1.93kg,4个复合部件总共的重量为6.1kg,与金属制造的挡板支架系统相比较,质量减少了18kg,而刚度提高了22%。除了这些,碳纤维复合材料作为轻质高强的材料,还可以运用在高强度承力的结构件上面,比如减震弹簧片等。

  碳纤维复合材料的可靠、耐久、强度等特点,都决定着它有很大的使用价值。日本近几年在制造汽车涡轮增压器气机叶轮时开始用碳纤维复合材料取代铝合金,将叶轮的质量降低了48%,使转子惯量降低,提高加速性能,这在很大程度上缩短了涡轮增压器的响应滞后时间,在对碳纤维进行了处理之后,很大幅度地提高了碳纤维复合材料的强度,这也是碳纤维在发动机中应用的一个很好的范例。

      与金属材料相比较,使用碳纤维复合材料,可以省去复杂的金属模具、冲压、焊接以及喷涂时的资源消耗,用碳纤维复合材料代替金属工艺的车身,大大降低了成本,体现了碳纤维复合材料的经济特点,也强调了环保车辆的开发。

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