El brazo inferior delantero ideal en realidad está hecho de plástico. ¿Tesla también lo utiliza?
Wen/Tian
Recientemente, muchas personas han estado hablando de la cirugía plástica del antebrazo de Li en Weibo. Algunas personas piensan que se trata de una combinación sencilla para ahorrar costes, ignorando la seguridad de los propietarios de automóviles, pero otras piensan que no hay necesidad de armar un escándalo; Se trata de un material compuesto especial que es comparable al plástico común y cuesta más que los materiales metálicos.
Estas dos afirmaciones tienen motivos diferentes, pero el autor cree que este último puede ser más racional.
Tal vez muchos blancos no entienden qué es un “antebrazo”. Digámoslo de esta manera, lo que normalmente llamamos un eje roto es en realidad un antebrazo roto. El basculante inferior conecta la suspensión y los neumáticos y es el principal mecanismo de soporte de la carrocería. Por supuesto, el brazo inferior delantero también asume la función de dirección y es más probable que se rompa bajo doble presión.
El material común del brazo oscilante es una placa de acero estampada de doble capa. Los mejores modelos utilizan aleación de aluminio fundido, y algunos coches deportivos y de lujo incluso utilizan aleación de aluminio forjado.
En cuanto a sustituir un material componente tan importante por plástico, suena un poco aterrador. ¿Puede soportar una carrocería ideal que pese casi dos toneladas? ¿Cuánto dura la vida útil?
De hecho, los ingenieros ya han considerado estas cuestiones por usted.
En primer lugar, debemos entender que este plástico no es un plástico común, sino un plástico mixto. ¿control? Arm, en pocas palabras, es un brazo de control compuesto de metal, importado de Corea del Sur.
El brazo oscilante está envuelto en acero de alta resistencia con materiales compuestos, como un ligamento adherido a un hueso, lo que no sólo aumenta la resistencia general sino que también compensa la falta de dureza del metal.
Los principales componentes del material compuesto son PA6 (nylon) y GF50 (fibra de vidrio).
Cualquiera que haya jugado con modelos de coches RC sabe que el nailon tiene muchas ventajas, como alta resistencia, buena tenacidad, resistencia a la corrosión, fácil procesamiento, peso ligero y autolubricación.
Pero las desventajas del nailon también son obvias. La rigidez es ligeramente menor que la del metal. La resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión también disminuirán con el aumento de la temperatura y la absorción de agua. Es fácil ser quebradizo a bajas temperaturas.
Por lo tanto, los ingenieros agregaron materiales de fibra de vidrio para mejorar el rendimiento de PA6. Muy poca fibra de vidrio no puede desempeñar un papel de refuerzo. Demasiada fibra de vidrio tiene poca fluidez cuando se procesa y el material se vuelve quebradizo.
El material compuesto ideal del antebrazo adopta la tecnología patentada de BASF, utilizando PA6 como material base y añadiendo 50 GF. En la siguiente figura se puede ver su rendimiento en términos de expansión y contracción térmica. La cantidad de expansión está entre la de la aleación de aluminio y la del acero, y la cantidad de contracción es menor que la de la aleación de aluminio. Se puede decir que es muy estable y poco afectado por la temperatura.
¿Qué pasa con la fuerza y la vida? Obtuve algunos datos de Ideal Official.
En términos de resistencia del producto, ¿se puede lograr el pandeo lateral de los materiales compuestos? Más de 100 KN es aproximadamente 7 veces la carga total del eje delantero del Li One, y el brazo oscilante de aluminio bajo el mismo límite es de aproximadamente 70 kN.
Se dice que las nervaduras internas de este brazo oscilante fueron desarrolladas por la herramienta CAE Ultrasim de BASF. Puede fortalecer la estructura en cualquier punto de acuerdo con los requisitos de diseño sin ningún callejón sin salida, lo cual es imposible con material metálico. tecnología.
No existe una comparación clara en términos de durabilidad, pero el aspecto ideal es que se haya verificado a través de múltiples rondas de pruebas en banco y en carretera, y se pueda alcanzar todo el ciclo de vida del vehículo. En cuanto al material en sí, su coeficiente de deformación térmica es cercano al del acero. ¿Guardar a 120 ℃? 11? Básicamente, no hay pérdida de sus propiedades mecánicas; ¿aumentará la resistencia a la tracción del material a baja temperatura (-30 °C)? 45.
De hecho, utilizar un basculante de plástico en un coche de producción no es un comienzo ideal. ¿Tesla se ha movido del modelo? modelo x-turn? 3. La horquilla superior delantera de plástico siempre está en uso. No había oído hablar de brazos oscilantes de aleación de aluminio que se rompieran debido a problemas de resistencia en tantos años.
Las ballestas de los deportivos Corvette C5-C7 también están fabricadas con materiales compuestos y se utilizan desde hace más de 20 años. ¿Qué pasa con el último? ¿Volvo? Xc90/s90, etc. , por lo que básicamente no hay necesidad de preocuparse por la estabilidad del material, el antienvejecimiento y la capacidad de adaptación al medio ambiente.
Incluso puedes buscar información circundante, como materiales de alas de aviones. La caja del ala central del Airbus A380 está fabricada de materiales compuestos. Posteriormente, los aviones B787 y A350 incluso utilizaron materiales compuestos de fibra de carbono en la estructura del ala principal, que también pueden clasificarse como plástico.
Entonces, ¿cuáles son los beneficios de utilizar un antebrazo compuesto?
La primera es reducir el peso no suspendido. Siempre ha habido un dicho en el diseño de automóviles que dice que "un kilogramo no está suspendido, diez kilogramos están suspendidos". En otras palabras, el efecto de reducir la masa no suspendida en un kilogramo equivale a reducir la masa suspendida en diez kilogramos. Por supuesto, puede que sea una exageración, pero aun así ilustra la importancia de reducir el peso no suspendido.
La relación de densidad del nailon y la aleación de aluminio es de 1,2:2,7. Aunque el nailon se utiliza más, sigue siendo más ligero que los materiales metálicos tradicionales. Un peso no suspendido más pequeño puede hacer que la suspensión del automóvil responda más rápidamente, lo que resulta beneficioso para mejorar el rendimiento dinámico del vehículo.
Al mismo tiempo, como se puede ver en la figura siguiente, en comparación con las aleaciones de aluminio, los materiales compuestos pueden acortar el tiempo de amortiguación de vibraciones entre 2 y 3 veces, lo que resulta beneficioso para mejorar la comodidad del vehículo.
En segundo lugar, el par de torsión del pasador de bola del brazo inferior de los materiales compuestos es menor (tradicionalmente de 5 a 10 Nm, los materiales compuestos se pueden reducir a? 0,5 a 4 Nm), lo que puede reducir la fricción interna de la suspensión y proporcionar a los conductores con mejor estabilidad.
Además, el brazo inferior y la rótula de dirección están formados integralmente, lo que tiene una mejor envoltura y no es fácil que se caiga. Lo único a considerar es su coste de mantenimiento. Una vez que la rótula está dañada, es posible que sea necesario reemplazarla junto con el brazo oscilante.
El último beneficio es la resistencia a la corrosión, que puede evitar eficazmente el problema del daño de la película de pintura causado por el impacto de la arena y la grava en los brazos oscilantes de acero electroforético tradicionales. El fabricante proporcionó una fotografía del antebrazo del Li ONE durante una prueba en carretera de 20.000 kilómetros. Parece un poco sucio y muestra poco desgaste.
En cuanto al coste, ¿será realmente menor el coste de los plásticos compuestos que el de los materiales metálicos?
De hecho, no es nada barato. Según el precio de mercado, la placa de acero cuesta aproximadamente 6 yuanes/kg, la aleación de aluminio cuesta 14 yuanes/kg, la PA6 cuesta 20 yuanes/kg y la PA6 GF50 cuesta 50 yuanes/kg.
Por supuesto, algunas personas dicen que el coste de procesamiento de los materiales compuestos es menor que el de los metales. Además, los materiales compuestos tienen baja densidad y peso ligero, por lo que el coste del material también es bajo. No hay datos claros sobre quién cuesta más, pero lo ideal es que un antebrazo compuesto cueste más que el acero estampado actual y las piezas fundidas de aluminio normales, pero aún más barato que las piezas fundidas de aluminio forjado.
Por último, quizás quieras preguntarte, dado que los materiales compuestos tienen tantas ventajas, ¿por qué no se utilizan en coches de lujo, como Rolls-Royce? No tienen que pensar en costos en absoluto.
¿Sabes qué es la textura metálica? Después de todo, no importa cuán lujoso sea el plástico, sigue siendo plástico, especialmente cuando es completamente diferente del plástico común...
Este artículo es del autor de Autohome y no representa la Posición de Autohome.