أصبحت عجلات ألياف الكربون قطعة أثرية لفقدان الوزن ترغب بنتلي وفورد في استخدامها

يعتبر مهندسو السيارات ألياف الكربون خيارًا شائعًا للجيل القادم من مواد بناء السيارات ، نظرًا لخفة وزنها وصلابتها الشديدة. في أواخر يوليو من العام الماضي ، أصدرت وكالة تحليل البيانات MarketaaWatch "تقرير أبحاث سوق ألياف الكربون للسيارات 2021" ، والذي أشار إلى أن سوق ألياف الكربون للسيارات العالمية في عام 2020 سيقترب من 160 مليون دولار أمريكي ؛ من 2021 إلى 2027 ، من المتوقع أن يكون السوق العالمي لألياف الكربون للسيارات هو معدل النمو السنوي المركب البالغ 5.71 في المائة الذي يواصل النمو. مع الطلب المتزايد على حماية البيئة وتوفير الطاقة وخفض الانبعاثات ، تبحث صناعة السيارات العالمية عن حلول متنوعة وخفيفة الوزن. إن طلب تخفيض الوزن للكتلة غير المعلقة بارز بشكل خاص. كجزء مهم من الكتلة غير المزودة بنوابض ، تمثل العجلات نسبة كبيرة من الكتلة الكلية للسيارة. إحدى الطرق الفعالة لتقليل الوزن هي استخدام عجلات من ألياف الكربون. مع انخفاض تكاليف المواد الخام والتصنيع ، فإن عجلات ألياف الكربون ، التي كانت باهظة الثمن في الأصل وتستخدم فقط للموديلات الفاخرة أو فائقة الفخامة ، "تنخفض" تدريجياً.

عجلات من ألياف الكربون تصبح "قطعة أثرية لفقدان الوزن"

وتجدر الإشارة إلى أن ألياف الكربون ليست شيئًا جديدًا في صناعة السيارات. لقد تم بالفعل تطبيقه على الجسم وأجزاء كثيرة من السيارة. على سبيل المثال ، يستخدم جسم وشاسيه سيارة BMW i3 ، التي تم إطلاقها في عام 2013 ، مواد ألياف الكربون. في الوقت الحالي ، مع تسريع صناعة السيارات لانتقالها إلى الكهربة ، تتحول بعض تحديات هندسة التصنيع من مركبات محركات الاحتراق الداخلي إلى السيارات الكهربائية. قد يكون تقليل الوزن والديناميكا الهوائية المحسّنة وتقليل الضوضاء من أهم ثلاثة تحديات غير متعلقة بمجموعة نقل الحركة تواجه مهندسي السيارات المعاصرين عند تطوير السيارات الكهربائية. تحتوي المركبات الكهربائية على مكونات أقل بكثير من مركبات ICE ، ولكنها ليست بالضرورة أخف من مركبات ICE. في الواقع ، العديد من المركبات الكهربائية أثقل من نظيراتها في ICE بسبب حزم البطاريات "الكبيرة". على سبيل المثال ، تزن شاحنة البيك أب الكهربائية الجديدة GMC Hummer التي أطلقتها شركة جنرال موتورز منذ وقت ليس ببعيد 9046 رطلاً (حوالي 4.1 طن).

بالإضافة إلى ذلك ، في السنوات الأخيرة ، زاد حجم ووزن العديد من المركبات على الطرق الوعرة والشاحنات الصغيرة بشكل كبير. يبلغ حجم عجلة بعض سيارات الدفع الرباعي الكبيرة 22 بوصة (حوالي 55.9 سم) ، وبعضها يتجاوز 30 بوصة (حوالي 76.2 سم) ، مما يجعل العجلة تزن حوالي 100 رطل (حوالي 45 كجم). يصل وزن عجلة السيارة إلى 400 رطل (حوالي 181 كجم). تقوم العديد من شركات السيارات بتجهيز السيارات الجديدة بعجلات وإطارات أكبر. على سبيل المثال ، أصدرت شيفروليه معاينة جديدة لسيارة في منتصف أغسطس من هذا العام ، قائلة إن الشاحنة الصغيرة شيفروليه سيلفرادو الكهربائية القائمة على منصة السيارة الكهربائية GM Ultium ستكون مزودة بنظام توجيه رباعي العجلات و 24- بوصة اختيارية (حوالي 61 سم) محور كبير.

في هذه الحالة ، جذب تقليل وزن ألياف الكربون على عجلة القيادة انتباه الصناعة. إن شركة Carbon Revolution (Carbon Revolution) ومقرها أستراليا هي شركة تصنيع عجلات مركبة من ألياف الكربون المكونة من قطعة واحدة متطورة تقنيًا. قال الرئيس التنفيذي للشركة جاك دينغل إن عجلات ألياف الكربون أخف بنسبة 40 إلى 50 في المائة من عجلات الألمنيوم. يمكن لمجموعة عجلات من ألياف الكربون أن تقلل من وزن السيارة بمقدار 88 إلى 110 أرطال (حوالي 40 إلى 50 كيلوجرامًا). هذا رقم كبير ، بعد أن كافح كل مهندسي الهيكل والهيكل لإنقاذ 1 كجم.

ما هي شركات السيارات أول من استخدم عجلات ألياف الكربون؟ دعونا نلقي نظرة معا.

1. استغرق تطوير الإطار الجديد من ألياف الكربون لسيارة Bentley Bentayga خمس سنوات

أصدرت بنتلي إطارًا جديدًا من ألياف الكربون يبلغ من العمر خمس سنوات 22- بوصة. سيتم تثبيت الحافة على بنتلي بينتايجا وستكون متاحة حصريًا لطرازات بنتايجا.

تقول بنتلي إنها أكبر عجلات كربونية تم إنتاجها على الإطلاق لسيارة ، ولم يتم تصنيع إطارات الكربون لمجرد نزوة. استغرقت عملية التصميم والاختبار خمس سنوات لإكمالها بالتعاون مع Bucci Composites. من قبيل الصدفة ، كان هذا تقريبًا في نفس الوقت الذي وصلت فيه أول بنتايجا إلى الشوارع ، لذلك يبدو أن المشروع قد تم تطويره بالاشتراك مع بنتلي بينتايجا.

تقول بنتلي إن العجلات صُممت باستخدام عملية حاصلة على براءة اختراع تتضمن جديلة محددة تساعد في تجنب انفجار الإطارات الكارثي في ​​حالات الصدمات الشديدة. تحاكي الاختبارات المختلفة ظروف الطريق المختلفة لضمان جودة إطارات ألياف الكربون ، لأنه في النهاية تزن هذه السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات ما يقرب من 3 أطنان.

ما هي مزايا عجلات ألياف الكربون في سيارة كبيرة مثل بنتايجا؟ ، يمكن أن يقلل استخدام ألياف الكربون من وزن كل عجلة بمقدار 13 رطلاً (6 كجم) ، على الرغم من أنه ليس كثيرًا ، ولكنه يمكن أن يقلل بشكل فعال الوزن غير المعلق ويحسن المناورة. كما سلطت بنتلي الضوء على قوة وصلابة العجلات للحصول على منصة توجيه أكثر ثباتًا.

2. فورد موستانج GT500 مجموعة جديدة مكشوفة ، عجلات من ألياف الكربون كبيرة الحجم ، سيتم تحسين أداء المناولة

ذكرت وسائل الإعلام الأجنبية أن شركة فورد تقوم ببناء مجموعة جديدة من ألياف الكربون لطراز موستانج (موستانج) شيلبي جي تي 500 ، والذي من المتوقع أن يتم إصداره رسميًا هذا العام. أفيد أن المجموعة قد تغطي عجلة من ألياف الكربون 20- بوصة. سيؤدي استخدام مادة ألياف الكربون إلى تقليل الكتلة غير المعلقة للمركبة بشكل فعال وزيادة تحسين أداء المناولة للسيارة. يُذكر أن موستانج GT500 مزودة بمحرك سوبرتشارجد سعة 5 لترات 2- بسعة 5 ليتر مع قدرة قصوى تبلغ 567 كيلو وات ، ويتوافق نظام ناقل الحركة مع علبة تروس مزدوجة القابض 7-.

3. 8600 محرك لفة في الدقيقة وجنوط من ألياف الكربون ، شفروليه تكشف عن الجيل الثامن من كورفيت Z06

تمت ترقية كورفيت الجيل الثامن من شفروليه إلى إصدار Z06. جلبت Z06 الحالية خرجًا وعزمًا قويين من خلال إضافة توربو إلى محرك V 8 6. 2- لتر ، لكن الطراز الجديد عاد مرة أخرى إلى محرك السحب الطبيعي. أكبر تغيير في كورفيت Z06 هو أنها تأتي بمحرك مطور حديثًا. يسمى LT6 ، يأتي المحرك بسعة V 8 5. 5- لتر بمواصفات مستنشقة بشكل طبيعي. على الرغم من الإزاحة المنخفضة وعدم وجود شاحن فائق ، إلا أنه محرك عالي السرعة تم تطويره للقيادة على الحلبة. التكوين الأساسي لهذا المحرك هو نفسه الموجود في سيارة السباق C8.R. مثل بورش 911 (992) جي تي 3 استنادًا إلى محرك السباق. أولاً ، المحرك مصنوع بالكامل من الألمنيوم ويحافظ على التجويف البالغ 4 بوصة (111.76 مم) والذي يعد السمة المميزة لمحرك شفروليه "الكتلة الصغيرة". على العكس من ذلك ، يتم تقليل الإزاحة عن طريق تقصير طول السكتة الدماغية.

تم تغيير هيكل صمام OHV الحالي إلى نوع عمود الحدبات العلوي (DOHC). باختصار ، هذه هي الطريقة التي تستخدم بها المحركات اليوم. يستخدم صمام السحب سبائك التيتانيوم لتقليل الوزن ، وصمام العادم يستخدم صمامًا مملوءًا بالصوديوم لتحسين كفاءة تبديد الحرارة. المكبس مصنوع من الألمنيوم المطروق وقضيب التوصيل مصنوع من التيتانيوم المطروق. هذا يقلل الوزن مع زيادة الصلابة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مشعبات الخانق والعادم كلها جديدة. كما تم طلاء رؤوس الأسطوانات باللون الأحمر.

تحدث التغييرات الأكبر في العمود المرفقي. يستخدم العمود المرفقي المستوي لاستبدال العمود المرفقي المستوي المستخدم في مركبات محرك الاحتراق الداخلي العام. تكرر الطريقة المستوية تسلسل إطلاق الأسطوانات من اليسار إلى اليمين في محرك من النوع V ، والذي يعتمد بسهولة على سرعات عالية جدًا للمحرك ، على الرغم من وجود عيوب مثل عدد الدورات في الدقيقة المنخفض غير المتكافئ وانخفاض عزم الدوران غير المتكافئ. لهذا السبب تستخدم جميع محركات السيارات الخارقة تقريبًا أعمدة مرفقية مسطحة. ينتج المحرك المطور حديثًا 670 حصانًا عند 8400 دورة في الدقيقة و 63.5 كجم / متر من عزم الدوران عند 6300 دورة في الدقيقة. سرعة المحرك المتوفرة هي 8600 دورة في الدقيقة. تم تقديم نظام تزييت بالحوض الجاف لتوفير أداء تزييت سلس في الأسطوانة حتى في البيئات التي يحدث فيها تسارع جاذبية قوي. بهذه الطريقة ، يتم أيضًا زيادة تأثير تقليل ارتفاع المحرك.