poniedziałek, 12 kwietnia, 2021
0,00 PLN

Brak produktów w koszyku.

Strona główna Aktualności Włókno węglowe, tytan i krzem

Włókno węglowe, tytan i krzem

Samochody sportowe imponują wciskającym w fotel przyspieszeniem, rykiem silnika czy zdolnością pokonywania zakrętów w zawrotnym tempie. Ale nie byłyby tak ekscytujące, gdyby nie zaawansowane rozwiązania techniczne, nad którymi długo głowili się ich twórcy. A te nierzadko wymagają stosowania niezwykłych materiałów, czerpanych z przemysłu kosmicznego, lotniczego i wojskowego. Prześwietlamy auta sportowe i przyglądamy się materiałom, z których są zbudowane.

 

 

 

Włókno węglowe

Popularny karbon jest materiałem, który fani motoryzacji bezpośrednio kojarzą z autami sportowymi. Wielka kariera włókna węglowego jest zrozumiała – to niezwykle wytrzymały materiał o stosunkowo niskiej masie, który do aut sportowych pasuje idealnie. W samochodach sportowych nie znajdziemy go jednak w czystej postaci. Najczęściej występuje w formie wielowarstwowej tkaniny pokrytej syntetyczną żywicą.

Właściwa nazwa tak powstałego materiału to kompozyt zbrojony włóknem węglowym, po angielsku znany jako Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP). W motoryzacji karbon służy przede wszystkim do wykonywania elementów nadwozi, ale także części mechanicznych, takich jak np. wały napędowe, a nawet elementów wnętrz. Materiał wykorzystano do produkcji przeróżnych aut sportowych – od grand tourerów w stylu Lexusa LC do hiperaut pokroju McLarena Senna.

Jednym z najsłynniejszych samochodów zbudowanych z kompozytów zbrojonych włóknem węglowym jest Lexus LFA. Nadwozie samochodu zostało w 65% wykonane z CFRP. Z takiego materiału opracowano główną ramę kabiny, tunel wału napędowego, panele podłogi, dach, pokrywę silnika czy tylne słupki.

Mimo wielu zalet, z powodu wysokiej ceny produkcji włókno węglowe praktycznie nie jest stosowane w tzw. samochodach popularnych. Zdarzają się jednak wyjątki.

Hybrydowa Toyota Prius Plug-in otrzymała pokrywę bagażnika z elementami z karbonu. Z podobnego materiału wykonano ściany zbiornika paliwa wodorowej Toyoty Mirai.

 

Kevlar

Włókno aramidowe, czyli kevlar to materiał szeroko stosowany w przemyśle zbrojeniowym – z kevlaru powstają np. kamizelki kuloodporne czy hełmy. Ale to też kolejny niezwykle wytrzymały materiał, który znalazł zastosowanie w motoryzacji. Kevlar może z powodzeniem służyć do produkcji elementów nadwozia i spotkał się z dużym uznaniem w sportach motorowych – używany jest przy produkcji bolidów Formuły 1, a nawet zaawansowanych aut do driftu.

Co ciekawe, włókno aramidowe znajdziemy także w samochodach drogowych, i to nawet tych popularnych. Służy do wzmacniania kluczowych elementów, takich jak węże chłodnicy, paski rozrządu czy opony. W samochodach sportowych – przede wszystkim tych tworzonych do jazdy wyczynowej – znajdziemy ponadto sprzęgła z okładzinami zawierającymi kevlar.

 

Włókna naturalne

Włókno węglowe i kevlar to materiały syntetyczne. Ale w sportowych autach stosuje się również naturalne włókna roślinne. Najczęściej służą do produkcji elementów nadwozia. Dla przykładu nowa Toyota GR Supra w wyścigowej specyfikacji GT4 otrzymała przedni dyfuzor i tylne skrzydło wykonane z kompozytów zawierających włókna lnu i konopi.

Podobny materiał zastosowano w Porsche 718 Cayman GT4 Clubsport. W przypadku niemieckiej konstrukcji z kompozytu zwierającego włókna konopne również wykonano tylne skrzydło, a także drzwi. Materiał tego typu nie odbiega masą ani wytrzymałością od tradycyjnego włókna węglowego, a jest jednocześnie bardziej przyjazny środowisku.

 

Tytan

Ogromną wytrzymałością i niską masą cechuje się również tytan. Ten metal jest też bardzo odporny na działanie wysokich temperatur oraz korozję, co czyni go jeszcze bardziej atrakcyjnym. W motoryzacji tytan stosuje się np. do tworzenia korbowodów. Taką strategię zastosowali inżynierowie opracowujący Lexusa LFA. Wykorzystanie tego metalu i wielu innych specjalnych materiałów pozwoliło im stworzyć silnik V10 o masie mniejszej niż typowej V-szóstki, który na dodatek osiągał maksymalną prędkość obrotową nawet w 0,6 s.

Tytan znajdziemy również w słynnych V8 Lexusa – z tego materiału wykonywane są zawory dolotowe. Z kolei nowy Lexus RC F Track Edition dysponuje wydechem wykonanym z tytanu. Tytanowe wydechy znajdziemy również w sportowych modelach BMW. Zaś w samochodach rajdowych i wyścigowych montowane są sprężyny amortyzatorów wykonane z tytanu. Innym przykładem jest marka Bugatti, która stworzyła tytanowy zacisk hamulcowy. A jakby tego było mało, w 2016 roku powstał nawet samochód niemal w całości wykonany z tego metalu – Vulcano Titanium.

 

Krzem

Krzem, w połączeniu z włóknem węglowym, jest wykorzystywany do tworzenia węglowo-ceramicznych tarcz hamulcowych. Ich obecność we współczesnych samochodach sportowych zawdzięczamy przede wszystkim Ferrari Enzo, chociaż za pierwsze auto wyposażone w to rozwiązanie uznaje się francuskie Venturi Atlantique 400 GT.

Tarcze węglowo-ceramiczne są bardziej odporne na ścieranie, a więc trwalsze. Co nie mniej ważne, zdecydowanie lepiej znoszą wysokie temperatury, zapewniając wydajne hamowanie nawet pod bardzo dużym obciążeniem. A przy tym mają wyraźnie niższą masę od typowych tarcz hamulcowych. Dlaczego zatem nie znajdziemy ich w zwykłych autach? Stosunkowo wysokie koszty produkcji sprawiają, że są bardzo drogie. Za wybór takiej opcji producenci każą sobie zapłacić zwykle kilkadziesiąt tysięcy złotych.

Dlatego węglowo-ceramiczne tarcze hamulcowe znajdziemy głównie w ekstremalnych autach sportowych, takich jak Nissan GT-R Nismo, Audi R8 czy Lexus RC F w wersji Track Edition. Ale niekiedy trafiają również do samochodów bardziej przystępnych cenowo — na przykład Porsche 718 Cayman.

 

Magnez

Wyjątkowo niska masa to istotna cecha magnezu. Nie dorównuje on tytanowi jeśli chodzi o wytrzymałość, ale stopy wykonane z jego użyciem okazują się wystarczająco mocne, a przede wszystkim na tyle lekkie, by znaleźć zastosowanie w przemyśle lotniczym, kosmicznym i motoryzacji. Dodatkowo są też stosunkowo łatwe w obróbce. Magnez jest kolejnym materiałem, który znajdziemy w najlepszych autach sportowych. Wyjątkowo niską masę V-dziesiątki legendarnego Lexusa LFA udało się osiągnąć m.in. dzięki zastosowaniu pokryw głowic wykonanych właśnie ze stopu magnezowego.

Podobny materiał wykorzystano do stworzenia zdecydowanie bardziej powszechnego, 6-cylindrowego silnika N52 BMW. Użycie magnezu sprawiło, że w momencie premiery motor ten był najlżejszym silnikiem tego typu na świecie. Dzięki stosunkowo przystępnym kosztom produkcji materiał znalazł zastosowanie również w popularnych samochodach — z magnezu wykonywane są konstrukcje kierownic czy szkielety foteli. A na drugim biegunie znajdują się samochody rajdowe i wyścigowe, które często dysponują obręczami kół ze stopów magnezu.

 

Aluminium

Na tle tak egzotycznych i wytrzymałych materiałów, jak kevlar czy tytan, aluminium może nie robić wrażenia. W motoryzacji ten materiał, zwany też technicznym glinem, jest stosowany niemal od samego początku i znajdziemy go nawet w samochodach popularnych. Ponadto aluminium samo w sobie jest stosunkowo miękkie, co z pozoru nie czyni go materiałem pożądanym w świecie samochodów sportowych. Ale producenci szybkich aut bardzo je cenią, bowiem w połączeniu z innymi substancjami, takimi jak magnez, krzem czy miedź, aluminium tworzy wytrzymałe i jednocześnie lekkie stopy.

I tak, z materiału zwierającego aluminium często odlewane są elementy silników. Słynne silniki V8 z serii LS produkowane przez General Motors dysponują blokami wykonanymi z żeliwa lub właśnie aluminium. Z tego lekkiego materiału zrobiono też blok i głowice silnika V10 Lexusa LFA. A legendarny silnik 2JZ Toyoty, choć dysponujący żeliwnym blokiem, był zamknięty od góry głowicą z aluminium.

2JZ trafił m.in. pod maskę Toyoty Supry poprzedniej generacji, a techniczny glin wykorzystano też do stworzenia innych elementów samochodu, w tym dachu czy miski olejowej skrzyni biegów. Chodziło oczywiście o obniżenie masy. W nowej GR Suprze Toyota zdecydowała się na podobne zabiegi — z aluminium wykonano chociażby elementy zawieszenia, maskę czy drzwi. Zawieszeniem z podobnego materiału dysponował także legendarny McLaren F1.

redakcjahttp://rallyandrace.pl
Profil redakcyjny dla artykułów stworzonych przez kilku naszych redaktorów.
Poprzedni artykułAfrykańska saga
Następny artykułJedyny taki wśród tegorocznych akcji

RALLY AND RACE NA INSTARGRAMIE

NOWOŚCI

Łukasz Kabaciński wsiada do auta klasy Rally2 na dłużej

Łukasz Kabaciński i Michał Kuśnierz zdradzili swoje plany dotyczące nadchodzącego sezonu ProfiAuto RSMP. Załoga pojedzie cały sezon...

Testy ELMS rozpoczęte: Kubica najszybszy o poranku!

Na niecały tydzień przed pierwszym wyścigiem tegorocznej Europejskiej Serii Le Mans w Barcelonie, stawka przystąpiła do dwudniowych...

Felieton – Extreme E: Kto wyłączył dźwięk???

Stało się – elektryki ruszyły w teren! Jeszcze kilka lat temu w najśmielszych snach bym nie pomyślała,...

Tarmac Masters: onboard Miko Marczyka z opisem dzisiejszych oesów!

Przy okazji pierwszej rundy Tarmac Masters Miko Marczyk przejechał się po trasach rajdu. Przy okazji nagrał onboard...

Baja Drawsko Pomorskie dla Hołowczyca i Kurzei

Zwycięstwem Krzysztofa Hołowczyca i Łukasza Kurzei zakończył się w sobotę rajd Wysoka Grzęda Baja Drawsko Pomorskie. Zawody...

NAJPOCZYTNIEJSZE

Fabia R5 vs Gaz 51, czyli estońska przygoda Zapały

Mariusz Zapała w niecodzienny sposób zakończył udział w Samsonas Rally Rokiskis. Mimo jednego zdarzenia to właśnie druga sytuacja sprawiła o zapadnięciu decyzji o wycofaniu...

„Felix” wystartuje w Tarmacu

Paweł „Felix” Danilczuk, który od dłuższego czasu przygotowuje się do powrotu na odcinki specjalne, opowiedział nam krótko o planach na sezon 2021. Znany wszystkim Felix...

Jak Kalle Rovanperä stracił podium w Monte Carlo

Po naprawdę świetnej jeździe Rovanperä ostatniego dnia Rajdu Monte Carlo 2021 zajmował 3. miejsce. Niestety, młody Fin popełnił błąd, który kosztował go podium. https://www.youtube.com/watch?v=5IqxI_zRx2A&ab_channel=RallyeRacing63

Stajnia Retrotechnology poszerza flotę o dwa Fiaty

Rybnicka stajnia od pewnego czasu buduje dział retro, w którym znalazły się już takie auta jak: Autobianchi A112 Abarth, Fiat 500 czy 126 p....