Přestože v minulosti byla ocel nejpoužívanějším kovem v automobilech, postupem času byly zavedeny nové lehčí materiály, jako jsou slitiny a plasty, které nahradily těžkou ocel. U vysoce výkonných automobilů se také používají uhlíková vlákna a kovy, jako je hliník a titan.
V tomto článku se zaměříme právě na tyto dva poslední kovy a uvidíme kdo vyhraje bitvu hliník proti titanu pro vozidla.
Byla starší auta tvrdší a bezpečnější? Mýtus nebo realita?
Často slyšíte lidi mluvit o tom, jak se auta už nevyrábějí jako dřív, a že předtím byly podvozky a karoserie tvrdší a odolnější a že byly ještě bezpečnější, protože mívaly těžké ocelové nosníky a silnější plech. A je pravda, že stará auta se stavěla z robustnějších materiálů, jako je ocel, což jim dávalo větší konstrukční tuhost. Nicméně, Tato tuhost nemusí nutně znamenat větší bezpečnost pro cestující v případě nehody.. Ve skutečnosti moderní automobily, přestože jsou vyrobeny z lehčích materiálů, jako je hliník a plast, nabízejí lepší ochranu v případě nárazu díky svému designu zaměřenému na absorpci energie.
Je to tedy falešný mýtus, jako mnoho jiných. Moderní vozy jsou navrženy s naprogramované deformační zóny, které absorbují energii nárazu a lépe tlumí náraz, zatímco tvrdší konstrukce by mohla vystavit cestující vyšším a nebezpečnějším G-sílám. Důvodem je, že tyto oblasti se při nárazu kontrolovaně zvrásní, čímž se sníží síla působící do prostoru pro cestující a působí jako jakýsi tlumič nárazů, přestože zjevné poškození vozidla je větší.
Dnešní auta totiž procházejí náročnějšími crash testy. Tyto testy hodnotí odolnost vozidla při různých typech kolizí a zajišťují ochranu cestujících v případě nehody. A umožňují cestujícím přežít i při srážkách ve velmi vysoké rychlosti, zatímco v dřívějších autech může být náraz i v rychlosti 60 km/h fatální...
Hliník a jeho vlastnosti
El Hliník se stal základním materiálem v automobilovém průmyslu, a to díky souboru jedinečných vlastností, které z něj dělají ideální možnost pro výrobu různých komponentů. Například:
- Karosérie: Některá auta mají vnější panely, jako jsou dveře, kapota, střecha nebo kufr, pro výrazné snížení hmotnosti, jako u sportovních modelů.
- Podvozek: Konstrukční součásti, jako jsou rámy, pomocné rámy a zavěšení, mohou být také vyrobeny z hliníku v lehkých vozech.
- Motor: Blok motoru, hlava válců, písty a ojnice mohou být také z hliníku, váží méně než ocelové motory, což může být pro motorsport velkou výhodou.
- Alu kola: Kola mohou být vyrobena i z hliníkových slitin, což je u mnoha vozů, nejen u sportovních vozů zcela běžné, tento příplatek si můžete vybrat i u mnoha běžných modelů.
- brzdy: brzdové třmeny a součásti brzdového systému.
Kromě různých typů hliníku mohou existovat také slitiny hliníku s jinými kovy pro další zlepšení jeho vlastností. A tento kov má velmi nízkou hustotu, díky čemuž je výrazně lehčí než ocel, konkrétně hliníkové šasi mohlo vážit až 1/3 hmotnosti oceli. Nižší hmotnost neznamená pouze to, že je vůz agilnější a spotřebuje méně paliva, ale má i další výhody, jako je recyklovatelnost materiálu a vysoká odolnost proti korozi, která jej chrání před korozí.
Jak si dokážete představit, nejsou to všechny výhody, má také některé problémy, jako je jeho vyšší cena než ocel, a to ještě více, vezmeme-li v úvahu závislost Evropy na zahraničních dodavatelích tohoto kovu. Na druhou stranu může být také náchylnější k promáčknutí a svařování vyžaduje speciální techniky, které by mohly ovlivnit výrobní náklady.
Titan a jeho vlastnosti
El titan, ačkoliv je vzácnější a dražší než hliník, stal se také další alternativou hliníku ve sportovních a špičkových vozech, stejně jako některé prvky a konstrukce pro motorsport. U sériových vozů mohou být z tohoto kovu vytvořeny některé součásti motoru, některé bezpečnostní konstrukce (bezpečnostní klece, antirolovací konstrukce,...), stejně jako výfukové systémy, které lze vyrobit i z titanu .
Hustota je opět rozhodujícím faktorem, protože titan je tvrdší a odolnější než ocel, a to jak díky své odolnosti vůči tahu a ohybu, i když je vystaven vysokým teplotám, tak kvůli hmotnosti. O 60 % lehčí než ocel. Je také odolný vůči korozi, a to i za nejhorších podmínek vlhkosti, kyselých dešťů atd. A nejen to, odolává i extrémním podmínkám, díky čemuž je odolný proti opotřebení.
Stejně jako hliník má také své nevýhody, jako je vyšší cena, dokonce vyšší než hliník, kromě toho, že přináší problémy při obrábění a svařování.
Je uhlíkové vlákno lepší?
Výběr správného materiálu pro konkrétní součást závisí na několika faktorech, jako jsou mechanické požadavky, hmotnost, cena, snadnost výroby atd. Proto neexistuje lepší nebo horší materiál, vše bude záviset na tom, co je třeba v každém případě dosáhnout. Vlastně v mnoha modelech jsou přítomny hliník, titan a uhlíková vlákna v různých částech, aby bylo možné získat to nejlepší z každého z těchto materiálů a optimalizovat celkový výsledek.
| Vlastnictví | Hliník | Titan | Uhlíkové vlákno |
| Hustota | Nízká (2,7 g/cm³) | Nízká (4,5 g/cm³) | Velmi nízká (1,7 g/cm³) |
| Pevnost v tahu | Dobrý (100-700 MPa) | Vysoká (600-1200 MPa) | Velmi vysoká (3500-5000 MPa) |
| Youngův modul | Nízká (70 GPa) | Střední (100–120 GPa) | Vysoká (230–240 GPa) |
| odolnost proti korozi | Buena | Vynikající | Velmi vysoko |
| Tepelná vodivost | Buena | Vysoký | Velmi vysoko |
| náklady | Nízká | Vysoký | Velmi vysoký |
| Obtížnost výroby | Odmítnout | Media | Vysoký |
| Recyklovatelnost | Vysoký | Vysoký | Odmítnout |
Obrázky | plátno