碳纖維對于汽車輕量化的應用

說到碳纖維，相信大家對這個詞都不陌生，因為這種復合材料在生活中已被大量的應用，特別是一些高端產品。汽車輕量化已成為汽車廠家們努力的主要方向之一，在不降低性能的基礎上給汽車進行減重不僅可以大大降低燃油的消耗而且可以提高消費者的體驗感。對于碳纖維汽車配件挪恩復材進行了大量的投入研究，碳纖維材質可以應用在汽車的哪些方面？

1、剎車盤：剎車盤是汽車配件中重要的組成部分，它與我們的安全息息相關，因此為了我們的安全著想，就算汽車性能再不好，問題再多，剎車系統(tǒng)也必須能穩(wěn)定的工作。現在汽車上使用的大多數都是金屬剎車盤，雖說制動效果不差，但是要是和碳陶剎車盤相比，那還是差很多的。雖然碳陶剎車盤問世已久，但是真正了解它的人還不是很多。這種技術較早在70年代，就應用在了飛機上，80年代開始在賽車上應用，而較早使用碳陶剎車的民用車是保時捷996 GT2。據說使用這種剎車技術的賽車，只需要三秒，就能將車從200公里每小時的飛馳狀態(tài)變?yōu)殪o止，其強大的性能可見一斑。不過正因這種技術的性能過于強大，一般不會在民用車上看見，但是百萬級別以上的跑車都是用的很多。所謂碳纖維制動盤是采用碳纖維為增強材料制成的一類摩擦材料，其充分利用碳纖維在物理性能上具有強度大、密度低、耐高溫、導熱快、模量高、耐摩擦、節(jié)能環(huán)保等特點;特別是碳纖維織物復合摩擦材料，其動摩擦系數要比靜摩擦系數大的多，因此也成為各種類型摩擦材料中性能較好的一種。此外，這種碳纖維制動盤、片不存在生銹的情況，其耐蝕性十分優(yōu)秀，且平均使用壽命可達8～12萬km以上，相比常見的剎車盤，除了成本高，幾乎全是優(yōu)點。

2、碳纖維輪轂

（1）更輕：碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。質量比金屬鋁輕，強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防**和民用方面都是力學性能優(yōu)異的重要材料。碳纖維輪轂采用兩片式設計，輪輞為碳纖維材質打造，輪輻為鍛造輕量化合金，搭配鍛造鉚釘，較一般同尺寸的輪轂重量低40%左右。

（2）更高強度：碳纖維的密度是鋁合金的1/2，強度卻是鋁合金的8倍，被譽為黑色黃金的材料之王。碳纖維技術不僅可以使車身輕量化，同時還可以強化車身強度。采用碳纖維制造的車，重量僅相當于普通鋼材汽車的20%到30%，硬度卻在10倍以上。

（3）更節(jié)能：據有關專家研究，使用碳纖維輪轂減輕1kg的簧下質量的效能可以等同于減輕10kg的簧上質量。而車重每減10%，便可降低6%到8%的油耗，降低5%到6%的排放，在同樣用油情況下，一輛車每小時可以多開50公里，有助于提升車的加速與制動性能。

（4）更耐用的性能：碳纖維復合材料的構成元素穩(wěn)定，抗酸性、抗腐蝕性超過金屬。也意味著設計者無需考慮產品使用期間有腐蝕造成的性能下降，這也給汽車重量的減輕和性能的提高提供了更多可能。

（5）更好超控：碳纖維輪轂有很好的減震效果，具有操控性更強，舒適度更高等特點。汽車更換輕量化的碳纖維輪轂之后，由于簧下質量減輕了，車的懸掛響應速度有明顯提升，加速更快更輕松了。

3、碳纖維引擎蓋：引擎蓋不僅僅是用來美化汽車的，它能夠給予汽車引擎防護，在出現事故的時候還會吸收動能保護乘客，所以引擎蓋的性能對于汽車安全的影響非常重要。傳統(tǒng)的引擎蓋多使用鋁合金或鋼板等金屬材料，這類材料存在重量過大，容易腐蝕的卻缺陷，而碳纖維材料性能優(yōu)秀相對于金屬材料擁有極大的優(yōu)勢。碳纖維復合材料制作的引擎蓋相對于金屬引擎蓋重量優(yōu)勢非常明顯，大約能降低30%的重量，這能讓汽車更靈活油耗更低。在安全性上，碳纖維復材的強度要優(yōu)于金屬，纖維拉伸強度能達到3000MPa，能夠更好的保護汽車。另外碳纖維材料耐酸堿、耐鹽霧，環(huán)境適應性強不會出現生銹的情況。碳纖維制品的紋路美觀大方，拋光處理后很有質感，材料可塑性強能滿足個性化定制需求，備受改裝愛好者青睞。

碳纖維引擎蓋

4、碳纖維傳動軸：傳統(tǒng)傳動軸多是采用質輕抗扭性佳的合金制成，在使用的過程種需要定期注入潤滑油進行保養(yǎng)，并且金屬材質的特性讓傳統(tǒng)傳動軸容易磨損，引發(fā)噪音和發(fā)動機能量的損失。碳纖維作為新一代增強纖維，具有強度高、比模量高和重量輕等特點，利用碳纖維制作汽車傳動軸，不僅強度較傳統(tǒng)金屬合金要強，更能達到汽車的輕量化。

5、碳纖維進氣歧管：碳纖維進氣系統(tǒng)可以隔絕發(fā)動機艙的熱量，這樣子可以降低進氣溫度。進氣溫度下降了可以提高發(fā)動機的動力輸出。車輛發(fā)動機的進氣溫度是相當至關重要的，假如空氣的溫度太高，那空氣中的氧含量會下降，這樣子會關系發(fā)動機的做功和動力輸出。改裝碳纖維進氣系統(tǒng)是一個相當有效果的方法，碳纖維這樣的材料是相當隔熱的。將進氣管路改裝成碳纖維的可以隔絕發(fā)動機艙的熱量，這樣子可以防止進氣溫度太高。

6、碳纖維車身：碳纖維車身的優(yōu)點是其剛性強度相當大，質地堅硬不容易變形，并且碳纖維車身的自重相當小，可以進一步下降車輛的耗油。與傳統(tǒng)金屬相比，碳纖維材質車身具有輕量化的特點，可以減小車身的制動距離。

碳纖維車身