Les automobiles sont composées de dizaines de milliers de composants, et le matériau choisi pour chacun a un impact direct sur les performances, la sécurité, la durabilité et le coût du véhicule. Avec les progrès de la science des matériaux, les composants automobiles modernes ne se limitent plus à l'acier traditionnel. Au lieu de cela, ils ont développé un paysage diversifié, principalement en acier -, avec une variété de matériaux utilisés en synergie. Cet article fournira une analyse de profondeur dans - des matériaux et propriétés communs utilisés dans les principaux composants automobiles.
I. ACTEUR: La pierre angulaire de la fabrication automobile
L'acier reste le matériau le plus utilisé dans la fabrication automobile, représentant environ 60% à 70%. Sa résistance élevée, sa facilité de traitement et son faible coût en font le choix préféré pour les structures corporelles, les châssis et les composants du groupe motopropulseur.
High - Sontage Steel (HSS) et Advanced High - Force Alect (AHSS)
Utilisées dans les composants de sécurité critiques tels que les cadres corporels et les poutres d'impact de porte, ces aciers offrent des résistances à la traction de 500 - 1500 MPa, réduisant le poids tout en améliorant la sécurité des collisions. Par exemple, l'acier à double phase (acier DP) et l'acier martensitique sont couramment utilisés dans les piliers et pare-chocs A / B.
Drap en acier galvanisé
La feuille en acier galvanisée est largement utilisée dans les panneaux de carrosserie (comme les portes et les capuchons) pour prolonger sa durée de vie en raison de sa surface résistante à la rouille -.
Fonte
En raison de ses excellentes propriétés de résistance à l'usure et d'absorption des chocs, il est principalement utilisé dans des composants tels que les blocs moteurs et les disques de frein. La fonte grise est faible - coût, tandis que le fer ductile offre une plus grande résistance, ce qui le rend adapté à la charge - des pièces de roulement telles que les vileliers.
Ii ALLIAGE D'ALUMINUM: la force principale en sabile
Avec une densité d'un seul - tiers de celle de l'acier mais une résistance similaire, l'alliage d'aluminium est un matériau clé pour les véhicules légers. Chaque kilogramme d'alliage d'aluminium utilisé à la place de l'acier réduit le poids d'environ un kilogramme et améliore la consommation de carburant.
Composants du moteur: les culasses, les pistons et autres composants utilisent l'alliage d'aluminium pour améliorer la dissipation de la chaleur.
Corps et châssis: des modèles finaux élevés - tels que l'Audi A8 utilisent tous les cadres corporels en aluminium -, tandis que le Tesla Model S utilise plus de 90% d'alliage d'aluminium.
Roues: les roues en alliage en aluminium de la série 6061 ou 7075 offrent un équilibre léger et résistance . 3. Plastiques et composites: percées dans la fonctionnalité et la flexibilité de conception
La proportion de plastiques d'ingénierie et de composites utilisés dans les automobiles a augmenté chaque année, principalement dans les pièces structurelles non -, mais se développe également progressivement en composants fonctionnels.
Plastiques communs
Polypropylène (PP): pare-chocs et garnitures intérieures, faible coût et facile à mouler.
Polyuréthane (PU): mousse de siège et isolation sonore, offrant un confort.
Nylon (PA): composants périphériques du moteur (tels que les collecteurs d'admission), résistant à la corrosion de température - élevée.
Plastique renforcé de fibre de carbone (CFRP): Avec une résistance spécifique 20 fois celle de l'acier, il est utilisé dans les supercars (comme le cadre corporel BMW i3) et les composants de suspension de modèles finaux - élevés, mais son coût élevé a limité son adoption générale.
Fibre de verre Plastique renforcé (GFRP): utilisé dans les composants extérieurs tels que les toits et les spoilers, l'équilibrage de la résistance et du coût.
4. Rubber et élastomères: le rôle indispensable "doux"
Pneus: composites de caoutchouc naturel et de caoutchouc synthétique (comme le styrène - caoutchouc butadiène) doit équilibrer la résistance à l'usure, l'adhérence et la résistance au vieillissement. Joints et amortisseurs: le monomère de l'éthylène propylène diène (EPDM) est utilisé pour les joints de porte, et le caoutchouc naturel est utilisé pour les bagues de suspension.
V. Matériaux émergents: la frontière technologique des futures automobiles
Alliage de magnésium: plus léger que l'aluminium (avec une densité - celle de l'acier), il est utilisé dans les cadres de volant et les cadres de siège, mais est susceptible de corrosion.
Céramique: utilisé dans les isolateurs de bougie d'allumage et les roulements de turbocompresseur, ils offrent une excellente résistance à la température -.
Matériaux d'impression 3D: les alliages de titane, les poudres en nylon et d'autres matériaux sont utilisés pour la fabrication de composants personnalisés.
Conclusion
La sélection de matériaux de composants automobiles est un acte d'équilibrage entre les performances, le poids et le coût. À l'avenir, avec l'avancement de nouvelles technologies énergétiques et intelligentes, des matériaux légers, de corrosion - et des matériaux hautement conducteurs (tels que les composites de graphène) remodeleront davantage le paysage de fabrication automobile. Comprendre ces matériaux est non seulement essentiel pour les ingénieurs, mais aide également les consommateurs à acquérir une compréhension plus rationnelle du développement de la technologie automobile.
