Меньше веса означает меньше расхода топлива и эмиссий. Так дизайн легких конструкций стал особенностью почти любого проекта компании, прежде всего, относящихся к системам ходовой части и подвески. В легковых автомобилях легкие конструкции берегут ресурсы и существенно расширяют дальность электрических автомобилей. В грузовом автомобиле уменьшенный собственный вес позволяет дополнительную загрузку, а также уравновешивает дополнительный вес современных систем по обработке ОГ, которые необходимы для стандарта Euro 6.
Два инженера, которые играют важную роль в производстве легких конструкций made by ZF — это Штефан Кран и доктор Игнасио Лобо Казанова. Штефан Кран отвечает за легкий пластик в отделе Разработка & Динамика ходовой в Диллингене. Его мнение ориентировано на продукт: как мы можем разрабатывать задний мост для автомобилей, который воспринимается водителем как дорогостоящий многорычажный задний мост, сделанный из стали, но который весит намного меньше. Это означает учет всех видов стратегий дизайна легких конструкций: легкие материалы, альтернативный дизайн для индивидуальных компонентов или интегрированный дизайн, который объединяет функции нескольких компонентов в один единственный.
Основная задача дизайна легких конструкций состоит в том, что необходимо учитывать многие факторы. Если Вы хотите использовать легкие материалы, необходимо учесть все тонкости на ранних стадиях. В отношении стеклопластика, который весит намного меньше стали, многие принципы дизайна, которые относятся к стали, могут больше не использоваться. Но стеклопластик предлагает новые опции и возможности. Этот материал, к примеру, не подвержен сгибанию в направлении волокон. Это свойство может быть использовано для улучшения эластокинематических характеристик, требуемых инженерами, в целом улучшение всех элементов ходовой части.
Здесь вступает в игру доктор Игнасио Лобо Казанова. Для руководителя ZF Composites Tech Center в Швайнфурте тема легкие конструкции — это в первую очередь материал, в данном случае стеклопластик. В ZF Composites Tech Center господствует стерильная атмосфера: никаких следов металла и ничего маслянистого. Вместо этого свернутые в рулоны маты из углеродного- и стекловолокна, которые выглядят как рулоны ткани в магазине. Посередине комнаты находится массивный пресс, который использует тонны давления, чтобы прижать волокнистые маты с добавлением жидкого искусственного материала в желаемую для компонентов форму.
«Свойства стеклопластика не только отличаются от стали, они также зависят от используемого процесса изготовления», объясняет Лобо. Он и его команда используют опыт, чтобы поддержать инженеров по всему миру, работающих над решениями по стеклопластику. Специалисты Tech Center не только концентрируются на процессе производства, они при этом также учитывают и расходы. В настоящее время многие продукты легких конструкций из стеклопластика являются проектами или общими исследованиями. Если ZF убедит своих клиентов, что эти решения работают, то с самого начала необходимо обращать внимание на цену за штуку. Лобо Казанова и его команда гарантируют, что ни один процесс производства не внедряется, если в дальнейшем на последней стадии разработки он сделает массовое производство более дорогим. Продукт, который образовался из совместной работы команд в Делингене и Швайнфурте, называется поперечная листовая рессора из композитного материала. У этого заднего моста поперечная листовая рессора из стекловолокна заменяет конструкцию из стали. Так как инновационный мост не полностью свободен от стали, основной элемент, сделанный из композитного материала, заменяет столько компонентов из стали, что окончательный результат — это существенное сокращение веса.
В процессе разработки многое происходит одновременно. Сначала использовались пробы материалов, которые имеют мало общего с более поздней деталью. Характеристики по жесткости и поломкам обеспечивают необходимые данные для компьютерной симуляции в Диллингене и Фридрихсхафене. Наконец компьютер с высокой мощностью до мельчайших деталей создает прототип поперечной листовой рессоры. Многие тестовые процессы можно осуществить виртуально.
Только тогда команда в Швайнфурте приступает к реальному созданию прототипа продукта и его изготовлению. «С поперечной листовой рессорой из композитного материала мы используем различные структурные слои для создания любой степени жесткости», — говорит Лобо Казанова. Вместе с тем возникает не только ось легкой конструкции, но и целая модульная конструкция. Ходовые качества и сокращение веса просто поразительны. В рамках динамики вождения поперечная листовая рессора из композитного материала играет точно такую же роль, как и многорычажная независимая подвеска колес из стали. Благодаря стеклопластику и совершенно новому дизайну новый мост весит на 6 кг меньше. Это экономия в 13% — превосходная цифра в сегменте продуктов, в котором несколько грамм сэкономленного веса достаточно, чтобы сделать производителя счастливым.
Перевод с официального сайта: www.zf.com
