Que sont les voitures faites d'autres matériaux que l'acier ?

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Alors que je travaillais récemment sur une voiture, j'ai été surpris de découvrir un cognement brutal du moteur qui se produisait à cause d'un pignon de distribution usé. J'ai été encore plus surpris de trouver des dents d'engrenage faites de composés de fibres plastiques, similaires aux panneaux de fibres compressées. Celles-ci s'étaient mises à terre, les empêchant de engageant un engrenage de vilebrequin trempé.

Aujourd'hui, les matériaux non traditionnels rendent les voitures et les camions légers plus fiables, efficaces et respectueux de l'environnement. Inférieur prix des véhicules électriques (VE)-et les crédits d'impôt- sont en partie dus à leur utilisation de matériaux durables, comme les microbulles de verre et les composites de nitrure de bore qui dissipent la chaleur de la batterie.

Les pièces fabriquées à partir d'acier, de composites structuraux complexes, de plastiques, d'alliages et de polymères réduisent le poids total d'un véhicule, ce qui augmente l'économie de carburant. Ces matériaux

et la façon dont ils sont attachés préserver la rigidité de la carrosserie tout en offrant un excellent confort de conduite et la sécurité des passagers.

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Acier

Sans surprise, c'est le matériau le plus courant dans la construction automobile. Solide, facilement disponible et facile à fabriquer, on le trouve dans les systèmes d'échappement, de freinage et de suspension, ainsi que dans le moteur, les roues, le châssis et le toit. L'acier est utilisé dans les moteurs EV et renforce également le châssis non métallique.

Voici des exemples de différents types d'acier dans les voitures :

• Acier avancé à haute résistance : Fournit un excellent équilibre entre légèreté, résistance et ténacité. Utilisé pour les portes, les cadres, les trains de roulement et les pare-chocs.
• Acier à haute teneur en carbone: Pas cher et résiste à l'usure. Il manque de souplesse et peut être cassant et rouiller. On le trouve dans les mêmes applications que l'acier à haute résistance, plus les roulements, la suspension, le châssis et la transmission.
• Acier allié: Fer fusionné avec d'autres éléments. C'est cher et utilisé pour des applications spécifiques. Le ferrovanadium (fer et vanadium) est un alliage à fort impact présent dans les ressorts et les amortisseurs. Le ferroaluminium (fer et aluminium) dans les systèmes d'échappement et de refroidissement est léger, résistant à la chaleur et facile à fabriquer.

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Plastiques

Terme générique pour couvrir un éventail de polymères, les plastiques automobiles sont fabriqués à partir de sous-produits du pétrole. Les polymères ont des qualités et des caractéristiques uniques qui peuvent être personnalisées pour de nombreuses utilisations. Ils sont durables, résistants à la corrosion et flexibles, ce qui les rend faciles à fabriquer sans perdre leur ténacité.

Comme ils sont légers, les plastiques sont utilisés dans tout, du moteur à garniture, phares, les tapis, réservoirs de gaz, pare-chocs couvre et plus. Tôt ou tard, les plastiques pourraient dépasser l'acier en tant que matériau n° 1 dans la construction automobile.

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Aluminium

Vous remarquerez un thème ici: parce qu'il est léger, solide, durable et malléable, l'aluminium peut être façonné dans de nombreuses pièces automobiles. Pensez roues, culasses, miroirs, pompes à eau, carters de transmission et plus encore.

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Fibre de verre

Légère, solide et trois fois moins dense que l'acier, la fibre de verre peut être facilement fabriquée dans de nombreuses formes pour les pare-chocs arrière, les capots, les portes et les carrosseries de véhicules. En raison de sa haute résistance à la traction, la fibre de verre renforce également paris chronométrés. La fibre de verre tissée résistante à l'abrasion se trouve également dans les plaquettes de frein et disques d'embrayage.

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Cuivre

Fils de cuivre courir dans toute votre voiture, principalement dans l'électronique. Les alliages de cuivre comme le laiton sont utilisés dans les bagues. Il ne collera pas à la surface d'autres métaux, ce qui le rend exceptionnel pour les roulements du moteur principal. Offrant une excellente conductivité thermique, on le trouve également dans radiateurs et noyaux de chauffage.

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Magnésium

Plus léger que l'acier ou l'aluminium, le rapport résistance/poids élevé du magnésium le rend idéal pour les applications automobiles. On le trouve couramment dans les transmissions, les systèmes de suspension, les colonnes de direction, actionneurs de commande, boîtiers d'airbag, volants et armatures de siège.

Le magnésium est sujet à la corrosion, en particulier au sel. Il a besoin d'un revêtement protecteur comme le chrome, époxy ou des résines de polyester lorsqu'elles sont exposées aux éléments.

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Titane

Bien que coûteux, le titane est extrêmement léger et résiste à la corrosion. Il est plus résistant que les autres métaux de même densité.

Difficile à fabriquer, le titane se trouve principalement dans les composants des moteurs à combustion interne (ICE) tels que les soupapes, les ressorts de soupape et les bielles de piston, ainsi que les systèmes d'échappement des voitures de sport de luxe. Il est idéal pour un châssis EV car il protège les batteries coûteuses qui représentent 25 % du poids d'un véhicule électrique.

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Métaux nobles

Une des raisons de la hausse de convertisseurs catalytiques volés sont les métaux nobles enfermés à l'intérieur - platine, palladium et le rhodium extrêmement rare. Le palladium se vend à près de 2 500 dollars l'once, tandis que le rhodium coûte 18 600 dollars l'once !

Tous les trois ont un large éventail d'applications. Dans un ICE, ils agissent comme un catalyseur du changement smog (carburant non brûlé) en dioxyde de carbone et en vapeurs d'eau.

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Véhicules électriques

Bien que les véhicules électriques n'aient pas de convertisseur catalytique, d'autres matériaux coûteux sont pris en compte dans leur construction. Batteries VÉ contiennent jusqu'à 80 % de nickel et 15 % de cobalt, ainsi que du graphite naturel, du silicone et du lithium. La bauxite à haute teneur en aluminium dans les roues maintient un véhicule électrique aussi léger que possible.

Bob Lacivita est un technicien automobile primé de l'ASE et de General Motors, un éducateur et un écrivain indépendant qui a écrit sur les réparations automobiles et l'entretien des véhicules. Son travail a été présenté dans The Family Handyman, un livre Reader's Digest et le magazine Classic Bike Rider. Il a été éducateur professionnel et technique pendant 25 ans, enseignant la technologie automobile, ainsi que rédigeant des subventions de fondations étatiques, fédérales et organisationnelles. Il a également contribué à la conception d'un modèle unique de prestation de programmes d'études qui intègre de manière transparente des normes académiques rigoureuses et pertinentes dans l'enseignement professionnel et technique.