صنعت خودروسازی همیشه با ورود مواد جدید برای اهداف بزرگ و آیندهنگرانه جذاب و قابلتوجه بوده است. فیبر کربن را میتوان جز موادی دانست که با ویژگیهای برجسته خود قادر است جایگاه مهمی در آینده خودروهای بازار به دست آورد. سؤال این است که فیبرکربن دقیقاً چیست؟ این ماده در واقع نوعی الیاف است که از موی سر نازکتر و مقاومتی فراتر از فولاد را به ارمغان میآورد. فیبر کربن با مزایای همچون وزن کم، استحکام و انعطاف بالا تولید خودروهای مدرن را با اهداف بزرگ محقق میسازد. در این مقاله تأثیرات استفاده از فیبر کربن در خودروها را به طور جامع بررسی میکنیم.
تا انتها با اکستریم مگ همراه باشید
کاهش وزن و افزایش عملکرد
وزن یکی از پارامترهای مهم در طراحی و ساخت خودرو محسوب میشود. شما زمانی که یک خودرو را مورد ارزیابی قرار میدهید، ابتدا قدرت موتور سپس شتاب و آیرودینامیک آن را بررسی میکنید. وزن مبحثی است که میتواند بر شتاب، آیرودینامیک و مصرف سوخت مؤثر باشد. فیبرکربن سبکوزن، تأثیر زیادی در کاهش وزن کلی خودرو دارد. حقیقت این است که افزایش یک اسب بخار خیلی گرانتر از کاهش یک کیلوگرم از وزن خودرو برای سازندگان خرج برمیدارد. با این اوصاف استفاده از فیبر کربن میتواند یک راهکار مفید در جهت کاهش وزن خودرو است. کربن فیبر میتواند تا 60 درصد وزن خودرو را نسبت به فلزات معمولی کاهش دهد.
کاهش وزن به طور مستقیم با افزایش شتاب، کاهش مصرف سوخت و بهبود هندلینگ میتواند خودروهایی کاربردی را برای دنیای خودرو به ارمغان آورد. تصور خودروهایی سبکتر با موتورهای کوچک، کممصرف و با سرعت بالا و بدون انتشار گازهای گلخانهای باوجود فیبرکربن دیگر دورازذهن نیست. این مزیت مهم برای خودروهای برقی که با کاهش وزن، برد حرکتی بیشتر خواهند داشت، بسیار کاربردی است.
بیشتر بخوانید: برد خودروهای برقی چقدر است؟
افزایش استحکام و ایمنی
مواد فیبرکربن مقاومت و دوام بالایی دارند و در برابر ضربه و فشار مستحکم هستند. استفاده از این ماده در شاسی و عوامل ایمنی خودرو یک مزیت بزرگ بهحساب میآید. کربن فیبر در هنگام تصادفات، انرژی حاصل از برخورد را بهخوبی توزیع کرده و از تغییر شکل شدید کابین جلوگیری مینماید. استفاده از این ماده در ساخت کلاه ایمنی رانندگان فرمول یک، مصداق دقیقی بر این ادعا است. همچنین مواد غیرکربنی در مقایسه با مواد فلزی در برابر خوردگی و زنگزدگی حساسیت کمتری دارند.
طراحی و آیرودینامیک پیشرفته
یکی از مزایای مواد فیبر کربنی، قابلیت قالبگیری سادهتر و راحتتر است. این مورد آزادی عمل بیشتری برای طراحان فراهم میکند. قطعاتی مانند سپرها، اسپویلرها، بالهها، و دیفیوزرها که از فیبر کربن ساخته میشوند علاوه بر کاهش وزن خودرو میتوانند جریان هوا را نیز بهینه کرده و نیروی روبهپایین (downforce) را افزایش دهند. این مورد میتواند پایداری خودرو را در سرعتهای بالا بهبود ببخشد.
سفارشی سازی
فیبرکربن باقابلیت انعطاف بالا، منجر به طراحیهای سفارشیسازی میگردد. الیاف کربن را میتوان راحتتر از فلز شکل و فرم داد و قطعات خودرو را بدون محدودیت طراحی کرد.
مقرونبهصرفه در بلند مدت
درست است که جایگزینی مواد فلزی با فیبرکربن برای سازندگان هزینه بالایی دارد؛ اما این ماده با مزیتهای بیشمار خود میتواند در درازمدت هزینهها را کاهش دهد. برای نمونه کاهش مصرف سوخت و بهبود عملکرد و دینامیک در درازمدت هزینههای نگهداری را کاهش میدهد. صرفهجویی در هزینهها منجر به بازگشت سرمایه تولیدکنندگان و مصرفکنندگان میگردد.
کاربردهای فیبر کربن در خودروها
فیبر کربن در بخشهای مختلفی از خودروها به کار میرود که در ادامه آنها را بیان میکنیم.
- بدنه و شاسی: در خودروهای سوپر اسپرت و خودروهای فوق لوکسَ، شاسی مونوکوک فیبرکربن به دلیل استحکام و سبکی فوقالعاده استفاده میگردد.
- قطعات داخلی: فیبرکربن جلوهای اسپرت و مدرن دارد و در طراحی داشبورد، کنسول مرکزی و تریمها استفاده میشود.
- رینگها: رینگهای فیبرکربن وزن فنربندی نشده را بهشدت کاهش داده و منجر به هندلینگ بهتر و افزایش شتاب میگردند.
- قطعات موتور: مواد فیبر کربنی در ساخت کاور موتور، میللنگ و حتی پیستونهای برخی موتورهای خاص برای کاهش وزن قطعات متحرک و افزایش بازدهی استفاده میشود.
سبک وزن، منعطف و با دوام با فیبرکربن
استفاده از مواد فیبر کربنی در صنعت خودروسازی چیزی فراتر از یک لوکس گرایی و ترند روز میتواند وارد فاز کاربرد عمومی شود. این ماده منحصربهفرد با عملکرد بالا در کاهش وزن، سوخت و افزایش آیرودینامیک و همچنین دوام و استقامت بالا یک گزینه خاص برای تولید خودرو است. هزینه بالا در حال حاضر یکی از موانع اصلی استفاده بیشتر فیبر کربن در خودروهای اقتصادی است؛ اما پیشرفت فناوری نشان داده است که فیبرکربن آینده روشنی در صنعت خودرو دارد. در این مقاله با تأثیرات استفاده از فیبر کربن در خودروها آشنا شدیم.
