Modul - CN6 - Nové technické materiály

garant: doc. Ing. Simha Martynková Gražyna, Ph.D.

Okruhy:

  • Nové technologie pro energetický managament vozidel
  • Katalytické a sorpční materiály pro redukci zplodin a čistý provoz dopravních prostředků
  • Pokročilé konstrukční materiály pro dopravní prostředky
  • Frikční kompozity pro vozidla

Učební opora:

Kapitola IV. FRIKČNI KOMPOZITY PRO VOZIDLA

4. 1    Frikční proces
Vědní disciplína, která se zabývá interakcemi mezi vzájemně pohybujícími se povrchy, se nazývá tribologie. Ta zahrnuje rovněž studium a aplikace principů tření, lubrikace a otěru. Tření je síla, která zabraňuje laterálnímu pohybu dvou pevných povrchů. Frikční (třecí) koeficient μ je bezrozměrná skalární veličina, kterou je možné vyjádřit poměrem frikční (transverzální, laterální) síly mezi dvěma objekty FT a síly normálové FN, která objekty tlačí k sobě, viz. obr. 4.1 vztah (4.1).  

                               (4.1).


Třecí síla působí mezi dvěma povrchy ve směru opačném, než je směr pohybu (kinetické tření) nebo pohybu potenciálního (statické tření). Hodnoty frikčního koeficientu nabývají hodnot blízkých nule až  > 1.

Kapitola III. Nové technologie pro energetický management vozidel

3.1 Nové motory
Celosvětově stoupající poptávka po osobních automobilech je spojena s obavou o zvyšování skleníkových plynů, kde zplodiny dopravních prostředků hrají nemalou roli.  Velké vědecké týmy a výrobní inženýři pracují na vývoji nových pohonných hmot a lepším využití stávajících fosilních paliv. Technologie jako přímé vstřikování paliva, variabilní časování ventilů a deaktivace válců může snížit hlavní zdroje energetických ztrát motoru: odpadní teplo a tření motoru.
Citelný nárůst cen pohonných hmot směřuje zákazníky k nákupu vozidel s lepším výkonem, však současně cenové relace těchto automobilů jsou vysoké pro běžného zákazníka.
Moderní motory s vnitřním spalováním pohánějí celou řadu osobních a nákladních automobilů, motocykly a motorové čluny. Nejvýkonnější benzinové jmotory dnes běžně vyráběných automobilů převedou jen 20 -25 % chemické energie paliva na práci. Moderní dieselové nebo benzín-elektrické hybridní motory mohou dosahovat 25-35 % využití paliva, však na úkor vyšší ceny. V současné době hybridní automobily s vodíkovým/elektrickým  pohonem dokážou převést až 60% energie z plynného vodíku na hybnou sílu.

Kapitola II. KATALYTICKÉ A FILTRAČNÍ MATERIÁLY

2. 1    Doprava a životní prostředí
Doprava je významným faktorem ovlivňujícím čistotu životního prostředí, zejména produkcí škodlivých látek, hluku, vibrací, a rovněž velkým záborem prostoru v krajině pro výstavbu dálnic, silnic obchvatů měst atd. [1].  

Kapitola I. POKROČILÉ KONSTRUKČNÍ MATERIÁLY

Pokročilé konstrukční materiály pro dopravní prostředky
Vývoj nanotechnologií v určitých oblastech automobilového průmyslu je znám ještě před jejich celosvětovým nástupem. Příkladem nanomateriálu, který byl používán již před rokem 1980 je uhelná čerň do výroby pneumatik. Požadavky automobilového průmyslu se v poslední době poměrně výrazně mění. Třemi nejvýznamnějšími faktory, které ovlivňují návrh automobilu, jsou dnes náklady, výsledná spotřeba a emise škodlivin. Materiály musí splnit základní kritéria, která automobilový průmysl má: být levnější, lehčí a snáze vyrobitelné nebo smontovatelné a zároveň s vysokou míru recyklovatelnosti. Například továrna DuPont ve Zlíně, která vyrábí vrstvená čelní skla do automobilů recykluje veškerý odpad je zpět použitý ve výrobě.
Široká škála materiálů, které jsou v osobním automobilu zastoupené, jsou znázorněny v následujících hmotnostních poměrech na Obr. 1.1.

Obr. 1.1. Zastoupení konstrukčních materiálů v osobních automobilech.