مقایسه باتریهای AGM و ژلی؛ کدام یک در خودروهای سنگین کارایی بیشتری دارد؟ 
سازندگان خودروهای سنگین دهههاست که درگیر یک مهندسی پیچیده هستند تا بدون لطمه زدن به ایمنی و استحکام شاسی کامیونت، وزن خالص خودرو را کاهش دهند. شاسی به عنوان ستون فقرات خودرو که تمام بار، اتاق و متعلقات را بر دوش میکشد نقش اصلی را بازی میکند.
سالهاست که فولاد انتخاب اول سازندگان شاسی بوده است اما اخیرا آلیاژهای آلومینیوم جای خود را در بازار باز کرده و به گزینهای مناسب برای کامیونتها و تریلرها تبدیل شدهاند. در این مقاله از پایه یک، قصد داریم فناوری ساخت شاسیهای فولادی و آلومینیومی را باهم مقایسه و بررسی کنیم.
فولاد؛ گزینهای سختجان و اقتصادی
برای درک بهتر مقایسه ابتدا باید بدانیم چرا فولاد برای بیش از یک قرن انتخاب اول مهندسان برای ساخت شاسی کامیون و کامیونت بوده است. شاسیهای نردبانی فولادی معمولا از آلیاژهای فولاد با مقاومت بالا ساخته میشوند. ویژگی اصلی فولاد مقاومت بالای آن در برابر خم شدن و دفرمه شدن زیر بارهای سنگین است.
شاسی فولادی میتواند فشار ناشی از پیچش در پیچها را به خوبی تحمل کند و دچار شکستگی نشود. در واقع اگر فشار وارد شده از حد معین شده کمتر باشد، شاسی فولادی این توانایی را دارد که آن تنش را برای همیشه تحمل کرده و هرگز دچار شکستگی نشود.
به همین دلیل است که هنوز هم میبینیم کامیونهای ۵۰ ساله با شاسی فابریک و سالم در جادهها تردد میکنند. تکنولوژی ساخت شاسیهای فولادی نیز در سالهای اخیر پیشرفت کرده است؛ به طوری که استفاده از فولادهای تقویت شده، اجازه داده تا ضخامت ورق کمتر شود اما استحکام شاسی کاملا حفظ شود.

آلومینیوم؛ نسل جدید شاسیهای سبک
وقتی از شاسی آلومینیومی صحبت میکنیم منظورمان فویلهای نازک آشپزخانه یا قوطی نوشابه نیست؛ آلومینیوم به کار رفته در صنعت خودروهای سنگین، آلیاژهای سری ۶۰۰۰ یا ۷۰۰۰ هستند که با عناصری مثل منیزیم و سیلیکون ترکیب شده است و استحکامی در حد و اندازه برخی فولادها پیدا کردهاند.
فناوری اصلی در اینجا فرآیند اکستروژن است که اجازه میدهد تیرهای اصلی شاسی به صورت یکپارچه و با اشکال دقیق هندسی تولید شوند تا استحکام آنها افزایش یابد. مهمترین ویژگی آلومینیوم در مقایسه با فولاد سبکتر بودن آن است؛ به طوری که وزن آلومینیوم تقریبا یک سوم فولاد است. البته چون آلومینیوم نرمتر از فولاد است مهندسان مجبورند ضخامت تیرهای شاسی آلومینیومی را بیشتر در نظر بگیرند تا استحکام لازم را داشته باشد.
با این حال حتی با وجود ضخامت بیشتر، یک شاسی آلومینیومی در یک تریلر یا کامیونت میتواند بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم (بسته به سایز خودرو) نسبت به نمونه فولادی سبکتر باشد. این کاهش وزن به معنی مصرف سوخت کمتر و ظرفیت بارگیری بیشتر است.

کاهش وزن؛ فرصتی برای افزایش ظرفیت بارگیری
تفاوت اصلی این دو تکنولوژی خودش را روی باسکول نشان میدهد؛ چراکه در قوانین حملونقل هر خودروی تجاری سقف مجاز برای وزن ناخالص دارد. مثلا یک کامیونت ۶ تن با احتساب وزن خود ماشین و بار نباید از ۶۰۰۰ کیلوگرم بیشتر باشد. هر چقدر وزن خود ماشین (شاسی، اتاق، موتور) کمتر باشد، وزن باری که میتوانید حمل کنید بیشتر میشود.
استفاده از شاسی و قطعات آلومینیومی (مانند رینگها، مخازن سوخت و بادگیرها) میتواند وزن خالص خودرو را به شکل چشمگیری کاهش دهد. برای یک راننده که کرایه را بر اساس تن دریافت میکند این چند صد کیلوگرم اختلاف در طول یک سال میتواند به معنای جابهجایی دهها تن بار بیشتر با همان تعداد سرویس باشد.
اما در سمت مقابل شاسی فولادی سنگینتر است و باعث محدود شدن ظرفیت مفید بارگیری میشود. بنابراین از نظر ریاضی و اقتصادی در مسیرهای ترانزیتی که وزن بار اهمیت زیادی دارد، فناوری آلومینیوم برتری بیچونی و چرایی دارد اما آیا همه چیز به وزن ختم میشود؟ قطعا خیر.
استحکام در گذر زمان؛ چالش فرسودگی شاسی
اینجا جایی است که فناوری فولاد قدرت نمایی میکند. همانطور که اشاره شد، فولاد در برابر لرزشهای مداوم تحمل بالایی دارد اما آلومینیوم در درازمدت و زیر فشار زودتر دچار فرسودگی میشود. در علم متالورژی آلومینیوم هر چقدر هم که ضخیم و قوی باشد، با هر بار خم و راست شدن اندکی ضعیف میشود. به عبارت دیگر عمر شاسی آلومینیومی محدود است و بسته به میزان فشاری که تحمل میکند، نهایتا روزی دچار ترکهای ریز خواهد شد.
مهندسان برای حل این مشکل شاسیهای آلومینیومی راOver-engineer میکنند؛ یعنی آنها را بسیار قویتر از حد نیاز میسازند تا فشارها به حداقل برسد و عمر قطعه طولانی شود. اما در شرایط کاری سخت مثل جادههای ناهموار، معادن یا استفادههایی که شامل اورلود (بار بیش از حد مجاز) است شاسی فولادی بسیار قابل اعتمادتر است.
شاسی فولادی در برابر ضربات ناگهانی و شوکهای جادهای انعطاف نشان میدهد در حالی که آلومینیوم تمایل بیشتری به ترک خوردن در نواحی اتصال پیچ و مهرهها دارد. بنابراین برای کاربریهای کمپرسی یا مسیرهای کوهستانی و خاکی ایران، فناوری فولاد همچنان گزینه مناسبتری محسوب میشود.

دوام در شرایط آبوهوایی سخت؛ کدام شاسی دیرتر میپوسد؟
یک تفاوت مهم دیگر به واکنش این دو فلز در برابر عوامل جوی و رطوبت برمیگردد. بزرگترین نقطه ضعف شاسیهای فولادی آسیبپذیری آنها در برابر زنگزدگی است. نمک پاشیده شده در جادههای برفی یا رطوبت شهرهای ساحلی میتواند در عرض چند سال شاسی فولادی را بپوساند و از استحکام آن کم کند.
اگر چه فناوریهای جدید پوشش دهی مثل گالوانیزه و رنگهای پودری الکترواستاتیک مقاومت فولاد را بالا بردهاند اما هر خراش کوچک روی رنگ میتواند شروعی برای زنگزدگی باشد. در مقابل فناوری آلومینیوم ذاتا مقاوم به خوردگی است و وقتی در معرض هوا قرار میگیرد یک لایه نازک اکسید روی سطح خود تشکیل میدهد که مانند یک سپر محافظ عمل کرده و از پیشروی زنگزدگی جلوگیری میکند.
به همین دلیل است که کامیونهای حمل مواد سوختی یا یخچالدار که نیاز به شستشوی مداوم دارند اغلب از قطعات آلومینیومی بهره میبرند. با این حال آلومینیوم ضعف پنهانی به نام خوردگی گالوانیک دارد که یکی از چالشهای اصلی این نوع شاسی است.
اگر قطعات فولادی (مثل پیچها و پرچها) بدون عایقبندی مناسب مستقیما به شاسی آلومینیومی متصل شوند، واکنش شیمیایی رخ داده و آلومینیوم به سرعت خورده میشود. بنابراین نگهداری از شاسی آلومینیومی نیازمند دانش فنی بالاتری در انتخاب اتصالات است.
چالشهای تعمیر و نگهداری
از نظر یک راننده یا مالک ناوگان اینکه خودرو در شرایط سخت و وسط جاده به راحتی قابل تعمیر باشد یک اولویت است. تقریبا در هر تعمیرگاهی در جادههای دورافتاده دستگاه جوش برق و یک آهنگر پیدا میشود که بتواند ترک شاسی فولادی را (هرچند موقت) ترمیم کند یا تغییراتی در طول شاسی (مثل افزایش طول برای کاربری جدید) ایجاد کند.
فولاد رفتار پیشبینی شدهای در برابر حرارت جوشکاری دارد اما تعمیر شاسی آلومینیومی یک چالش فنی بزرگ است. جوشکاری آلومینیوم نیازمند دستگاههای مخصوص (TIG/MIG) و مهارت بالای جوشکار است. حرارت دادن به شاسی آلومینیومی برای صافکاری یا جوشکاری اگر کنترل نشود باعث میشود فلز آن خاصیت ضد آب بودن و سختی اولیهاش را از دست بدهد و آن نقطه از شاسی را برای همیشه ضعیف و شکننده کند.
به همین دلیل اکثر سازندگان توصیه میکنند که قطعات آسیب دیده شاسی آلومینیومی به جای تعمیر، تعویض شوند. این موضوع هزینههای نگهداری را در صورت تصادف یا آسیب دیدگی به شدت بالا میبرد.

واقعیتهای خرید و فروش؛ آلومینیوم یا فولاد؟
استخراج، تصفیه و آلیاژسازی آلومینیوم فرآیندی بسیار انرژیبر و گران است. به همین دلیل قیمت یک کامیونت یا تریلر با شاسی آلومینیومی به مراتب بالاتر از نمونه فولادی است. این اختلاف قیمت اولیه باید با درآمد ناشی از بار بیشتر در طول زمان جبران شود.
اما نکته جالب در ارزش اسقاط است؛ وقتی عمر مفید خودرو تمام میشود شاسی آلومینیومی به عنوان ضایعات ارزش بسیار بالاتری نسبت به فولاد زنگزده دارد. با این حال بازار خودروهای کار کردهی سنگین ایران معمولا روی خوشی به شاسیهای آلومینیومی (مخصوصا در بخش کامیونت) نشان نمیدهد چون خریداران از مشکلات تعمیراتی و ترکهای پنهان آن تردید دارند و استحکام فولاد را ترجیح میدهند.
فولاد یا آلومینیوم؛ کدام شاسی برای کار شما مناسب است؟
انتخاب بین فولاد و آلومینیوم، یک پاسخ قطعی ندارد؛ همه چیز به نوع کاربری شما بستگی دارد. اگر در مسیرهای ترانزیتی فعالیت میکنید، بارهای مثل مواد سوختی دارید و در مناطق مرطوب تردد میکنید آلومینیوم با سبکسازی و ضدزنگ بودن سود شما را به حداکثر میرساند.
اما اگر با جادههای ناهموار و اضافه بار سر و کار دارید یا به تعمیرگاه تخصصی دسترسی ندارید، فولاد همچنان مطمئنترین و اقتصادیترین گزینه است. فناوری فولاد شاید قدیمی به نظر برسد اما هنوز هم مطمئنترین انتخاب برای جابهجایی بارهای سنگین در جادههای ایران است.

به نظر شما در شرایط جادهای ایران، سبک سازی و ظرفیت بار بیشتر ارزش ریسک حساسیتهای آلومینیوم را دارد، یا هنوز هم سختجانی فولاد حرف اول را میزند؟ نظرات و تجربیات ارزشمند خود را در بخش کامنتها با ما و سایر همکاران به اشتراک بگذارید.
این مطلب توسط تیم کارشناسان سایت پایه یک نوشته شده است.
پشت هر مطلب در وبلاگ پایه یک، کار تیمی است؛ خبرنگار میدانی، کارشناس فنی و پژوهشگر محتوا. از مقایسهٔ جزئیات تا راهنمای انتخاب بهترینهای انواع کامیون و کامیونت، راهنمای لوازم و قطعات خودروهای سنگین و... ما به تصمیمهای روزمره سنگین سواران کمک میکنیم. کلیک کنید تا با نویسندگان ما بیشتر آشنا شوید.
در حال حاضر هیچ نظر یا دیدگاهی ثبت نشده است. شما میتوانید اولین نفری باشید که دیدگاه یا نظر خود را برای ما ارسال میکنید.