Las ruedas de fibra de carbono se convierten en un artefacto para perder peso que a Bentley y Ford les gusta usar

La fibra de carbono, debido a que es liviana y extremadamente resistente, es considerada por los ingenieros automotrices como una opción popular para la próxima generación de materiales de construcción de automóviles. A fines de julio del año pasado, la agencia de análisis de datos MarketaaWatch publicó un "Informe de investigación de mercado de fibra de carbono automotriz 2021", que señaló que el mercado mundial de fibra de carbono automotriz en 2020 estará cerca de los 160 millones de dólares estadounidenses; de 2021 a 2027, se espera que el mercado mundial de fibra de carbono para automóviles sea La tasa de crecimiento anual compuesta del 5,71 por ciento sigue creciendo. Con la creciente demanda de protección ambiental, ahorro de energía y reducción de emisiones, la industria automotriz mundial busca soluciones diversificadas de peso ligero. La demanda de reducción de peso de la masa no suspendida es particularmente importante. Como parte importante de la masa no suspendida, las ruedas representan una gran proporción de la masa total del automóvil. Una de las formas efectivas de reducir el peso es usar ruedas de fibra de carbono. A medida que las materias primas y los costos de fabricación han disminuido, las ruedas de fibra de carbono, que originalmente eran caras y solo se usaban para modelos de lujo o ultralujo, están "bajándose" gradualmente.

Las ruedas de fibra de carbono se convierten en un "artefacto para perder peso"

Cabe señalar que la fibra de carbono no es nada nuevo en la industria automotriz. Ya se ha aplicado en la carrocería y en muchas partes del coche. Por ejemplo, la carrocería y el chasis del BMW i3, que se lanzó en 2013, utilizan materiales de fibra de carbono. Actualmente, a medida que la industria automotriz acelera su transición a la electrificación, algunos desafíos de ingeniería de fabricación están cambiando de vehículos con motor de combustión interna a vehículos eléctricos. La reducción de peso, la mejora de la aerodinámica y la reducción del ruido pueden ser los tres principales desafíos no relacionados con el tren motriz que enfrentan los ingenieros automotrices contemporáneos al desarrollar vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos tienen muchos menos componentes que los vehículos ICE, pero no son necesariamente más livianos que los vehículos ICE. De hecho, muchos EV son más pesados ​​que sus contrapartes ICE debido a sus paquetes de baterías "grandes". Por ejemplo, la nueva camioneta eléctrica GMC Hummer lanzada por General Motors no hace mucho pesa hasta 9.046 libras (alrededor de 4,1 toneladas).

Además, en los últimos años, el tamaño y el peso de las ruedas de muchos vehículos todoterreno y camionetas han aumentado significativamente. El tamaño de las ruedas de algunos SUV grandes es de 22 pulgadas (unos 55,9 centímetros), y algunos incluso superan las 30 pulgadas (unos 76,2 centímetros), lo que hace que una rueda pese casi 100 libras (unos 45 kilogramos). El peso de la rueda del automóvil alcanza las 400 libras (alrededor de 181 kilogramos). Muchas compañías automotrices están equipando autos nuevos con ruedas y neumáticos más grandes. Por ejemplo, Chevrolet lanzó una vista previa de un nuevo automóvil a mediados de agosto de este año y dijo que la camioneta eléctrica Chevrolet Silverado basada en la plataforma de vehículos eléctricos GM Ultium estará equipada con un sistema de dirección en las cuatro ruedas y un sistema opcional de 24-pulgadas. (alrededor de 61 cm) buje grande.

En este caso, la reducción del peso de la fibra de carbono en la rueda ha llamado la atención de la industria. Carbon Revolution (Carbon Revolution), con sede en Australia, es un fabricante de ruedas automotrices de compuesto de fibra de carbono de una pieza tecnológicamente avanzado. Su director ejecutivo, Jack Dingle, dijo que las ruedas de fibra de carbono son entre un 40 y un 50 por ciento más livianas que las ruedas de aluminio. , Un juego de ruedas de fibra de carbono puede reducir el peso del vehículo entre 88 y 110 libras (alrededor de 40 a 50 kilogramos). Ese es un número considerable, después de que todos los ingenieros de chasis y carrocería lucharon para ahorrar 1 kg.

¿Qué empresas de automóviles son las primeras en utilizar llantas de fibra de carbono? Echemos un vistazo juntos.

1. La nueva llanta de fibra de carbono de Bentley Bentayga tardó cinco años en desarrollarse

Bentley ha lanzado una nueva llanta de fibra de carbono de 22-pulgadas de hace cinco años. La llanta se montará en el Bentley Bentayga y estará disponible exclusivamente para los modelos Bentayga.

Bentley dice que son las ruedas de carbono de mayor producción jamás ofrecidas a un automóvil, y las llantas de carbono no se fabricaron por capricho. El proceso de diseño y prueba tardó cinco años en completarse en colaboración con Bucci Composites. Coincidentemente, esto fue casi al mismo tiempo que el primer Bentayga salió a la calle, por lo que el proyecto parece haber sido desarrollado en conjunto con el Bentley Bentayga.

Bentley dice que las ruedas están construidas usando un proceso patentado que incluye una trenza específica que ayuda a evitar explosiones catastróficas de llantas en impactos severos. Varias pruebas simulan diversas condiciones de la carretera para garantizar la calidad de las llantas de fibra de carbono, porque después de todo, este SUV pesa casi 3 toneladas.

¿Cuáles son los beneficios de las ruedas de fibra de carbono en un automóvil tan grande como el Bentayga? , El uso de fibra de carbono puede reducir el peso de cada rueda en 13 libras (6 kg), aunque no mucho, pero puede reducir efectivamente el peso no suspendido y mejorar el manejo. Bentley también destacó la fuerza y ​​rigidez de las ruedas para una plataforma de dirección más estable.

2. Ford Mustang GT500 nuevo kit expuesto, ruedas de fibra de carbono de gran tamaño, se mejorará el rendimiento de manejo

Los medios extranjeros informaron que Ford está construyendo un nuevo kit de fibra de carbono para el modelo Mustang (Mustang) ShelbyGT500, que se espera que sea lanzado oficialmente este año. Se informa que el kit puede cubrir una rueda de fibra de carbono de 20-pulgadas. El uso de material de fibra de carbono reducirá efectivamente la masa no suspendida del vehículo y mejorará aún más el rendimiento de manejo del vehículo. Se informa que el Mustang GT500 está equipado con un motor V8 sobrealimentado de 5.2- litros con una potencia máxima de 567kW, y el sistema de transmisión se combina con una caja de cambios de doble embrague de 7- velocidades.

Motor de 3. 8600rpm y llantas de fibra de carbono, Chevrolet presenta el Corvette Z06 de octava generación

El Corvette de octava generación de Chevrolet se actualizó a una versión Z06. El Z06 existente trajo una salida y un par potentes al agregar un turbo al motor de V8 6.2-litros, pero el nuevo modelo volvió una vez más al motor de aspiración natural. El mayor cambio del Corvette Z06 es que viene con un motor de nuevo desarrollo. Llamado LT6, el motor viene en una especificación de aspiración natural de V8 5.5- litros. A pesar de la cilindrada reducida y la falta de un sobrealimentador, es un motor de altas revoluciones desarrollado para la conducción en pista. La configuración básica de este motor es la misma que la del coche de carreras C8.R. Igual que el Porsche 911 (992) GT3 basado en el motor de carreras. En primer lugar, el motor es todo de aluminio y mantiene el diámetro interior de 4.4-pulgadas (111,76 mm), que es el sello distintivo del motor de "bloque pequeño" de Chevrolet. Por el contrario, el desplazamiento se reduce al acortar la longitud de la carrera.

La estructura de la válvula OHV de varilla de empuje existente se ha cambiado a un tipo de árbol de levas en cabeza (DOHC). En resumen, así es como se usan los motores hoy en día. La válvula de admisión adopta una aleación de titanio para reducir el peso y la válvula de escape adopta una válvula llena de sodio para mejorar la eficiencia de disipación de calor. El pistón está hecho de aluminio forjado y la biela está hecha de titanio forjado. Esto reduce el peso al tiempo que aumenta la rigidez. Además, el acelerador y los colectores de escape son todos nuevos. Las culatas también están pintadas de rojo.

Los cambios más grandes ocurren en el cigüeñal. Un cigüeñal plano se usa para reemplazar el cigüeñal plano que se usa en los vehículos con motor de combustión interna en general. El método planar repite la secuencia de encendido de los cilindros de izquierda a derecha en un motor tipo V, que se basa fácilmente en velocidades de motor muy altas, aunque tiene desventajas como bajas revoluciones desiguales y caída de par desigual. Es por eso que casi todos los motores de las marcas de superdeportivos usan cigüeñales planos. El motor de nuevo desarrollo produce 670 hp a 8400 rpm y 63,5 kgf·m de par motor a 6300 rpm. La velocidad del motor disponible es 8600 rpm. Se introdujo un sistema de lubricación por cárter seco para proporcionar un rendimiento de lubricación suave en el cilindro, incluso en entornos donde se produce una fuerte aceleración gravitacional. De esta manera, también se aumenta el efecto de reducción de la altura del motor.