人們生活質(zhì)量的提升，使得生態(tài)環(huán)境的污染程度逐漸變得愈發(fā)嚴(yán)重，為能夠有效治理和保護(hù)環(huán)境，輕量化的汽車產(chǎn)品是汽車行業(yè)研究生產(chǎn)的重點(diǎn)。在汽車生產(chǎn)的過程中應(yīng)當(dāng)有效確保到其的輕量化，才可以保證到汽車的輕量化。

碳纖維是一種高強(qiáng)度、高模量的新型纖維材料，碳含量大于95%。它具有無蠕變、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)高、化學(xué)性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用中具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)力發(fā)電、飛機(jī)制造等領(lǐng)域。近年來，他們不斷拓展體育休閑、汽車制造、工業(yè)機(jī)械、軌道交通、醫(yī)療保健、延伸裝備等領(lǐng)域。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是指碳纖維作為增強(qiáng)劑，樹脂，金屬，陶瓷等作為基材。碳纖維復(fù)合材料通?；跇渲奶祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的密度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)汽車的密度。金屬結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)高出50%，其重量比鎂/鋁合金結(jié)構(gòu)輕，直接影響車輛的節(jié)能，加速和制動性能。同時，碳纖維布的剛度和吸力不能低估，其碰撞可以達(dá)到鋼的6-7 倍和3-4 次鋁，這進(jìn)一步確保了車輛的安全性；更高的減振可以提高噪音，振動和車輛聲音粗糙度的性能，并改善舒適性。

按照美國能源部和其他部門和機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)車輛總重量將減少10%，燃料消耗將減少6%-8%，排放將減少5%-6%?？梢钥闯?，汽車輕量級是減少燃料消耗并保護(hù)環(huán)境的有效方法。碳纖維布的密度約為1.6g/cm3，這不到鋼的1/4。同時，它具有優(yōu)異的機(jī)械性能，環(huán)境耐候性，尺寸穩(wěn)定性，可設(shè)計性，高吸力效率和減震，并開發(fā)具有開發(fā)前景的輕質(zhì)材料。

2.1 車身構(gòu)件

汽車車身部件是汽車最常見的部件，如引擎蓋，框架，屋頂框架，加強(qiáng)件，擾流板等。有碳纖維布，碳纖維布的強(qiáng)度高于剛度。在普通鋼的情況下，在相同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下，由碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的結(jié)構(gòu)部件將鋼結(jié)構(gòu)部件減少至約50%，它有效提高了汽車動力學(xué)的動態(tài)性能，尤其是賽車中體現(xiàn)的那些組件的動態(tài)性能。1992 年，CFRP 已用于超輕概念車輛的車身和底盤結(jié)構(gòu)。車身的總重量約為191kg，重量為68%，節(jié)省40%。

2.2 輪轂

車輪是汽車中十分重要的部件之一。它既能承受到了整車的重量和載荷，又能克服驅(qū)動力和扭矩。因此，輪轂不僅要有較高的沖擊力，還要有良好的耐久性、耐熱性和安全性。碳纖維復(fù)合材料輪轂不僅能滿足整車輪轂的要求，而且在整車的輕量化方面也有很好的表現(xiàn)，rx-x 高端轎車的碳纖維布輪轂重量僅為6kg，高速運(yùn)轉(zhuǎn)，可以在最大程度上降低了車輪的徑向慣性功率；2013 年瑞典Konnisec 公司的Agera 跑車配備了世界上第一個空心的碳纖維輪轂，可以減輕大約20 公斤的重量，同時仍然可以確保良好的安全性和抗沖擊性。

2.3 傳動軸

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有著各向異性，高比強(qiáng)度和特定模量的特點(diǎn)，可充分用于傳動軸產(chǎn)品。與普通鋼相比，重量可以減少一半以上。在相同的重量和直徑的條件下，扭矩可以達(dá)到超過鋼的170%。此外，碳纖維傳動軸可以有效地減小傳動軸的重量，它將具有更好的疲勞性和耐用性。由豐田開發(fā)的碳纖維驅(qū)動軸不僅將重量減少一半，而且還具有更快的傳輸效率。GNK 開發(fā)出碳纖維傳動軸，廣泛應(yīng)用于奧迪A4 和其他型號。

portant;">

3、碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

在中國汽車工業(yè)的生產(chǎn)過程中，為可以更好地發(fā)展和實現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料，在實際應(yīng)用過程中仍存在許多問題，這影響了在此階段汽車復(fù)合材料的開發(fā)。其應(yīng)用效果和最終實現(xiàn)，第一，中國汽車制造業(yè)的類型和數(shù)量也在越來越多，碳纖維復(fù)合生產(chǎn)能力非常出色。碳纖維復(fù)合材料的主要原材料是碳纖維和樹脂，我國的碳纖維復(fù)合材料需要大量進(jìn)口，這與高速汽車生產(chǎn)的數(shù)量還是一致的，因此高進(jìn)口的碳纖維復(fù)合材料，進(jìn)口的碳纖維數(shù)量，它是一種輕量化的汽車生產(chǎn)方式，在實施過程中存在著很大的問題，廠家再將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車上，也存在一定的問題。在國內(nèi)生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料的企業(yè)中，由于使用的原絲質(zhì)量比較差，工藝積累較少，生產(chǎn)出的碳纖維復(fù)合材料不能滿足汽車的質(zhì)量，當(dāng)然近年來國內(nèi)碳纖維的質(zhì)量有了很大的提高，甚至滿足了國內(nèi)碳纖維的應(yīng)用，實現(xiàn)了非進(jìn)口碳纖維，但與出口國產(chǎn)碳纖維還有一定距離，因此影響了碳纖維復(fù)合材料與汽車輕量化的數(shù)量，也會在一定程度上影響了汽車工業(yè)的發(fā)展方向。然后，在使用過程中，很多汽車生產(chǎn)廠家不能明確地具體運(yùn)用技能和使用工藝，導(dǎo)致汽車的工藝輕量化，雖然在最初的設(shè)計階段投入了更多的財力，但輕量化的應(yīng)用效果和質(zhì)量無法保證，這就導(dǎo)致了汽車生產(chǎn)效果不佳，也會直接影響到了整個汽車制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。最后，由于碳纖維復(fù)合材料是一種新型汽車生產(chǎn)材料，為可以保持原有生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線的生產(chǎn)需要，以滿足各種型號的生產(chǎn)需要，如鋁、鎂等合金材料，因此也會在一定程度上影響到了碳纖維復(fù)合材料在輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用。與此同時，它還阻礙了碳纖維復(fù)合材料在汽車輕質(zhì)中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)材料相比，碳纖維復(fù)合材料的成本很高，國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料制造供應(yīng)商較少經(jīng)驗，缺乏大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗，零件質(zhì)量的一致性低。在比較傳統(tǒng)材料和碳纖維復(fù)合材料的經(jīng)濟(jì)效益后，更多的人將為輕量級應(yīng)用選擇傳統(tǒng)材料。

4、應(yīng)用進(jìn)展

在20 世紀(jì)50 年代，碳纖維布被廣泛用作F1 的材料。在科技和全球汽車工業(yè)的繁榮開發(fā)和全球汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，碳纖維布在汽車零件領(lǐng)域具有大的應(yīng)用潛力。在改裝汽車和高性能跑車的過程中，碳纖維布的應(yīng)用率越來越多。碳纖維布制成的85%的F1 競爭，可以改善碳纖維增強(qiáng)塑料的生產(chǎn)過程。在20 世紀(jì)80 年代，高性能豪華車由碳纖維增強(qiáng)塑料制成。1992 年，通用電機(jī)推出了一輛超輕概念車，使用碳纖維來加強(qiáng)塑料而不是鋼制機(jī)身和底盤組件。寶馬正引領(lǐng)碳纖維增強(qiáng)塑料進(jìn)入大眾汽車，并成為大眾汽車領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)者。2014 年，寶馬在2014 年生產(chǎn)的I3、I8 純電動汽車上大量使用碳纖維增強(qiáng)塑料材料，由于模塊化生產(chǎn)，汽車零部件數(shù)量超過傳統(tǒng)金屬零部件，汽車零部件數(shù)量減少了2/3，2015 年7 月，第六代寶馬7 系正式投產(chǎn)，采用碳纖維布生產(chǎn)車身材料，并與高強(qiáng)度鋼和鋁完美結(jié)合。

4.2 國內(nèi)

與外國發(fā)達(dá)國家相比，中國在汽車部門的研究處在落后階段，這是相對落后的。它仍處于生產(chǎn)階段。然而，近年來，碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)改善和生產(chǎn)規(guī)模的連續(xù)擴(kuò)張已經(jīng)為國內(nèi)汽車碳纖維布，奇瑞汽車技術(shù)研究機(jī)構(gòu)的開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。將混合動力電動汽車Iruze7 升級，這是由碳纖維復(fù)合材料制成的第一載體，其重量為218kg，金屬重量為48%。

5、發(fā)展前景

為可以使碳纖維復(fù)合材料在汽車輕量化實施中得到更廣泛的應(yīng)用，汽車生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)管理人員和技術(shù)人員應(yīng)按照存在的問題和現(xiàn)狀，在這一應(yīng)用階段采取相應(yīng)的措施：一是為可以保證碳纖維復(fù)合材料的使用，汽車的重量比較好，為可以提高汽車制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，相應(yīng)的技術(shù)人員必須制定合理的使用工藝和使用規(guī)范，保證碳纖維復(fù)合材料的使用，不會造成碳纖維復(fù)合材料的報廢，同時也有效的提高到了碳纖維復(fù)合材料的使用性能。為可以提高汽車的性能并改善汽車制造商的整體形象，有必要在碳纖維復(fù)合材料采購期間進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，這可以滿足生產(chǎn)過程中汽車的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格。原材料的性能檢查應(yīng)從汽車制造商的管理和技術(shù)改進(jìn)。除了保證更有效的碳纖維復(fù)合材料的使用外，相關(guān)的政府部門還應(yīng)制定支持，鼓勵汽車制造商使用國內(nèi)大碳纖維。這樣，我們只能確保中國更多的汽車制造商可以關(guān)注發(fā)展。制定合理的扶持政策既要體現(xiàn)在資金支持上，也要體現(xiàn)在碳纖維復(fù)合材料國內(nèi)原材料的應(yīng)用和推廣上，確保汽車能夠更順利地使用碳纖維復(fù)合材料，提高整個汽車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，積極采用碳纖維復(fù)合材料作為汽車制造過程的原材料，最后為可以保證汽車制造過程中使用的碳纖維復(fù)合材料的質(zhì)量，有必要明確碳纖維復(fù)合材料的實際生產(chǎn)工藝，且應(yīng)當(dāng)大力推進(jìn)綠色能源的生產(chǎn)。專注于碳纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)企業(yè)，使碳纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)符合輕質(zhì)應(yīng)用的要求，考慮碳纖維的再循環(huán)，并創(chuàng)造一個完整的生態(tài)回收鏈。

6、結(jié)語

由上可知，實現(xiàn)輕量化是當(dāng)前汽車生產(chǎn)企業(yè)的重要發(fā)展戰(zhàn)略，其主要是通過實現(xiàn)汽車輕量化有效的降低到對環(huán)境的污染，為此企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷研究和采用到了新型的復(fù)合材料，才可以確保到汽車生產(chǎn)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)汽車輕量化。（來源：網(wǎng)絡(luò)）

版權(quán)聲明：復(fù)材云集尊重版權(quán)并感謝每一位作者的辛苦付出與創(chuàng)作；除無法溯源的文章，我們均在文末備注了來源；如文章視頻、圖片、文字涉及版權(quán)問題，請第一時間聯(lián)系我們，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容！