در چشم انداز مدرن خودرو ، مفهوم ایمنی نازک تر خودرو به عنوان یک جنبه مهم که نیاز به اکتشاف عمیق دارد ، ظاهر شده است. اصطلاح 'نازک تر ماشین' ممکن است در ابتدا کمی مبهم به نظر برسد ، اما اساساً به مؤلفه های مختلف و عناصر طراحی در یک وسیله نقلیه اشاره دارد که به مشخصات ایمنی کلی آن کمک می کند ، به خصوص در رابطه با نحوه تأثیر آنها در برابر توانایی های خودرو در مقاومت در برابر تأثیرات و محافظت از سرنشینان آن. درک اینکه چرا ایمنی نازک تر ماشین مهم است ، نه تنها برای تولید کنندگان خودرو بسیار مهم است بلکه برای مصرف کننده هایی که برای نیازهای حمل و نقل روزانه خود به این وسایل نقلیه اعتماد می کنند ، بسیار حیاتی است.
ایمنی خودرو طی سالها مسیری طولانی را طی کرده است. از روزهای ابتدایی کمربندهای اصلی صندلی گرفته تا سیستم های پیشرفته کمک به راننده (ADA) که امروز می بینیم ، همیشه تمرکز بر کاهش خطر آسیب و مرگ و میر در صورت تصادف بوده است. ایمنی نازک تر اتومبیل بخشی جدایی ناپذیر از این تکامل مداوم است ، زیرا به جزئیات خاص ساخت و ساز وسیله نقلیه و چگونگی بهینه سازی آن می توان برای محافظت بهتر را بهینه کرد.
ii. نقش نازک تر خودرو در یکپارچگی ساختاری
یکی از جنبه های اصلی ایمنی نازک تر خودرو در سهم آن در یکپارچگی ساختاری وسیله نقلیه نهفته است. قاب بدنه و شاسی یک ماشین مانند اسکلت آن است و پشتیبانی و استحکام لازم را ارائه می دهد. در حال حاضر مواد نازک و در عین حال با استحکام بالا در این سازه ها برای دستیابی به تعادل بین کاهش وزن و استحکام استفاده می شوند.
به عنوان مثال ، فولادهای پیشرفته با استحکام بالا (AHS) به طور فزاینده ای محبوب می شوند. این فولادها می توانند در مقایسه با فولادهای سنتی ضمن حفظ یا حتی بیش از قدرت آنها ، نازک تر شوند. یک مطالعه توسط یک مؤسسه تحقیقاتی پیشرو در خودرو ، نشان داد که استفاده از AHSS در قاب وسیله نقلیه می تواند وزن کلی را تا 15 ٪ کاهش دهد بدون اینکه به خطر بیفتد. در یک سناریوی ضربه جلو ، وسیله نقلیه با یک قاب AHSS قادر به جذب و توزیع انرژی ضربه به طور مؤثر بود و در نتیجه تغییر شکل کمتری در محفظه مسافر و خطر کمتری از آسیب به سرنشینان ایجاد می شود.
مثال دیگر استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در قسمتهای خاصی از بدنه وسیله نقلیه است. آلومینیوم از فولاد سبک تر است و هنگامی که به درستی مهندسی شود ، می تواند استحکام کافی را فراهم کند. تولید کنندگان خودروهای لوکس مانند آئودی و جاگوار در برخی از مدل های خود از اجسام فشرده آلومینیومی استفاده کرده اند. به عنوان مثال ، آئودی A8 دارای ساخت و ساز قاب آلومینیومی است که نه تنها وزن وسیله نقلیه را کاهش می دهد بلکه باعث افزایش کار و بهره وری سوخت آن می شود. در آزمایشات تصادف ، بدنه آلومینیومی A8 قابلیت جذب انرژی عالی را نشان داده است و از سرنشینان حتی در شرایط ضربه شدید محافظت می کند.
iii تأثیر بر فراز و نشوا
Crashworthiness یک اندازه گیری مهم ایمنی یک وسیله نقلیه در صورت تصادف است. اجزای نازک تر خودرو نقش مهمی در تعیین چگونگی برخورد یک وسیله نقلیه می تواند در برابر و کاهش اثرات تصادف داشته باشد.
هنگامی که یک وسیله نقلیه در تصادف درگیر است ، انرژی ضربه باید به گونه ای از بین برود که نیروهای منتقل شده به سرنشینان را به حداقل برساند. مواد نازک تر با طراحی بهینه شده می توانند به طور مؤثرتری به این امر دست یابند. به عنوان مثال ، در تصادفات جانبی ، استفاده از پانل های جانبی نازک تر و در عین حال قوی تر از مواد کامپوزیت می تواند بهتر در برابر نفوذ به محفظه مسافر مقاومت کند. یک مطالعه موردی در دنیای واقعی شامل یک سدان متوسط است که پانل های جانبی خود را به یک ماده کامپوزیت جدید که نازک تر اما مقاومت در برابر ضربه بالاتر داشت ، ارتقا داده بود. در یک تست ضربه جانبی بعدی ، میزان نفوذ به داخل کابین در مقایسه با طرح قبلی نزدیک به 30 ٪ کاهش یافته است ، و به طور قابل توجهی ایمنی سرنشینان را بهبود می بخشد.
علاوه بر این ، طراحی مناطق جلوی و عقب وسیله نقلیه از نزدیک با ایمنی نازک تر خودرو ارتباط دارد. این مناطق خرد شده به گونه ای طراحی شده اند که در طی یک تصادف به صورت کنترل شده تغییر شکل می دهند و انرژی ضربه را جذب می کنند. با استفاده از مواد نازک تر و تغییر شکل در این مناطق ، تولید کنندگان می توانند فرآیند جذب انرژی را تنظیم کنند. به عنوان مثال ، برخی از اتومبیل های اسپرت از ترکیبی از کامپوزیت های آلومینیوم نازک و پلاستیکی در مناطق جلوی خرد خود استفاده می کنند. در یک ضربه جلویی با سرعت بالا ، این مواد انرژی را فرو می ریزند و انرژی را جذب می کنند و نیروهای کاهش یافته را که توسط سرنشینان تجربه شده و احتمال بقا را افزایش می دهد ، کاهش می دهد.
IV راندمان سوخت و مزایای زیست محیطی
ایمنی نازک تر ماشین نه تنها در مورد محافظت از سرنشینان در هنگام تصادفات بلکه پیامدهای مربوط به راندمان سوخت و محیط زیست را نیز دارد. وسایل نقلیه سبک تر ، که اغلب با استفاده از مواد نازک تر و سبک تر حاصل می شوند ، برای حرکت به انرژی کمتری نیاز دارند.
براساس تحقیقات وزارت انرژی ، برای هر 10 ٪ کاهش وزن وسیله نقلیه ، راندمان سوخت می تواند تقریباً 6 ٪ به 8 ٪ افزایش یابد. این بدان معناست که خودرویی که با موفقیت مواد نازک تر و سبک تر را در ساخت آن گنجانیده و وزن آن را کاهش داده است ، مثلاً 20 ٪ ، به طور بالقوه می تواند شاهد افزایش راندمان سوخت در حدود 12 ٪ تا 16 ٪ باشد. این نه تنها باعث صرفه جویی در هزینه صاحب وسیله نقلیه در هزینه سوخت می شود بلکه ردپای کربن وسیله نقلیه را نیز کاهش می دهد.
به عنوان مثال ، وسایل نقلیه هیبریدی و برقی به ویژه در کاهش وزن حساس هستند زیرا مستقیماً بر دامنه آنها تأثیر می گذارد. بسیاری از تولید کنندگان این وسایل نقلیه در استفاده از مواد نازک تر و سبک تر در بدن و اجزای خود برای گسترش دامنه تمرکز دارند. به عنوان مثال ، مدل تسلا مدل 3 از ترکیبی از آلومینیوم و فولاد با استحکام بالا در ساخت بدن خود استفاده می کند تا ضمن حفظ ایمنی ، وزن را کاهش دهد. این امر به برد نسبتاً طولانی خود در یک هزینه واحد کمک کرده است و باعث می شود تا مصرف کنندگان نگران تأثیر محیط زیست و عملی باشند.
V. ملاحظات هزینه
در حالی که استفاده از مواد و طرح های نازک تر اتومبیل مزایای بی شماری را ارائه می دهد ، همچنین دارای ملاحظات هزینه خاصی است. از یک طرف ، برخی از مواد پیشرفته مانند AHSS و کامپوزیت های خاص می توانند برای تولید و منبع در ابتدا گران تر باشند.
به عنوان مثال ، فرآیند تولید فولادهای با استحکام پیشرفته نیاز به تجهیزات تخصصی و کنترل دقیق دما و سایر پارامترها دارد. این می تواند هزینه های تولید را در مقایسه با فولادهای سنتی افزایش دهد. با این حال ، در طولانی مدت ، مزایای آن از نظر صرفه جویی در بهره وری سوخت و کاهش احتمالی حق بیمه به دلیل بهبود ایمنی می تواند این هزینه های اولیه را جبران کند. یک مطالعه توسط یک گروه تحقیقاتی اقتصاد خودرو نشان داد که اگرچه هزینه پیش فرض استفاده از AHSS در قاب وسیله نقلیه تقریباً 500 دلار برای هر وسیله نقلیه بیشتر بود ، پس انداز هزینه سوخت در طول عمر وسیله نقلیه (با فرض طول عمر متوسط 10 سال و الگوهای رانندگی معمولی) حدود 1500 دلار بود. علاوه بر این ، شرکت های بیمه ممکن است حق بیمه کمتری را برای وسایل نقلیه با سقوط بهتر ارائه دهند و بیشتر سرمایه گذاری اولیه را جبران کنند.
از طرف دیگر ، طراحی و مهندسی مورد نیاز برای بهینه سازی اجزای نازک تر خودرو برای ایمنی نیز می تواند پرهزینه باشد. مهندسان برای اطمینان از عملکرد مواد نازک تر مطابق انتظار در سناریوهای مختلف تصادف ، باید شبیه سازی ها و آزمایش های گسترده ای انجام دهند. این امر به استفاده از نرم افزار پیشرفته طراحی رایانه (CAD) و امکانات آزمایش فیزیکی نیاز دارد. با این حال ، باز هم ، مزایای بلند مدت از نظر ایمنی و کارآیی اغلب این سرمایه گذاری ها را ارزشمند می کند.
vi آگاهی و ادراک مصرف کننده
آگاهی و درک مصرف کننده از ایمنی نازک تر ماشین نقش مهمی در پذیرش وسایل نقلیه با چنین ویژگی هایی دارد. بسیاری از مصرف کنندگان کاملاً از پیچیدگی هایی که چگونه ساخت و ساز وسیله نقلیه بر ایمنی و راندمان سوخت تأثیر می گذارد ، کاملاً آگاه نیستند.
یک بررسی جدید که توسط یک شرکت تحقیقاتی مصرف کننده انجام شده است ، نشان داد که تنها حدود 30 ٪ از خریداران خودرو با مفهوم فولادهای پیشرفته با استحکام بالا و نقش آنها در ایمنی وسایل نقلیه آشنا هستند. این عدم آگاهی می تواند مصرف کنندگان را به تصمیم گیری در مورد خرید بر اساس سایر عوامل مانند اعتبار برند یا ظاهر به جای ویژگی های ایمنی واقعی مربوط به طراحی نازک تر خودرو سوق دهد. به عنوان مثال ، یک مصرف کننده ممکن است وسیله نقلیه ای با نمای بیرونی چشمک زن را انتخاب کند اما بدون اینکه متوجه شود فاقد ویژگی های ایمنی پیشرفته است که توسط مواد و طرح های نازک تر اتومبیل فعال شده است.
برای بهبود آگاهی مصرف کننده ، تولید کنندگان خودرو باید کار بهتری در آموزش مردم انجام دهند. این می تواند شامل ارائه اطلاعات دقیق در مورد مواد مورد استفاده در وسایل نقلیه آنها ، آزمایش های Crashworthiness که آنها گذشتند و نحوه طراحی نازک تر خودرو به ایمنی کلی کمک می کند. برخی از تولید کنندگان شروع به شامل بروشور و فیلم های آنلاین کرده اند که این مفاهیم را به روشی آسان برای درک توضیح می دهند. به عنوان مثال ، ولوو به دلیل تعهد خود به ایمنی شناخته شده است و به طور فعال استفاده از فن آوری های ایمنی پیشرفته ، از جمله موارد مربوط به طراحی نازک تر خودرو را از طریق کانال های مختلف بازاریابی برای آموزش مصرف کنندگان در مورد اهمیت این ویژگی ها ترویج کرده است.
vii روندهای آینده در ایمنی نازک تر ماشین
زمینه ایمنی نازک تر خودرو به طور مداوم در حال تحول است و چندین روند آینده در حال ظهور است که شیوه طراحی وسایل نقلیه و برای ایمنی را شکل می دهد.
یک روند استفاده فزاینده از کامپوزیت های فیبر کربن است. فیبر کربن بسیار سبک است اما از قدرت قابل توجهی برخوردار است. از آن در اتومبیل های اسپرت با کارایی بالا و برخی از وسایل نقلیه لوکس استفاده شده است ، اما هزینه آن یک عامل محدود کننده بوده است. با این حال ، با بهبود و کاهش تکنیک های تولید ، انتظار می رود که کامپوزیت های فیبر کربن در وسایل نقلیه اصلی به طور گسترده تر مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال ، BMW در حال بررسی استفاده از فیبر کربن در مدل های خودروهای آینده خود برای کاهش وزن و افزایش ایمنی است. در یک نمونه اولیه اخیر ، استفاده از فیبر کربن در ساختار بدنه وسیله نقلیه ، وزن را در مقایسه با بدنه سنتی فولادی سنتی ، تقریباً 20 ٪ کاهش داد ، در حالی که باعث افزایش ساحش این وسیله نقلیه نیز می شود.
روند دیگر ادغام مواد هوشمند در طرح های نازک تر ماشین است. مواد هوشمند می توانند در پاسخ به محرکهای خارجی مانند دما یا ضربه ، خصوصیات خود را تغییر دهند. به عنوان مثال ، موادی وجود دارد که می توانند در اثر ضربه محکم تر شوند و در هنگام تصادف از محافظت بهتری برخوردار شوند. این مواد هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارند ، اما اگر با موفقیت در وسایل نقلیه توسعه یافته و یکپارچه شوند ، می توانند ایمنی نازک تر خودرو را متحول کنند. یک تیم تحقیقاتی در یک دانشگاه پیشرو در حال حاضر در حال کار بر روی یک ماده هوشمند است که می تواند رویکرد یک ضربه را تشخیص دهد و بلافاصله خواص خود را برای جذب مؤثرتر انرژی تنظیم کند ، و به طور بالقوه خطر آسیب دیدگی را برای سرنشینان کاهش می دهد.
علاوه بر این ، توسعه مداوم سیستم های کمک به راننده پیشرفته (ADAS) با ایمنی نازک تر خودرو در کنار هم کار خواهد کرد. فن آوری های ADAS مانند ترمز اضطراری اتوماتیک و هشدار عزیمت خط می تواند به جلوگیری از تصادفات در وهله اول کمک کند ، در حالی که طرح های نازک تر خودرو در صورت بروز تصادف ، محافظت بهتری را تضمین می کند. به عنوان مثال ، وسیله نقلیه مجهز به ADA و یک ساختار نازک تر ماشین به خوبی طراحی شده ، بدون این ویژگی ها از سطح ایمنی بسیار بالاتری برخوردار خواهد بود. ترکیبی از این دو جنبه در آینده ایمنی خودرو تمرکز اصلی خواهد بود.
viii پایان
در پایان ، ایمنی نازک تر خودرو در صنعت مدرن خودرو از اهمیت بالایی برخوردار است. این جنبه های مختلف از یکپارچگی ساختاری گرفته تا سقوط ، راندمان سوخت ، ملاحظات هزینه و آگاهی از مصرف کننده را در بر می گیرد. استفاده از مواد نازک تر و در عین حال با استحکام بالا در ساخت و ساز وسایل نقلیه این پتانسیل را دارد که به طور قابل توجهی ایمنی را بهبود بخشد و در عین حال مزایایی مانند افزایش راندمان سوخت و کاهش اثرات زیست محیطی را نیز ارائه دهد.
اگرچه هزینه های اولیه در ارتباط با اجرای طرح ها و مواد نازک تر خودرو وجود دارد ، اما مزایای بلند مدت اغلب از این اشکالات بالاتر است. علاوه بر این ، با افزایش آگاهی مصرف کننده و روندهای آینده مانند استفاده از کامپوزیت های فیبر کربن و مواد هوشمند ، اهمیت ایمنی نازک تر خودرو فقط در حال افزایش است.
تولید کنندگان خودرو باید برای بهینه سازی ویژگی های ایمنی نازک تر خودرو ، در تحقیقات و توسعه سرمایه گذاری کنند ، در حالی که به مصرف کنندگان نیز در مورد اهمیت آنها آموزش می دهند. با این کار ، آنها می توانند اطمینان حاصل کنند که وسایل نقلیه در جاده نه تنها ایمن تر بلکه کارآمدتر و سازگار با محیط زیست هستند و نیازهای در حال تحول جامعه را در عصر حمل و نقل مدرن برآورده می کنند.
