老司机虽有多年经验对碳纤维也会有“抓瞎”的时候

z小哲发表于牛车网 2016.11.10 14:05

相信很多热爱改装的朋友对“碳纤维”这三个字都会毫不陌生，汽车外部的尾翼、导流板，内饰的方向盘、座椅都会改装成碳纤维的结构。感觉碳纤维俨然成为一种潮流、一种时尚出现在人们的爱车上，所以我们今天就来聊聊碳纤维。

一、什么是碳纤维？

碳纤维，英文名为carbon fiber，简称CF。从成分来讲实际上是碳在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。质量比金属铝轻，但是强度却高于钢铁，展现出“外柔内刚”的特点。具有抗腐蚀性、热膨胀系数小和高模量的特性。如今却成为汽车身上最奢侈的车身材质，其实说白了就是碳元素组成的，汽车身上使用的燃油、轮胎、塑料等都离不开碳元素，只是这些物质呈现出不同的结构罢了。

车身上的碳纤维实际上是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌，然后碳化及石墨化处理而成，可以称之为人工干预而成的无机物材料。不同厂商干预的方式不同（长纤维编织和短纤维编织），造成了碳纤维的差异也会不同。兰博基尼采用的就是短纤维编制的，各个方向都可以承受均匀的力度，纤维结构稳定，表面摸起来柔软并且弹性十足；长纤维通常会用来制作超高强度绳索（这里我们不谈）。

另外，碳纤维的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为 23000-43000Mpa也高于钢（1Mpa约为每1平方厘米承受10公斤的力，以一个60kg重的年轻人为例，对地面的压强为0.18182公斤的力，1Mpa约为1个年轻人对地面压力的54倍，23000Mpa承受的力可想而知）。

目前汽车制造商都在追求轻量化的设计，但是全车采用碳纤维的设计会使得造价成本大大升高，量产可能性不高。因此现在依旧以钢铁为主，目前会朝着全铝合金车身方向发展，最终等到成本降下来了，整车才有可能全部采用碳纤维。不知道有没有人问：碳纤维说白了不就是“碳”吗？为什么会这么贵？我可以告诉你：钻石也是碳组成的，便宜吗？更别说这样的高精度（复杂）技术下诞生的产物了。

国产的碳纤维制造技术目前受到国外所谓保密技术的封锁，虽然我们自己也非常努力，但是也只能生产到T300/T800中低端型号。加上美国和日本一直垄断市场专利技术，自然价格也就会只高不低（碳纤强度T300＜T600＜T700＜T800＜T1000）。

二、汽车车身上使用到的碳纤维

汽车全身都可以用碳纤维来制作，但涉及到价格层面很少会整车都是用碳纤维。因此，我们今天只针对汽车零部件：车身底盘、刹车片、轮毂方面的碳纤维使用情况。

改装车的车身和底盘运用到碳纤维结构，可以使汽车质量减轻50%左右，但是刚度和强度却能够大大提升。这样做不仅能保证改装汽车在比赛过程中展现速度实力，还能在视觉效果方面形成强烈冲击。

F1赛道上所有的赛车都使用碳陶刹车盘（采用碳纤维增强碳化硅基复合材料制作而成的一种刹车盘，主要成分是碳化硅（SiC）、硅（Si）和石墨，碳化硅决定着复合材料的硬度，硅和石墨在其中则是改善刹车盘的摩擦系数），因为既轻便又能比钢材料更加适合高温工作。大家都知道F1比赛过程中车速都非常快，碳陶刹车盘的运用可以使高速行驶车辆的车速从300km/h降到50km/h只需要50m，当然温度会升高，制动盘吸热会变红。最大承受温度方面可以承受住2500度的高温，表现力非常优秀。

德国专家设计的碳纤维轮毂外环为碳纤维打造，内环为轻量化的合金并搭配不锈钢的螺丝。20寸的轮毂一般重量为18公斤，采用碳纤维的设计后只需要1/3的重量。不仅如此，还可以最大限度的降低车轮的径向惯性力，深受改装圈儿的朋友喜欢。至于价格，一套下来需要几十万的费用（不是一般人能玩得起的）。

我到现在还记得2014年的银石赛道“莱科宁”的事故。

事故经过大致是当时莱科宁的法拉利赛车在失控之后最终一头撞向护墙，以大约 240 km/h的时速笔直的撞到护墙上，碰撞瞬间的冲击巨大，随后赛车又被弹回赛道，在赛道上转着圈穿过密集的后续的F1 赛车车流，最后撞到了对面的护栏上。与此同时莱科宁的法拉利汽车还击中了马萨的赛车。你猜结果怎么着？这样的撞击之后，莱科宁只是轻微擦伤了脚踝和膝盖，自己能爬出赛车。