![نگران نباشید، چرخ های فیبر کربنی شما خرد نمی شوند]()
چرخ های فیبر کربنی جدید نیستند. هوندا آنها را با دوچرخه گرندپری 1984 خود اجرا کرد، اما تنها در دهه گذشته بود که چرخ‌های فیبر کربنی واقعاً بر دنیای خودروهای تولیدی تأثیر گذاشتند.
این تقریباً به طور کامل به لطف شرکت استرالیایی Carbon Revolution است. این شرکت شروع به ساخت چرخ‌های فیبر کربنی برای بازار پس از فروش کرد، اما قراردادی با فورد برای شلبی GT350R 2016 آنها را به یک تولیدکننده حجم تبدیل کرد.
Carbon Revolution اکنون بیش از 80000 چرخ در جاده ها دارد و قراردادهای تامین با شورلت، فراری، لندرور و فورد دارد. (Koenigsegg همچنین دارای چرخ‌های فیبر کربنی است، البته در حجم بسیار کم. پورشه همچنین آنها را برای نسل قبلی 911 توربو ساخته است، اگرچه چند سالی است که آنها را ارائه نکرده است.)
با وجود پوشش مات، چرخ‌های GT350R در واقع از فیبر کربن هستند.
مزایای بالقوه چرخ های فیبر کربنی بسیار زیاد است. فیبر کربن هم بسیار سبک و هم بسیار قوی است. هر مهندس خودرو سعی می کند در وزن خود صرفه جویی کند، اما برخی از کاهش وزن تاثیرگذارتر از سایرین است.
دکتر اشلی دنمید، بنیانگذار و مدیر ارشد فناوری کربن انقلاب می گوید: «درس اصلی فیزیک که دوست دارم به همه بدهم این است که چرخ ها دومین وزنه مهم در خودرو هستند. (مهمترین آنها شاسی است.)
چرخ‌های خودرو توده‌هایی بدون فنر و چرخان هستند. کاهش جرم فنر نشده به معنای کار کمتری برای سیستم تعلیق و بهبود کیفیت سواری است. جرم چرخش کاهش یافته، اینرسی را کاهش می دهد و بهبودهای کوچکی در شتاب، پیچیدن و ترمز ایجاد می کند. و در مقایسه با تمام جرم‌های فنر نشده و/یا چرخان خودرو، صرفه‌جویی در وزن با چرخ‌ها آسان‌تر است.
به همین دلیل است که ما چرخ‌های آلیاژی آلومینیومی داریم – این چرخ‌ها گرانتر از چرخ‌های فولادی هستند، اما مزایای صرفه‌جویی در وزن آنها به طور کلی ارزش معاوضه با هزینه اضافی را دارد. در حالی که در حال حاضر بسیار گرانتر از واحدهای آلومینیومی است، چرخ های فیبر کربنی وعده افزایش مزایای چرخ های سبک تر را می دهند.
یافتن ارقام دقیق برای وزن چرخ‌ها دشوار است، اما ما می‌دانیم که چرخ‌های C8 کوروت Z06 Carbon Revolution در مجموع 41 پوند سبک‌تر از چرخ‌های آلومینیومی فورج استاندارد خودرو هستند که وزن قابل‌توجهی است.
برای ناظر معمولی، فیبر کربن ممکن است یک ماده چرخ عجیب به نظر برسد. بدیهی است که بسیار سبک و قوی است - به همین دلیل در بسیاری از شاسی‌های اتومبیل‌های مسابقه‌ای استفاده می‌شود - اما وقتی فیبر کربن از کار بیفتد، می‌تواند خرد شود. چرخ شکسته یک اتفاق ترسناک است که باید در نظر گرفت. اجسام ساخته شده از فولاد و آلومینیوم تمایل به تغییر شکل دارند، نه شکسته شدن.
دنمید می گوید این نگرانی ها بی اساس هستند.
او به Motor1 می گوید: «از نظر فیبر کربن جامد، قسمت هایی از چرخ تقریباً دو اینچ ضخامت دارند. "این مواد به هیچ وجه به راحتی یا با انرژی کم نمی شکنند."
استانداردهای بسیار بالایی برای عملکرد چرخ ها توسط انجمن مهندسین خودرو (SAE) و خود خودروسازان ارائه شده است. مطالعه‌ای که توسط فراری و دانشگاه مودنا روی چرخ‌های انقلاب کربنی انجام شد، افراطی‌های آزمایش چرخ‌ها را مشخص می‌کند. استانداردهای SAE عالی هستند و فراری بالاتر است. سایر خودروسازان نیز معیارهای مشابه بالایی دارند. همانطور که جیک دینگل، مدیرعامل Carbon Revolution می گوید، چرخ ها یک جزء "امنیت حیاتی" در خودروهای آنها هستند.
دینگل داستانی از کار اولیه شرکت با فورد را روایت می کند. این خودروساز در واقع چرخ‌های Carbon Revolution را خریداری کرد و قبل از اینکه متعهد به همکاری با شرکت شود، در خیابان‌های پر چاله دیترویت از آنها سوء استفاده کرد.
دینگل گفت: «آنها به شخم زدن این چیزها در چاله ها ادامه دادند و در واقع هوا را از دست دادند. آنها همانطور که انتظار داشتید فلنج‌ها را جویدند، اما خودشان را متقاعد کردند.
بنابراین، انجام همه آزمایش‌های آزمایشگاهی و همه چیز یک چیز است، و این همه بسیار بالغ و به خوبی درک شده است. اما با معرفی یک نوع ماده کاملاً جدید در یک محصول حیاتی از نظر ایمنی، آنها فقط تصمیم گرفتند که آن را به دنیای واقعی ببرند و ببینند چه اتفاقی خواهد افتاد. و بنابراین این چندین ماه تلاش برای به هم زدن این چیزها بود و آنها را متقاعد کرد."
چرخ‌های نهایی GT350R، مانند تمام محصولات OEM بعدی Carbon Revolution، حتی با استانداردهای بالاتری نسبت به محصولات پس از فروش خود ساخته شدند. Dingle حتی داستان هایی از برخی از خودروسازان دارد که بریدگی چرخ ها را با چرخ های زاویه دار برای شبیه سازی ترک خوردگی برش می دهند، و یکی از مواردی است که در آن لاستیک با سرعت 180 مایل در ساعت منفجر شد و چرخ ایستاده بود. حالت خرابی این چرخ ها پس از ضربه بد نیز دقیقاً آن چیزی نیست که انتظار دارید.
ما از تشبیه هویج در مقابل حقوق استفاده می کنیم که جالب است. دنمید می‌گوید: اگر تصور می‌کنید یک چوب هویج و یک چوب کرفس دارید. کرفس بیشتر شبیه یک ماده کامپوزیتی است که فیبری است. در مقایسه با فلزی که همگن تر و همسانگردتر است. بنابراین تصور کنید که یک تکه آلومینیوم و یک تکه فیبر کربن داشته باشید و سعی کنید مانند یک تکه هویج و کرفس آنها را بچسبانید. ممکن است نتوانید این کار را در دستان خود انجام دهید، اما اگر مشکل را به زور انجام دهید، آلومینیوم تمایل دارد مانند هویج بچسبد، در حالی که مواد کامپوزیت تمایل بیشتری به شکستن بیشتر شبیه یک تکه کرفس دارد که در آن الیاف تمایل دارند همچنان در کنار هم باشند. به نوعی.» دریافت خبرنامه Motor1 امروز ثبت نام کنید
در تست خستگی شدید که توسط کاغذ فراری مشخص شده است، این حالت شکست نیز رخ می دهد. Denmead توضیح می دهد که در نتیجه، یک پره چرخ شکست خورده هرگز ظرفیت حمل بار خود را از دست نمی دهد. Carbon Revolution می‌گوید که می‌تواند چرخ‌هایی با استحکام زیاد بدون اضافه کردن وزن زیاد بسازد. Dingle و Denmead می گویند که برای برنامه یک چرخ، Carbon Revolution 50 درصد استحکام ضربه را با تنها 10 درصد افزایش وزن اضافه کرد.
این یکی از مزایای روش منحصر به فرد ساخت فیبر کربن است. در صورت نیاز میتوانید لایه‌هایی از مواد بافته شده را اضافه یا کم کنید - به نام layup. بنابراین در مناطقی که به قدرت زیادی نیاز دارید، ممکن است یک لایه ضخیم داشته باشید، در حالی که در مناطق دیگر، layup می تواند نازک تر باشد. این یک مزیت کلیدی نسبت به چرخ های آلومینیومی است.
دنمید می‌گوید: «یکی از محدودیت‌های بزرگ در تولید چرخ‌های آلومینیومی این است که شما باید بتوانید آلومینیوم مذاب مایع را قبل از اینکه جامد شود و کل حفره را پر کند، در قالب بریزید. بنابراین شما اغلب می دانید. شما نمی توانید بخش های نازک داشته باشید.
در حال حاضر، Carbon Revolution تنها چرخ‌هایی را برای خودروهای پرفورمنس تامین می‌کند، اما دینگل می‌گوید این به زودی تغییر خواهد کرد. این شرکت به دنبال سازندگان خودروهای برقی است که به دنبال راهی جدید برای کاهش وزن و افزایش کارایی هستند.
دنمید می‌گوید: «فراری‌های جهان و کوروت‌های جهان، همیشه آنجا خواهند بود و میتوانید تصور کنید که آنها همیشه خواهان بهبود زمان 1.5 ثانیه‌ای هستند که این فناوری به ارمغان می‌آورد». اما وقتی با مشتریانی صحبت می‌کنیم که مشکلات واقعی در صنعت امروز دارند، مشکلات واقعی در وزن است و آنها واقعاً سر خود را در مورد اینکه چگونه می‌خواهند با پیشرانه‌های EV به اهداف برسند می‌خرند... آنها واقعاً مشکلی ندارند. گزینه های زیادی که وزن آنها را کاهش می دهد تا آنها را به سطح قابل قبولی برگرداند، بنابراین این چیزی است که به نظر می رسد یکی از گزینه هایی باشد که می توانند 100 پوند پس انداز کنند."
Denmead حتی در مورد چگونگی استفاده از فیبر کربن برای ایجاد ویژگی های آیرودینامیکی منحصر به فرد صحبت کرد، چیزی که هنوز به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است. هم او و هم دینگل به سرعت به این نکته اشاره می‌کنند که وزن و مزایای استحکام چرخ‌های فیبر کربنی با اندازه چرخ‌ها افزایش می‌یابد.
این شرکت به دنبال گسترش تولید در بومی خود استرالیا و آمریکای شمالی است تا تقاضای رو به رشد را به میزان صدها هزار چرخ در سال برآورده کند. یک جهش بزرگ از بیش از 80000 عددی که تا به امروز ساخته شده است.
دینگل می‌گوید: «ما امروز تقریباً همان چرخ‌های آلومینیومی در اوایل دهه 1970 هستیم. "فناوری جدیدی که ظرفیت ایجاد اختلال در صنعت را دارد."
مهندسی بیشتر غواصی های عمیق چگونه باتری های قمری روور کار می کردند – و تقریباً از کار می افتادند – در ماه تعلیق فعال پورشه شگفت انگیز است. در اینجا نحوه عملکرد آن آمده است
خرید خودرو
چرخ های فیبر کربنی جدید نیستند. هوندا آنها را با دوچرخه گرندپری 1984 خود اجرا کرد، اما تنها در دهه گذشته بود که چرخ‌های فیبر کربنی واقعاً بر دنیای خودروهای تولیدی تأثیر گذاشتند.
این تقریباً به طور کامل به لطف شرکت استرالیایی Carbon Revolution است. این شرکت شروع به ساخت چرخ‌های فیبر کربنی برای بازار پس از فروش کرد، اما قراردادی با فورد برای شلبی GT350R 2016 آنها را به یک تولیدکننده حجم تبدیل کرد.
Carbon Revolution اکنون بیش از 80000 چرخ در جاده ها دارد و قراردادهای تامین با شورلت، فراری، لندرور و فورد دارد. (Koenigsegg همچنین دارای چرخ‌های فیبر کربنی است، البته در حجم بسیار کم. پورشه همچنین آنها را برای نسل قبلی 911 توربو ساخته است، اگرچه چند سالی است که آنها را ارائه نکرده است.)
با وجود پوشش مات، چرخ‌های GT350R در واقع از فیبر کربن هستند.
مزایای بالقوه چرخ های فیبر کربنی بسیار زیاد است. فیبر کربن هم بسیار سبک و هم بسیار قوی است. هر مهندس خودرو سعی می کند در وزن خود صرفه جویی کند، اما برخی از کاهش وزن تاثیرگذارتر از سایرین است.
دکتر اشلی دنمید، بنیانگذار و مدیر ارشد فناوری کربن انقلاب می گوید: «درس اصلی فیزیک که دوست دارم به همه بدهم این است که چرخ ها دومین وزنه مهم در خودرو هستند. (مهمترین آنها شاسی است.)
چرخ‌های خودرو توده‌هایی بدون فنر و چرخان هستند. کاهش جرم فنر نشده به معنای کار کمتری برای سیستم تعلیق و بهبود کیفیت سواری است. جرم چرخش کاهش یافته، اینرسی را کاهش می دهد و بهبودهای کوچکی در شتاب، پیچیدن و ترمز ایجاد می کند. و در مقایسه با تمام جرم‌های فنر نشده و/یا چرخان خودرو، صرفه‌جویی در وزن با چرخ‌ها آسان‌تر است.
به همین دلیل است که ما چرخ‌های آلیاژی آلومینیومی داریم – این چرخ‌ها گرانتر از چرخ‌های فولادی هستند، اما مزایای صرفه‌جویی در وزن آنها به طور کلی ارزش معاوضه با هزینه اضافی را دارد. در حالی که در حال حاضر بسیار گرانتر از واحدهای آلومینیومی است، چرخ های فیبر کربنی وعده افزایش مزایای چرخ های سبک تر را می دهند.
یافتن ارقام دقیق برای وزن چرخ‌ها دشوار است، اما ما می‌دانیم که چرخ‌های C8 کوروت Z06 Carbon Revolution در مجموع 41 پوند سبک‌تر از چرخ‌های آلومینیومی فورج استاندارد خودرو هستند که وزن قابل‌توجهی است.
برای ناظر معمولی، فیبر کربن ممکن است یک ماده چرخ عجیب به نظر برسد. بدیهی است که بسیار سبک و قوی است - به همین دلیل در بسیاری از شاسی‌های اتومبیل‌های مسابقه‌ای استفاده می‌شود - اما وقتی فیبر کربن از کار بیفتد، می‌تواند خرد شود. چرخ شکسته یک اتفاق ترسناک است که باید در نظر گرفت. اجسام ساخته شده از فولاد و آلومینیوم تمایل به تغییر شکل دارند، نه شکسته شدن.
دنمید می گوید این نگرانی ها بی اساس هستند.
او به Motor1 می گوید: «از نظر فیبر کربن جامد، قسمت هایی از چرخ تقریباً دو اینچ ضخامت دارند. "این مواد به هیچ وجه به راحتی یا با انرژی کم نمی شکنند."
استانداردهای بسیار بالایی برای عملکرد چرخ ها توسط انجمن مهندسین خودرو (SAE) و خود خودروسازان ارائه شده است. مطالعه‌ای که توسط فراری و دانشگاه مودنا روی چرخ‌های انقلاب کربنی انجام شد، افراطی‌های آزمایش چرخ‌ها را مشخص می‌کند. استانداردهای SAE عالی هستند و فراری بالاتر است. سایر خودروسازان نیز معیارهای مشابه بالایی دارند. همانطور که جیک دینگل، مدیرعامل Carbon Revolution می گوید، چرخ ها یک جزء "امنیت حیاتی" در خودروهای آنها هستند.
دینگل داستانی از کار اولیه شرکت با فورد را روایت می کند. این خودروساز در واقع چرخ‌های Carbon Revolution را خریداری کرد و قبل از اینکه متعهد به همکاری با شرکت شود، در خیابان‌های پر چاله دیترویت از آنها سوء استفاده کرد.
دینگل گفت: «آنها به شخم زدن این چیزها در چاله ها ادامه دادند و در واقع هوا را از دست دادند. آنها همانطور که انتظار داشتید فلنج‌ها را جویدند، اما خودشان را متقاعد کردند.
بنابراین، انجام همه آزمایش‌های آزمایشگاهی و همه چیز یک چیز است، و این همه بسیار بالغ و به خوبی درک شده است. اما با معرفی یک نوع ماده کاملاً جدید در یک محصول حیاتی از نظر ایمنی، آنها فقط تصمیم گرفتند که آن را به دنیای واقعی ببرند و ببینند چه اتفاقی خواهد افتاد. و بنابراین این چندین ماه تلاش برای به هم زدن این چیزها بود و آنها را متقاعد کرد."
چرخ‌های نهایی GT350R، مانند تمام محصولات OEM بعدی Carbon Revolution، حتی با استانداردهای بالاتری نسبت به محصولات پس از فروش خود ساخته شدند. Dingle حتی داستان هایی از برخی از خودروسازان دارد که بریدگی چرخ ها را با چرخ های زاویه دار برای شبیه سازی ترک خوردگی برش می دهند، و یکی از مواردی است که در آن لاستیک با سرعت 180 مایل در ساعت منفجر شد و چرخ ایستاده بود. حالت خرابی این چرخ ها پس از ضربه بد نیز دقیقاً آن چیزی نیست که انتظار دارید.
ما از تشبیه هویج در مقابل حقوق استفاده می کنیم که جالب است. دنمید می‌گوید: اگر تصور می‌کنید یک چوب هویج و یک چوب کرفس دارید. کرفس بیشتر شبیه یک ماده کامپوزیتی است که فیبری است. در مقایسه با فلزی که همگن تر و همسانگردتر است. بنابراین تصور کنید که یک تکه آلومینیوم و یک تکه فیبر کربن داشته باشید و سعی کنید مانند یک تکه هویج و کرفس آنها را بچسبانید. ممکن است نتوانید این کار را در دستان خود انجام دهید، اما اگر مشکل را به زور انجام دهید، آلومینیوم تمایل دارد مانند هویج بچسبد، در حالی که مواد کامپوزیت تمایل بیشتری به شکستن بیشتر شبیه یک تکه کرفس دارد که در آن الیاف تمایل دارند همچنان در کنار هم باشند. به نوعی.» دریافت خبرنامه Motor1 امروز ثبت نام کنید
در تست خستگی شدید که توسط کاغذ فراری مشخص شده است، این حالت شکست نیز رخ می دهد. Denmead توضیح می دهد که در نتیجه، یک پره چرخ شکست خورده هرگز ظرفیت حمل بار خود را از دست نمی دهد. Carbon Revolution می‌گوید که می‌تواند چرخ‌هایی با استحکام زیاد بدون اضافه کردن وزن زیاد بسازد. Dingle و Denmead می گویند که برای برنامه یک چرخ، Carbon Revolution 50 درصد استحکام ضربه را با تنها 10 درصد افزایش وزن اضافه کرد.
این یکی از مزایای روش منحصر به فرد ساخت فیبر کربن است. در صورت نیاز میتوانید لایه‌هایی از مواد بافته شده را اضافه یا کم کنید - به نام layup. بنابراین در مناطقی که به قدرت زیادی نیاز دارید، ممکن است یک لایه ضخیم داشته باشید، در حالی که در مناطق دیگر، layup می تواند نازک تر باشد. این یک مزیت کلیدی نسبت به چرخ های آلومینیومی است.
دنمید می‌گوید: «یکی از محدودیت‌های بزرگ در تولید چرخ‌های آلومینیومی این است که شما باید بتوانید آلومینیوم مذاب مایع را قبل از اینکه جامد شود و کل حفره را پر کند، در قالب بریزید. بنابراین شما اغلب می دانید. شما نمی توانید بخش های نازک داشته باشید.
در حال حاضر، Carbon Revolution تنها چرخ‌هایی را برای خودروهای پرفورمنس تامین می‌کند، اما دینگل می‌گوید این به زودی تغییر خواهد کرد. این شرکت به دنبال سازندگان خودروهای برقی است که به دنبال راهی جدید برای کاهش وزن و افزایش کارایی هستند.
دنمید می‌گوید: «فراری‌های جهان و کوروت‌های جهان، همیشه آنجا خواهند بود و میتوانید تصور کنید که آنها همیشه خواهان بهبود زمان 1.5 ثانیه‌ای هستند که این فناوری به ارمغان می‌آورد». اما وقتی با مشتریانی صحبت می‌کنیم که مشکلات واقعی در صنعت امروز دارند، مشکلات واقعی در وزن است و آنها واقعاً سر خود را در مورد اینکه چگونه می‌خواهند با پیشرانه‌های EV به اهداف برسند می‌خرند... آنها واقعاً مشکلی ندارند. گزینه های زیادی که وزن آنها را کاهش می دهد تا آنها را به سطح قابل قبولی برگرداند، بنابراین این چیزی است که به نظر می رسد یکی از گزینه هایی باشد که می توانند 100 پوند پس انداز کنند."
Denmead حتی در مورد چگونگی استفاده از فیبر کربن برای ایجاد ویژگی های آیرودینامیکی منحصر به فرد صحبت کرد، چیزی که هنوز به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است. هم او و هم دینگل به سرعت به این نکته اشاره می‌کنند که وزن و مزایای استحکام چرخ‌های فیبر کربنی با اندازه چرخ‌ها افزایش می‌یابد.
این شرکت به دنبال گسترش تولید در بومی خود استرالیا و آمریکای شمالی است تا تقاضای رو به رشد را به میزان صدها هزار چرخ در سال برآورده کند. یک جهش بزرگ از بیش از 80000 عددی که تا به امروز ساخته شده است.
دینگل می‌گوید: «ما امروز تقریباً همان چرخ‌های آلومینیومی در اوایل دهه 1970 هستیم. "فناوری جدیدی که ظرفیت ایجاد اختلال در صنعت را دارد."
مهندسی بیشتر غواصی های عمیق چگونه باتری های قمری روور کار می کردند – و تقریباً از کار می افتادند – در ماه تعلیق فعال پورشه شگفت انگیز است. در اینجا نحوه عملکرد آن آمده است
