ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ульяновский государственный технический университет студенты кафедры «Материаловедение и ОМД» и кафедры «Автомобили» машиностроительного факультета

Солунин Николай Владимирович гр.ОМбд-21

89603699479 nikolay173-tut@mail.ruКультин Антон Алексеевич гр.АТсд-21

89374581979 kultinanton@gmail.comНаучный руководитель проекта к.т.н., доцент кафедры «МиОМД»,

УлГТУ Никитенко

Валентина Михайловна

1

АктуальностьОтличительные свойства карбона от других материалов

Карбон – это современный композитный материал, относящийся к категории «высокотехнологичных» . Для его изготовления используются скрепленные эпоксидным клеем углеродные нити, переплетенные между собой под особым углом, и «разбавленные» резиновыми нитями (рис.1).Малый удельный вес материала, его прочность, высокая устойчивость к атмосферным воздействиям – это основные, но не исчерпывающие, привлекательные свойства карбона, который на сегодня является основой современного автомобилестроения.

Таким образом, карбон на сегодня представляет собой новый шаг в тюнинге современных авто и данный вид работ имеет наибольшую актуальность в наши дни.

2

Рис.1. Схема углеродной (карбоновой) ткани

Область применения карбона:1. Кузовные детали

Изначально карбон использовали в деталях и кузовных элементах гоночных автомобилей, это было вызвано чисто техническими причинами – при аналогичной металлу прочности, вес некоторых деталей стало возможным снизить до 40%.

3

Рис.2. Карбоновый капот

Рис.3. Карбоновый спойлер

2. Для деталей интерьера

Применяется карбон как во внешней (капоты, обвесы, спойлера ), так и во внутренней (рукоятка переключения КПП (рис.4), вставки на панели) отделке салона.

4

Рис.4. Карбоновые накладки на рукоятку кпп

3.Для дизайна экстерьера

Некоторые «элитные» автопроизводители (такие как Ferrari, Aston Martin, Bugatti и Koenigsegg) стали применять карбоновые элементы в дизайне экстерьера и интерьера (рис.5) автомобилей в серийном производстве.

Рис.5. Карбоновые вставки салона

5

Технологические особенности карбона

Карбон прочно прописался в сцеплении автомобилей, причём из угле волокна могут быть выполнены не только фрикционные накладки, но и сам диск сцепления (рис.6).

Рис.6. Сцепление автомобиля с применением карбона

6

Карбоновые тормозные диски

1. При резких торможениях гонщик F-1 испытывает горизонтальные перегрузки до 5,2 g.

2. Тормоза с дисками из карбона (рис.7) , способны работать при высочайших температурах. Они выдерживают до 800 циклов нагрева за гонку.

3. Каждый из них весит менее килограмма, тогда как стальной аналог как минимум в три раза тяжелее.

Рис.7. Карбоновые тормозные диски

7

Техническая значимость продукции

1. Карбоновый диск сцепления (рис.8) имеет высокий коэффициент трения, что позволяет снизить необходимость высокого прижимного усилия и способствует передаче более высокого крутящего момента.

2. Легкий вес самого диска позволяет снизить момент инерции мотора, тем самым достичь больших оборотов.

3. Подобные сцепления в три раза сильнее сопротивляются износу, чем обычные.

Рис.8. Карбоновый диск сцепления

8

Преимущества созданного продукта - имитация карбона

Популярность карбона при довольно высоких ценах привела к многочисленным попыткам «имитировать» обычные детали под карбон. Широкое распространение получили два вида такой имитации:

ПВХ пленка (рис.9) с характерным «карбоновым рисунком», которой нужная деталь обтягивается под нагревом с применением фена,

«Аквапечать», при которой специальная пленка наносится на деталь под напором воды.

Рис.9. Зеркало, обклеенное пвх - пленкой

9

Виды плетений карбона: 1.Плетение Plain

Карбоновые угле ткани выполняются разными видами плетения, в зависимости от их дальнейшего назначения. Основными факторами для выбора должны быть — эстетика и кривизна изделия.

Plain (рис.10) - рогожа, прямое плетение —размером 1x1, самое плотное поэтому с ним удобнее всего работать, так как на краях ткань не растрепывается.

Рис.10. Плетение Plain

10

2.Плетение Harness Satin

Harness Satin (рис.11) - сатиновое плетение, в котором нити переплетаются в соотношении 3x1, 7x1 и т.д. Плетение используют для огибания сложных кривых. Ткань выполненная данным плетением может поворачиваться и даже менять угол, собираться в длину или ширину.

Рис.11. Плетение Harness Satin

11

3.Плетение Twill

Twill (рис.12) - ёлочка, плетение по диагонали, в котором число нитей проходящих над равно числу нитей проходящих под. Это плетение выглядит гораздо красивее, чем Plain и с ним проще огибать сложные кривые, так как ткань более "рыхлая".

Рис.12. Плетение Twill

12

Перспективность ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

карбона

1. Карбон является отличным композиционным материалом и с каждым годом все больше осваивается в автомобилестроении. Детали из карбона превосходят по прочности детали из других материалов. 2. Стоимость производства карбона велика, но с развитием химической промышленности и увеличением масштаба, цена на карбон будет снижаться. Это единственный материал в котором можно увеличивать жесткость не только в определенном месте, но и в определенном направлении, где это нужно. 3. Карбоновые изделия станут доступнее для более широкого применения в серийном производстве автомобилей. Конструкции из карбона можно делать любой формы без потери жесткости.4. Мир получил в собственное распоряжение уникальный материал, обладающий высоким уровнем безопасности, отличными аэродинамическими показателями, да еще и легче стали и алюминия. Такой облегченный автомобиль получит возможность дополнительно экономить топливо за счет использования менее мощного двигателя.

13