Súťažte s nami! - dennikrelax.sk

Uhlík, titán, kremík... Z čoho vyrábajú športiaky?

Športové autá sú impozantné. Rýchlosťou,  zvukom motora, rezaním zákrut závratným tempom. Neboli by však také vzrušujúce bez vyspelých technických riešení.  Tie si neraz vyžadujú použitie nezvyčajných materiálov z vesmírneho, leteckého a vojenského priemyslu.

Uhlíkové vlákno

Uhlík sa fanúšikom motorizmu spája so športovými autami. Popularita uhlíkových vlákien je pochopiteľná - je to odolný materiál s relatívne nízkou hmotnosťou, ktorý sa perfektne hodí pre športiaky. Nie v čistej podobe, najčastejšie vo forme viacvrstvovej tkaniny potiahnutej syntetickou živicou.

Správny názov výsledného materiálu znie kompozit vystužený uhlíkovými vláknami, známy v angličtine ako CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics). V automobilovom priemysle sa používa predovšetkým na výrobu častí karosérie a mechanických častí, ako sú hnacie hriadele, ale aj interiérové ​​komponenty. Tento materiál použili na výrobu rôznych športových automobilov - od výkonných grand tourerov v štýle Lexus LC až po vozidlá ako McLaren Senna.
Jedným z najznámejších automobilov vyrobených z kompozitov vystužených uhlíkovými vláknami je Lexus LFA – 65 % karosérie vozidla vyrobili z CFRP. Z tohto materiálu bol vyrobené časti hlavného rámu karosérie,  tunel hnacieho hriadeľa, podlahové panely, strecha, kryt motora a zadné stĺpiky.

Pre vysokú výrobnú cenu sa uhlíkové vlákno zvyčajne nepoužíva pri výrobe tzv. populárnych áut. Nájdu sa aj výnimky.  Hybridná Toyota Prius plug-in získala veko kufra s uhlíkovými prvkami. Steny palivovej nádrže Toyota Mirai na vodíkové palivo sú z podobného materiálu.

Kevlar

Para-aramidové vlákno alebo kevlar je materiál, ktorý sa používa v zbrojárskom priemysle. Z kevlaru vyrábajú napríklad nepriestrelné vesty alebo prilby. Tento mimoriadne odolný materiál našiel využitie aj v automobilovom priemysle. Využívajú ho pri výrobe automobilov Formuly 1 a v moderných  vozidlách používaných na drift. 
Uplatnenie našiel aj v cestných automobiloch - na vystuženie kľúčových komponentov, ako sú chladičové hadice, rozvodové remene a pneumatiky.

Prírodné vlákna

Uhlíkové vlákno a kevlar sú syntetické materiály. V športových autách sa však využívajú aj prírodné  vlákna, najčastejšie na výrobu častí karosérie. Napríklad nová Toyota GR Supra v pretekárskej špecifikácii GT4 dostala predný difúzor a zadné krídlo vyrobené z kompozitov obsahujúcich ľanové a konopné vlákna.
Podobný materiál výrobcovia použili v Porsche 718 Cayman GT4 Clubsport. V prípade nemeckej konštrukcie konopné vlákno využili aj na výrobu zadného krídla a dverí.  Tento druh materiálu sa nelíši od tradičných uhlíkových vlákien hmotnosťou ani trvanlivosťou a šetrí životné prostredie.

Titán

Titán sa vyznačuje veľkou pevnosťou a nízkou hmotnosťou. Tento kov je tiež veľmi odolný voči vysokým teplotám a korózii, čo zvyšuje jeho atraktivitu. V automobilovom priemysle sa titán používa napríklad na ojnice motora. Pri vývoji  Lexusu LFA inžinieri použili titán  a ďalšie špeciálne materiály a vytvorili motor V10 s hmotnosťou nižšou ako má typický V-6. Navyše dosiahol maximálnu rýchlosť iba za 0,6 s.
Titánové ventily a pružiny nájdeme aj v Lexuse V8.  Nový Lexus RC F Track Edition sa môže pochváliť titánovým výfukom, podobne ako športové modely BMW. Rallye a pretekárske autá majú z tohto kovu tlmiče pružín. Ďalším príkladom je značka Bugatti, ktorá vytvorila titánový brzdový strmeň. V roku 2016 bolo dokonca z tohto kovu vyrobené takmer celé auto – Vulcano Titanium.

Kremík

Kremík v  spojení s uhlíkovými vláknami sa používa na výrobu uhlíkovo-keramických bŕzd. V moderných športových vozidlách sa objavili najmä vďaka modelu Ferrari Enzo, hoci za prvé vozidlo vybavené týmto riešením sa považuje francúzske Venturi Atlantique 400 GT.

Uhlíkové keramické disky sú odolnejšie voči oderu, lepšie znášajú vysoké teploty a zabezpečujú účinné brzdenie aj pri vysokých zaťaženiach. Zároveň majú výrazne nižšiu hmotnosť ako typické brzdové kotúče. Prečo ich nenájdeme v bežných automobiloch? Kvôli vysokým výrobným nákladom. Z tohto dôvodu sú karbón-keramické brzdy hlavne v športových autách ako sú Nissan GT-R Nismo, Audi R8 alebo Lexus RC F vo verzii Track Edition. Občas sa dostanú aj do cenovo dostupnejších automobilov - napríklad Porsche 718 Cayman.

Horčík

Významnou vlastnosťou horčíka je mimoriadne nízka hmotnosť.  Pokiaľ ide o pevnosť, nie je porovnateľný s titánom,  ale zliatiny vyrobené s použitím magnézia sa ukázali ako dostatočne pevné a ľahké, aby ich mohli použiť v leteckom, kozmickom a automobilovom priemysle. Okrem toho sa dajú aj relatívne ľahko spracovať. Horčík je ďalší materiál, ktorý nájdete v najlepších športových automobiloch. Výnimočne nízku hmotnosť motora  V 10 legendárneho Lexusu LFA sa podarilo dosiahnuť aj vďaka tomu, že konštruktéri využili hliník, horčík, titán a uhlíkové vlákna.

Podobný materiál použili aj na vytvorenie bežnejšieho šesťvalcového motora BMW N52. Vďaka použitiu horčíka sa tento motor stal v čase svojej premiéry najľahším motorom svojho druhu na svete. Vďaka relatívne prijateľným výrobným nákladom sa tento materiál používa aj v populárnych automobiloch - konštrukcie volantov alebo kostry sedadiel sú vyrobené z horčíka. A na opačnej strane zemegule nájdeme pretekárske autá, ktoré majú neraz kolesá zo zliatiny horčíka.

Hliník

Popri exotických a odolných materiáloch ako je kevlar alebo titán možno hliník nepôsobí až tak zaujímavo. No v automobilovom priemysle sa tento materiál, nazývaný aj technický hliník, používa takmer od začiatku. Hliník je relatívne mäkký, čo z neho na prvý pohľad nerobí atraktívny materiál  pre svet športových automobilov. No výrobcovia vedia, že v kombinácii s látkami ako sú napríklad horčík, kremík alebo meď vytvára odolné a ľahké zliatiny. 

Preto sú komponenty motorov často odlievané z materiálu s obsahom hliníka.  Slávne motory V8 zo série LS vyrábané spoločnosťou General Motors majú bloky vyrobené zo železa alebo z hliníka. Z tohto materiálu vyrobili aj ľahký blok a hlavu valcov motora  V10 Lexusu LFA. A aj pri legendárnom motore 2JZ Toyoty bol okrem železa použitý aj hliník. 

Motor 2JZ sa dostal aj pod kapotu modelu Toyota Supra predchádzajúcej generácie a technický hliník využili aj pri výrobe iných prvkov vozidla vrátane strechy a prevodovky. Cieľom bolo znížiť hmotnosť.  Pre  podobný postup sa spoločnosť Toyota  rozhodla aj pri výrobe novej GR Supra – z hliníka vyrobili súčasti kapoty, dvere a zavesenia kolies. Blok motora a hlavu valcov z hliníkovej zliatiny mal aj legendárny superšportový McLaren F1.