Хөнгөн автомашины зүг чиглэсэн автомашины салбарын эрмэлзлээс үйлдвэрлэлийн бүтэц дахин тодорхойлогдсон колбогийн байгууллага чиглэл. АНУ-ын Эрчим хүчний яамны мэдээллээр, машин баганы жин 10%-аар буурах нь түлшний зарцуулалтыг 6-8%-иар сайжруулдаг. Энэ нь үйлдвэрүүд хүчтэй боловч хөнгөн хэмжээтэй материалыг хэрэглэхэд хүргэдэг бөгөөд түүнд тайлав элэгдсэн цагаан тугалга, нүүрстөрөгчийн ширмээр бэхэлсэн полимерүүдийг хамтад нь хэрэглэдэг.
Нүүрстөрөгчийн ширмийн дугуйнууд одоо энгийн цагаан тугалган дугуйнаас 40-50% хөнгөн болжээ. Хүнсний холимог хийх аргыг ашиглан хоосон спицтэй нарийн дэлгэрэнгүй загварыг бүтээдэг бөгөөд энэ нь бүтцийн бат бөх чанарыг хадгалж байна. Базальт ширмийн гибрид шиг дэд бүтцийн материалыг өргөн зах зээлд хямдхан орлуулагч болгон ашиглах боломжтой болож байна.
Тэргэний суспеншны доорхи жинг багасгах нь тэргэний замын шинж чанар, хурдасгал, түр зогсоход эерэг нөлөө үзүүлнэ. Хөнгөн дугуйнууд тормозны замыг 5-7%-иар багасгаж, эргэлтийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Цахилгаан тэргэнд эргэх инерцийг багасгах нь энерги ашиглалтыг сайжруулж, аялалын хүрээг шууд нэмэгдүүлдэг.
| Материал | Жингийн бууралт | Дугуй тус бүрийн үнэ | Бат бөх чанарын үнэлгээ (1-10) |
|---|---|---|---|
| Ган | 0% | $120 | 9 |
| Хөнгөн цагаан хайлш | 25% | $300 | 8 |
| Карбон волокно | 48% | $1,200 | 7.5 |
Ган нь үнэт зүйл бөгөөд бат бөх чанартай боловч нийлмэл материалын жин багатай байдал нь давуу талтай юм. Цуврал хайлш тэнцвэрийг хангаж байгаа боловч дугуйн үйлдвэрүүд нь аэродинамик ба энерги хэмнэлтийг бүрэн ашиглах чиглэлээр чиглэсэн цахилгаан тэргэнд нүүрстөрөгчийн шилэн материалыг бүрэн шилжин ашиглаж байна.
Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь агшин зуур эргэлтийн моментыг үүсгэдэг бөгөөд тэнхлэг нь илүү их ачаалалыг даах ёстой боловч эргэлтийг хөнгөн байлгах ёстой. Үйлдвэрлэгчид сүүлийн үед нүүрстөрөгчийн ширмээсээр хийсэн дугуйг ашиглах эхэлсэн. 2025 оны зах зээлийн тайлангуудын дагуу цахилгаан тээврийн хэрэгслээр чиглэсэн шинэ аж ахуйн нэгжүүдийн ойролцоогоор гуравны хоёр нь традицион технологиудын оронд нийлмэл материалыг ашигладаг болсон. Энэ төрлийн нүүрстөрөгчийн дугуй нь харьцуулахад алдадаг алдангийн дугуйгаасаа тулгуур бус жин хэмнэж байгаа бөгөөд энэ нь дунджаар 38 хувь байдаг. Энэ нь хөнгөн дугуй нь регенератив тормозны системийн үр ашигт чанарыг сайжруулж, тасалдал үед илүү их энергийг дахин авах боломжийг олгодог тул чухал юм. Компаниуд энэ технологийн шилжилтийг хэрэгжүүлэх нь мэдэгдэх ёстой юм.
Дугуйн жингийн 10% бууруулах нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэлийн аяллын хүрээг 6-8 миль уртасгадаг тул хэрэглэгчийн хүлээлтийг хангахын тулд нийлмэл дэд суурь шаардлагатай болдог. Үйлдвэрүүд дараагийн үеийн смолын хүртээмжийн хөгжүүлэлтийг хэрэгжүүлж байгаа тул 2033 онд автомашинд зориулсан нүүрстөрөгчийн дугуйн зах зээл 1.7 дахин өснө гэж таамаглаж байна.
2025 оны салбарын шинжилгээ нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд нүүрстөрөгчийн дугуй суурилуулсан байвал цайр дугуйтай харьцуулахад 12% илүү үр ашигтай ажээ. Нэг үйлдвэрлэгч нүүрстөрөгчийн дугуйн аэродинамикийг оновчтой болгосноор хурдны хурд 22% ихэссэн, дугуйн элэгдэл 19% буурсан гэж мэдээлсэн бөгөөд энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дугуйн инженерчлэлийг чиглүүлж байна.
Одоогоор ихэнх дугуй үйлдвэрлэгчид карбон эд ангиудыг хийхэд смолыг шилжүүлэн хийх арга (RTM) ашиглаж эхэлсэн. Энэхүү арга нь материалын шинжлэх ухааны сэтгүүлийн сүүлийн судалгаагаар өмнөх автоклавны аргатай харьцуулахад хэсгүүд нь хоосон зайгүй байх магадлалыг 30% багасгадаг. RTM-ийг тийм ч ашигтай болгож буй юу вэ? Энэ нь дээд зэргийн даралт үзүүлэх замаар эпоксидын смолыг ажигласан карбон давхаргын хооронд шахдаг. Үүний үр дүнд дугуйнууд нь аллюминий дугуйтай харьцуулахад жингээрээ 40-50% хүртэл хөнгөн байдаг. Түүнчлэн нөгөө давуу тал бий. Өнгөрсөн жилээс эхлэн дэлхийн дугуй үйлдвэрлэлийн тайлангийн мэдээллээр RTM ашигладаг компанийн хувьд боловсруулалтын дараа ойролцоогоор 60% бага машинд оруулах шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь нэгж бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд энерги зарцуулах зардлыг ойролцоогоор 18.7 ам.долларыг бууруулдаг. Одоогийн үйлдвэрүүд энэ шилжилтийг хийж буй нь мэдэгдэх юм.
Хиймэл оюун ухааны хүчээр ажилладаг харааны систем нь дугуй бүрийн хувьд хувиарлалтын үед 8,000 мэдээллийн цэгийг шинжилж, дутагдалт бүтээгдэхүүнийг 22%-иар бууруулжээ (Advanced Manufacturing Quarterly 2024). Машин сургах алгоритмууд нь хайлшийн температурыг болон хөргөх хурдыг бодит цагт тохируулж, материалын гарцыг 15%-иар сайжруулж, дулааны зөрүү илэрсэн тохиолдолд 90 секундын дотор дахин тохируулгыг хийх боломжийг олгодог.
Цахим хосны технологийн тусламжтайгаар дугуйн загвар боловсруулалтын хугацааг 18 долоо хоногоос 6.5 долоо хоногтой болгон товчилсноор инженерүүд физик үйлдвэрлэл эхлэхээсээ өмнө 200 гаруй ачааллын нөхцөлд хүчний туршилтыг симуляци хийж, виртуал шалгалтын үед боломжит гэмтлийн цэгүүдийн 92%-ыг тодорхойлж чаддаг (Automotive Engineering Today 2024).
Хотхон үйлдвэрлэл нь анхны хөрөнгө оруулалтыг 35-40% өсгөх шаардлагатай боловч масштабоор нэгжийн өртгийг 62% бууруулдаг. 2025 онд хийсэн нийт амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ нь эдгээр зардлыг жилд дунджаар 740 мянган долларын хэмнэлт олох замаар 3.2 жилийн дотор нөхөн төлнө (Тогтвортой үйлдвэрлэлийн хяналт 2025).
Өнөөгийн дугуй үйлдвэрлэгчид агаарын эсэргүүцлийг багасгахын тулд компьютерийн аэродинамик тооцоолол (CFD) болон бодит хэмжилтийн туннелийн туршилтыг ашигладаг. Энэ арга нь хуучин загварын дугуйны спойдтой харьцуулахад агаарын эсэргүүцлийг 15-20% бууруулж чаддаг. Мөн ижил технологийн тусламжтайгаар бүтцийн бат бөх чанарыг алдалгүйгээр жингээ 7% хүртэл багасгаж болно. Цахилгаан тээврийн хувьд агаарын эсэргүүцлийг багасгах нь цэнэгийн хоорондох зайг шууд нөлөөлдөг. Tesla, BMW, Mercedes зэрэг өндөр төрлийн машинуудын үйлдвэрлэгчид үр ашигтай байдал, ажиллагааг хадгалахын тулд сайжруулсан эдгээр загваруудыг байнга ашиглаж эхэлсэн.
Агаарт эргэх дугуйнуудын харилцан үйлчлэл нь зам дээрх машинуудын зарцуулах нийт энергиийн 20-оос 30 хувийг алдагдуулдаг эсэргүүцлийг бий болгодог. Агаарын вортексүүдийг багасгаж, түүхийлэггүй дугуйнууд нь түлшний зарцуулалтыг 4-6 хувиар сайжруулах ба цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх тутамд 12-15 миль нэмэлт хүртэл нэмэгдүүлдэг. Өнгөрсөн жил нийтлэгдсэн судалгаагаар дугуйн хэлбэрийг зөв тохируулах замаар дугуйн хэмжээ бага хэлбэрээр өөрчлөгдөж, дулаан бага үүсгэдэг тул энерги илүү их хэмжээгээр хадгалагдаж байгааг харуулжээ. Машин үйлдвэрлэгчид эдгээр судалгааны үр дүнг үйлдвэрлэлийн шугам дээр нэвтрүүлж эхлээд байгаа бөгөөд дүрсийг үйл функцийн хамт нэгтгэн орчин үеийн тээврийн хэрэгсэлд тавигдах шаардлагыг өөрчилж, автомашины салбарт үр ашигтай байдлын шинэ стандартыг тогтоож байна.
Дугуй үйлдвэрлэх аж ахуйн газруудын дэлхийн зах зээл 2025-2032 онд жилд дунджаар 6.4% өснө гэж таамаглаж байна. Энэ нь цахилгаан ба уламжлалт төрлийн автомашины үйлдвэрлэгчид хөнгөн материалыг илүү ихээр хайж байгаатай холбоотой юм. Ирээдүйг харвал, мэргэжилтнүүд 2028 оны байдлаар нүүрстөрөгчийн ширхэглэг дугуйн зах зээл ойролцоогоор 600 сая ам.долларт хүрэх боломжтой гэж үзэж байна. Яагаад гэвэл засгийн газрууд нисэх бөмбөлгийн дүрэм жураммаа бүх цагт татгалзаж байгаа тул автомашины компанийн удирдлагууд тээврийн хэрэгслийн үр ашигтай байдлыг сайжруулахыг хүсэж байна. Өнгөрсөн жил дэлгэрэнгүй судалгаа хийж байж, олон амьтны автомат машин үйлдвэрлэгчид шинэ хөгжүүлэлтийн төслүүдэд гарах мөнгөний ихэнх хэсгээ машинд хөнгөн материалыг ашиглахад зарцуулж байгаагаа илтгэсэн байна.
Одообаас нүүрстөрөгчийн ширмийн хаягдлыг дахин боловсруулах замаар цаашид ашиглахын тулд бүх үйлдвэрлэгчид энэ аргыг эхлэн хэрэглэж байна. Зарим компаниуд хаягдалын 90 орчим хувийг өмнөхөд нь буцаан авч, үйлдвэрлэлд дахин ашиглаж байгаа бөгөөд энэ нь 2020 оны харьцуулбал хаягдал цуглуулах газруудад орж буй материал 40 хувь багассан гэсэн үг юм. Харин смолын хэрэглээгээр сүүлийн үед бизнесийн гурван дунд нь биологийн үндэслэлтэй хувилбарыг сонгож эхэлсэн байна. Энэ шилжилт нь бүтээгдэхүүний чанарыг алдалгүй нэгдлийн органик нэгдлийн ялгаруулалтыг 50-60 хувь хүртэл бууруулж чадна. Өмнө дурдсан тоонууд нь 2024 онд хэвлэгдсэн аж ахуйн салбарын тайлангаас харахад үйлдвэрлэлийн процессыг ногоон болгох нь нэг бүтээгдэхүүн тус бүрийн хувьд нийлүүлэлтийн гинжин дэхь нүүрстөрөгчийн хэмжээг дунджаар 22 хувь бууруулж болох боломжтой гэж заасан байдаг.
Хөнгөн материал нь тээврийн хэрэгсэлийн жинг бууруулж, бензиний зарцуулалтыг сайжруулж, маневр чадварыг дээшлүүлж, энерги ашиглалтын үр ашигтай байдлыг нэмэгдүүлдэг тул маш чухал байдаг. Тусгайлан цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдэд чухал ач холбогдолтой.
Нүүрстөрөгчийн ширхэглэг дугуй нь хамаагүй хөнгөн байдаг бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгслийн хурдатгал, тормоз, эргэх тогтвортой байдал, энерги ашиглалтын үр ашигтай байдлыг сайжруулдаг.
Цахилгаан тээврийн хэрэгслүүдэд тулах жингийн багасалт нь маневр чадварыг сайжруулж, тормозны үр ашигтай байдлыг дээшлүүлж, аялалын радиусыг өргөжүүлж, цахилгааныг дахин нөхөн сэргээх тормозны системийн чадварыг сайжруулдаг.
Ердийн материалын хувьд ган, хөнгөн цагаан хайлш, нүүрстөрөгчийн ширхэг багтдаг. Ган нь бат бөх, зардал нь хямд байдаг бол нүүрстөрөгчийн ширхэг нь жингийн хэмнэлт, ажиллагааны давуу талыг олгодог.
EN
