Princíp úspory ľahkej konštrukcie Redukcia hmotnosti pomocou uhlíka a horčíka - DER SPIEGEL
Ľahká konštrukcia: autá na diéte
Princíp úspory ľahkej konštrukcie Redukcia hmotnosti pomocou uhlíka a horčíka
Každý, kto už niekedy vyliezol na horu s batohom, sa môže vcítiť do toho, o čom vývojárom automobilov ide: čím ľahší náklad, tým menšia sila. A čím menej úsilia, tým nižšia potreba energie. Pretože dodávky benzínu sú čoraz vzácnejšie a výrobcovia automobilov musia znižovať emisie CO2, budúce vozidlá by sa mali stať ľahšími. Ak auto stratí 100 kíl, spotreba klesne o zhruba 0,3 až 0,5 litra na 100 kilometrov.
Pokiaľ ide o pôst, výrobcovia môžu začať hlavne karosériou. Ľahká oceľ a hliník by mali znížiť hmotnosť. Heinz Hollerweger, vedúci celkového vývoja vozidiel v spoločnosti Audi, spieva pieseň chvály za hliníkovú karosériu, ktorú ingolstadtský výrobca prvýkrát uviedol do sériovej výroby v roku 1994 s modelom A8 a ktorá má v súčasnosti viac ako 500 000 so súčasnými A8, R8 a TT, ktoré sú tiež z veľkej časti vyrobené z hliníka. -krát postavené. Jaguar to so sedanom XJ rýchlo nasledoval a ďalší výrobcovia tiež čoraz častejšie využívajú panely karosérie vyrobené z ľahkého kovu. Celkovo však hliníkové automobily zostávajú pomerne exkluzívne, pretože sa jedná o drahé špeciálne modely.
To platí najmä pre materiál uhlík. Uhlíkové vlákna nasiaknuté živicou a vypálené na vysokej teplote patria medzi najľahšie, ale aj najdrahšie materiály v automobilovom priemysle. Pretože výroba je tiež mimoriadne zložitá, materiál ešte nie je vhodný na hromadnú výrobu. Preto sa uhlík nachádza takmer iba v superšportových automobiloch s homeopatickým množstvom. Existujú však náznaky prenosu technológie na ďalšie komponenty: napríklad BMW využíva tento materiál v značnom rozsahu v štandardnej karbónovej streche modelu M3.
Príklady ukazujú, že ľahká konštrukcia je v súčasnosti stále luxusom. "V budúcnosti bude dôležité implementovať dostupné ľahké stavebné technológie do cenovo dostupných rozsiahlych projektov. Iba tak výrazne prispejete k udržateľnému znižovaniu CO2," hovorí riaditeľ výskumu VW Jürgen Leohold. Za týmto účelom zahájila spoločnosť so sídlom vo Wolfsburgu projekt Super ľahké auto, v ktorom zmes hliníka, ocele, horčíka a plastu znížila hmotnosť karosérie strednej triedy o 35 percent na 180 kilogramov.
Je to tiež veľmi jednoduché: menšie autá vážia menej
Výroba takýchto patchworkových automobilov je zložitá. Na druhej strane Mazda zoštíhlila veľmi jednoduchými prostriedkami: generačná výmena malého automobilu Mazda 2 ušetrila 100 kilogramov, hlavne preto, že bol o niečo menší. Malo by to takto pokračovať. „O dva roky uvedieme na trh ďalší model, ktorý nám ušetrí ďalších 100 kilogramov,“ hovorí riaditeľka výskumu Seita Kanai a sľubuje o päť percent nižšiu spotrebu paliva.
Problémovými oblasťami karosérie nie sú iba plechy, ale najmä okná. Medzitým sa však aj tu objavuje jednoduchšie riešenie. „Polykarbonát namiesto skla by mohol znížiť váhu na polovicu,“ hovorí Petra Gulz, hovorkyňa dodávateľa Webasto. Spoločnosť v súčasnosti vyrába hlavne panoramatické strechy z plastu, ale už plánuje ich použitie vo väčšom rozsahu. „Možné sú aj pevné bočné okná, zadné okná alebo obkladové diely so skleneným vzhľadom.“
Hmotnosť sa dá ušetriť nielen pomocou nových materiálov
Ak však chcete naozaj rýchlo, musíte myslieť nielen na materiálové stupnice - a potom prísť s novými koncepciami ochrany, ako sú napríklad Mercedesy predstavené v experimentálnom bezpečnostnom vozidle ESF 2009. Z dôvodu úspory miesta a hmotnosti sa po prvýkrát používajú nafukovacie nárazové konštrukcie: Podobne ako airbagy, aj kovy sa pomocou plynových generátorov rozprestierajú krátko pred nehodou a vytvárajú tak stabilnejšie deformačné zóny bez zvyšovania hmotnosti.
Pri práci s váhami vývojári zápasia nielen s nákladmi a konštrukčnými princípmi, ale aj s novými zákonmi o čistení výfukových plynov, s prísnejšími požiadavkami na nárazy a v neposlednom rade s požiadavkami zákazníkov. „Pokiaľ ide o bezpečnostné normy a požiadavky na komfort, niet návratu späť,“ hovorí expert Mercedesu Peter Lehmann a vysvetľuje, prečo napríklad medzi Mercedesom 190, známym ako Baby Benz, a súčasnou triedou C dochádza k nárastu hmotnosti približne o 400 kilogramov.
Akokoľvek to znie absurdne, súvahu ničia aj čisté motory budúcnosti. Batérie a elektromotory v hybridných automobiloch sú ťažké. Niektoré z prísľubov inžinierov, že budúce autá budú vždy ľahšie ako ich predchodcovia, sa teda jednoducho nedokážu splniť. Aj preto, že sa znížili emisie CO2 vozidla.