碳纤维汽车传动轴的优势与应用市场

碳纤维汽车传动轴的优势与应用市场

传动轴是一个连接或者装备各种配件，同时又可以移动的圆柱形配件，由伸缩套、轴管、万向节组成。传动轴是汽车传动系统中传递动力的关键部件，它与驱动桥、变速箱一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。对于前置引擎后轮驱动是车来说，传动轴就是把变速器的转动传动到主减速器的轴，并且它可以由多节组成，在节与节之间可由万向节进行连接。

传统传动轴多是采用质轻抗扭性佳的合金制成，在使用的过程种需要定期注入润滑油进行保养，并且金属材质的特性让传统传动轴容易磨损，引发噪音和发动机能量的损失。碳纤维作为新一代增强纤维，具有强度高、比模量高和重量轻等特点，利用碳纤维制作汽车传动轴，不仅强度较传统金属合金要强，更能达到汽车的轻量化。目前已知最早的碳纤维复合材料汽车传动轴是来自美国的摩里逊公司( Morrison Molded Fiber Glass)，GKN公司(Guest, Keen & Nettlefolds Ltd)在1988年也开始了关于碳纤维复合材料传动轴的研究。

在临界转速方面，数据显示碳纤维汽车传动轴具有很好的力学性和位移补偿性，当轴体直径相同的情况下，汽车传动轴临界转速为8000rev/min时，传统金属合金汽车传动轴为1250mm，碳纤维复合材料汽车传动轴则为1650mm。

在重量方面，碳纤维的密度为1.8g/cm3，是铝的1/2，钢的1/4，根据某品牌汽车发布的数据，碳纤维复合材料传动轴与传统传动轴相比，可以减轻35%的质量，这其中包括传动轴中间的金属连接部件。

在强度方面，碳纤维的强度在3500MPa，是钢的7—9倍，耐疲劳性也是钢的2倍，比模量也比钢要高，碳纤维比模量为2000MPa/(g/cm3),而钢仅为59MPa/(g/cm3)，此外还具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等等诸多优秀性能。

其实碳纤维在汽车方面的应用研究已经有了一些成果，除了常见的碳纤维引擎盖、车门、内饰等，F1赛车或跑车的车身结构也都会选择碳纤维材料，例如宝马i3用的就是全碳纤维的车身。挪恩就曾为很多客户定制碳纤维汽车零部件，根据客户反馈，使用了挪恩生产的碳纤维零部件汽车总重量，要比使用传统金属合金材质汽车总重量轻50%，燃油效率也提高了35%，甚至二氧化碳排放量都减少了20%。

碳纤维汽车传动轴甚至整个碳纤维在汽车领域的应用市场都是非常具有潜力的。汽车作为最普遍的运输、代步工具，更有很多国家将汽车工业作为其重要的支柱产业，在环境与资源日益严峻的现在，推进汽车轻量化、低油耗、低排放是很多国家汽车工业的发展重点之一。随着碳纤维复合材料技术的发展，碳纤维材料在汽车方面的应用也从设想成为了现实，碳纤维汽车传动轴就是其中较为成功的应用之一，相信在未来，碳纤维会更多的出现在普通汽车上。