A wykorzystanie aluminium do produkcji karoserii wydaje się tak kuszącą i nową technologią, że zapomina się, że pochodzi z pierwszej połowy XX wieku. Jako materiał konstrukcyjny do samochodów został przetestowany natychmiast, gdy tylko zaczęto rezygnować z drewna i skóry, i okazało się, że jest tak dobrze kompatybilny z drewnem, że technologia ta jest nadal stosowana w samochodach Morgan. To tylko większość firm, które w latach trzydziestych zdołały wyprodukować sporo samochodów z powszechnym wykorzystaniem części aluminiowych, później porzuconych metali lekkich. A powodem był nie tylko brak tego materiału w czasie II wojny światowej. Plany futurystów science fiction o powszechnym zastosowaniu aluminium w konstrukcji maszyn nie miały się spełnić. W każdym razie do teraz, kiedy coś zaczęło się zmieniać.
Aluminium w postaci metalicznej nie było znane od tak dawna – wydobyto je dopiero pod koniec XIX wieku i od razu zaczęto je cenić. I wcale nie z powodu rzadkości, bo tuż przed odkryciem metody redukcji elektrolitycznej produkcja była bajecznie droga, aluminium droższe od złota i platyny. Nic dziwnego, że wagi podarowane Mendelejewowi po odkryciu prawa okresowości zawierały wiele elementów aluminiowych, wówczas był to iście królewski dar. Od 1855 do 1890 roku wyprodukowano zaledwie 200 ton materiału metodą Henri-Étienne Saint-Clair Deville, polegającą na zastąpieniu aluminium sodem metalicznym.
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Już do 1890 roku cena spadła 30-krotnie, a do wybuchu I wojny światowej ponad sto razy. A po latach trzydziestych stale utrzymywała się na zbliżonym poziomie z cenami stali walcowanej, która była 3-4 razy droższa. Niedobór niektórych materiałów okresowo zmieniał ten stosunek na krótki czas, ale mimo to średnio tona aluminium zawsze kosztuje co najmniej trzy razy więcej niż zwykła stal.
„Skrzydlate” aluminium jest połączeniem niskiej wagi, wytrzymałości i przystępnej ceny. Ten metal jest zauważalnie lżejszy od stali, waży około 2700 kg na metr sześcienny w porównaniu z 7800 kg w przypadku typowych gatunków stali. Ale wytrzymałość jest również niższa, w przypadku popularnych gatunków stali i aluminium różnica wynosi około półtora do dwóch razy, zarówno pod względem płynności, jak i napięcia. Jeśli chodzi o konkretne liczby, to wytrzymałość stopu aluminium AMg3 wynosi 120/230 MPa, gatunek stali niskowęglowej 2C10 wynosi 175/315, ale stal o wysokiej wytrzymałości HC260BD ma już 240/450 MPa.
W rezultacie konstrukcje aluminiowe mają wszelkie szanse być zauważalnie lżejsze, co najmniej o jedną trzecią, ale w niektórych przypadkach przewaga masy części może być większa, ponieważ części aluminiowe mają większą sztywność i są zauważalnie bardziej zaawansowane technologicznie w produkcji . Dla lotnictwa to prawdziwy dar, ponieważ trwalsze stopy tytanu są znacznie droższe, a masowa produkcja jest po prostu niedostępna, a stopy magnezu są silnie korozyjne i wysoce łatwopalne.
Ćwicz na ziemi
W masowej świadomości aluminiowe karoserie kojarzą się głównie z samochodami marki Audi, choć pierwszy w tylnej części D2 pojawił się dopiero w 1994 roku. Była to jedna z pierwszych całkowicie aluminiowych maszyn na dużą skalę, chociaż spora ilość skrzydlatego metalu była znakiem towarowym takich marek jak Land Rovera I Astona Martina od dziesięcioleci, nie mówiąc już o wspomnianym już Morganie, z jego aluminiowym stelażem na drewnianej ramie. Jednak reklama czyni cuda.
1 / 4
2 / 4
3 / 4
4 / 4
Przede wszystkim w Nowa technologia produkcji karoserii kładziono nacisk na niską wagę i odporność karoserii aluminiowych na korozję. Czasami wspominano o innych zaletach konstrukcji aluminiowych, na przykład o specjalnych właściwościach akustycznych korpusów i biernym bezpieczeństwie konstrukcji kutych i odlewanych.
Lista samochodów, w których części aluminiowe stanowią co najmniej 60% masy nadwozia (nie mylić z masą całkowitą samochodu) jest dość duża. Przede wszystkim znany modele Audi, A2, A8, R8 i powiązane R8 Lamborghini Gallardo. Mniej oczywiste Ferrari F430, F360, 612, ostatnie pokolenia Jaguar XJ X350-X351, XJR, XF, XE i F-Pace. koneserzy realiów samochody sportowe pamiętaj Lotus Elise, a także platformę Opel Speedster i Roadster Tesli. Szczególnie skrupulatni czytelnicy zapamiętają Hondy NSX, Spyker, a nawet Mercedes SLS.
Zdjęcie: Aluminiowa rama przestrzenna Audi A2
Często błędnie współczesny Land Rover, Range Rover, Najnowsze BMW serie i kilka innych modeli premium, ale tam całkowity udział części aluminiowych nie jest tak duży, a rama nadwozia jest nadal wykonana ze stali - zwykłej i o wysokiej wytrzymałości. Niewiele jest maszyn w całości aluminiowych, a większość z nich to projekty na stosunkowo małą skalę.
Ale jak to jest? Dlaczego przy wszystkich swoich zaletach aluminium nie jest stosowane najszerzej jak to możliwe w budowie karoserii?
Wydawałoby się, że można wygrać na masie, a różnica w cenie materiałów nie jest tak krytyczna na tle innych składników kosztu drogiego samochodu. Tona „skrzydlatego” kosztuje teraz 1600 USD - to nie tak dużo, zwłaszcza w przypadku samochodu premium. Wszystko ma swoje wyjaśnienie. To prawda, aby ponownie zrozumieć problem, trzeba sięgnąć nieco głębiej w przeszłość.
Jak aluminium przegrało z plastikiem i stalą
Lata osiemdziesiąte XX wieku zapiszą się w historii motoryzacji jako czas ukształtowania się głównych marek na światowym rynku i stworzenia układu sił, który do dziś niewiele się zmienił. Od tego czasu tylko chińskie firmy dodawały nowej krwi do rynku motoryzacyjnego, inaczej to właśnie wtedy pojawiły się główne trendy, klasy i trendy w branży motoryzacyjnej. W tym samym czasie nastąpił przełom w wykorzystaniu alternatywnych materiałów w konstrukcji maszyny, oprócz stali i żeliwa.
Warto podziękować za to zwiększone oczekiwania co do trwałości maszyn, nowych norm zużycia paliwa i bezpieczeństwo bierne. No i tradycyjnie rozwój technologii, które na to wszystko pozwoliły. Nieśmiałe próby zastosowania aluminium w węzłach odpowiedzialnych za bezpieczeństwo bierne szybko zakończyły się wprowadzeniem jedynie najprostszych elementów w postaci listew na obszary zgniecione i elementy dekoracyjne, co stanowiło kilka procent całkowitej masy ciała.
Ale bitwa o projekt samego ciała została wówczas beznadziejnie przegrana. Wyraźnie wygrali producenci tworzyw sztucznych. prosta technologia Wykonywanie dużych części z plastiku zmieniło wygląd samochodów w latach osiemdziesiątych. Europejczycy byli zaskoczeni możliwościami produkcyjnymi i „zaawansowanymi” Fordami Sierra i VW Passat B3 z ich rozwiniętymi plastikowy korpus. Kształty i materiały osłon chłodnicy, zderzaków i innych elementów z czasem zaczęły nawiązywać do plastikowych części – coś takiego jest po prostu nie do pomyślenia, aby zrobić je ze stali lub aluminium.
Tymczasem konstrukcja karoserii pozostała tradycyjnie stalowa. Zadanie zwiększenia wytrzymałości nadwozia i zmniejszenia masy zostało zakończone przejściem do szerszego stosowania stali o wysokiej wytrzymałości, których masa w korpusie stale wzrastała, od kilku procent pod koniec lat siedemdziesiątych do pewnego 20-40% do połowy lat 90 zaawansowane projekty marek europejskich i 10-15% dla samochodów amerykańskich.
1 / 4
2 / 4
3 / 4
4 / 4
Problemy z korozją zostały rozwiązane poprzez przejście na stal ocynkowaną i nowe technologie malowania, co pozwoliło wydłużyć okres gwarancji na nadwozie do 6-10 lat. Aluminium pozostało bez pracy, jego zawartość w masie samochodu nawet spadła w porównaniu z latami 60-tymi - rolę odegrał kryzys naftowy, kiedy to nośniki energii podrożały, a co za tym idzie sam metal. Tam, gdzie było to możliwe, zastępowano je plastikiem, a tam, gdzie plastik się nie nadawał, ponownie stalą.
Aluminium kontratakuje
Po przegranej bitwie o nadwozie, dekadę później aluminium ponownie zwyciężyło pod maską. W latach 90. i 2000. producenci masowo przestawiali się na aluminiowe obudowy skrzyni biegów i bloki cylindrów, a następnie części zawieszenia. Ale to był dopiero początek.
Spadek cen aluminium w latach 90. dobrze zbiegł się w czasie z zaostrzeniem wymagań dotyczących ekonomiczności i ekologiczności samochodów. Oprócz wspomnianych już dużych elementów, aluminium zarejestrowano w wielu częściach i zespołach maszyny, zwłaszcza tych związanych z bezpieczeństwem biernym - wsporniki kierownicy, belki wzmacniacza, mocowania silnika... Jego naturalna kruchość, szeroki zakres zmian lepkości, i przydała się niska waga.
Co więcej, w strukturze nadwozia zaczęło pojawiać się aluminium. O całkowicie aluminiowym Audi A8 I, ale zaczęły pojawiać się również w prostszych samochodach panele zewnętrzne z lekkiego metalu. Przede wszystkim są to panele na zawiasach, maska, przednie błotniki i drzwi w samochodzie. marki premium. Ramy pomocnicze ze stali stopowej, błotniki, a nawet wzmacniacze. NA nowoczesne BMW a Audi w przedniej części nadwozia pozostało prawie jedno aluminium i plastik. Jedynym miejscem, w którym pozycje stały się jak dotąd niezachwiane, są konstrukcje nośne.
1 / 6
2 / 6
3 / 6
4 / 6
5 / 6
6 / 6
O wadach i korozji
Aluminium jest zawsze trudne do spawania i elementów złącznych. Do łączenia z elementami stalowymi nadają się tylko nitowanie, śruby i klejenie, do łączenia z innymi częściami aluminiowymi odpowiednie jest również spawanie i wkręty. Kilka przykładów konstrukcji wykorzystujących elementy nośne ze stopów lekkich okazało się bardzo kapryśne w działaniu i wyjątkowo niewygodne w renowacji.
Więc, aluminiowe miski przedniego zawieszenia włączone samochody BMW i drzewce nadal mają problemy z korozją elektrochemiczną na łączeniach i problemy z odbudową połączeń po uszkodzeniu korpusu.
Jeśli chodzi o korozję aluminium, to jeszcze trudniej sobie z nią poradzić niż z korozją stali. Przy wyższej reaktywności jego odporność na utlenianie wynika głównie z formowania folia ochronna tlenki na powierzchni. I ta metoda samoobrony w warunkach łączenia części z wielu różnych stopów okazała się bezużyteczna.
Stalowe wyzwanie, które może zmienić wszystko
Podczas gdy aluminium podbijało nowe terytoria, technologie produkcji stali walcowanej nie stały w miejscu. Koszt stali o wysokiej wytrzymałości spadł, pojawiły się masowe stale kute na gorąco, ochrona przed korozją chociaż z poślizgiem, to również się poprawiło.
Ale aluminium wciąż nadchodzi, a przyczyny tego są jasne dla każdego, kto jest zaznajomiony z procesem tłoczenia i spawania części stalowych. Tak, mocniejsze stale pozwalają odchudzić karoserię i uczynić ją mocniejszą i twardszą. tylna strona medale - wzrost kosztów samej stali, wzrost ceny tłoczenia, wzrost kosztów spawania i trudności w naprawie uszkodzonych części. Czy ci to nic nie przypomina? Właśnie te problemy są nieodłącznie związane z konstrukcjami aluminiowymi od urodzenia. Tylko stal o wysokiej wytrzymałości i tradycyjne „żelazne” trudności z korozją nigdzie nie znikają.
Ale tego samego nie można powiedzieć o stali o wysokiej wytrzymałości. Pakiet drogich dodatków stopowych jest nieuchronnie tracony podczas przetwarzania. Ponadto zanieczyszcza surowce wtórne i wymaga dodatkowe koszty do czyszczenia. Cena za proste znaczki stal i stal o wysokiej wytrzymałości znacznie się różnią, a kiedy żelazo zostanie ponownie użyte, cała ta różnica zostanie utracona.
Co dalej?
Najwyraźniej czekamy na aluminiową przyszłość. Jak już zrozumiałeś, początkowy koszt surowców nie odgrywa teraz takiej roli, jak zdolność produkcyjna i przyjazność dla środowiska. Rosnące „zielone” lobby może wpływać na popularność samochodów aluminiowych na wiele innych sposobów, od skutecznego PR-u po obniżone opłaty recyklingowe. W efekcie wizerunek marek premium wymaga większego wykorzystania aluminium i popularyzacji technologii wśród mas, przy czym maksymalna korzyść dla siebie oczywiście.
Konstrukcje stalowe wciąż są tanimi producentami, ale w miarę jak technologie aluminiowe stają się coraz tańsze, z pewnością też nie oprą się pokusie, tym bardziej, że teoretyczna przewaga aluminium może, a nawet powinna zostać zrealizowana. Chociaż producenci samochodów nie próbują wymusić tego przejścia, struktury karoserii większości samochodów zawierają nie więcej niż 10-20% aluminium.
Oznacza to, że „aluminiowa przyszłość” nie nadejdzie ani jutro, ani pojutrze.
W tradycyjnej kulturystyce stalowej widać przed sobą ślepy zaułek, którego można uniknąć jedynie poprzez przełamanie trendów wszechstronnego utwardzania i rozjaśniania konstrukcji.
Podczas gdy postęp spowalnia produktywność procesów spawalniczych i dostępność ugruntowanych procesy produkcji, które nadal można niedrogo dostosować do nowych gatunków stali. Zwiększyć prąd spawania, wprowadzić precyzyjną kontrolę parametrów, zwiększyć siły ściskające, wprowadzić spawanie obojętne… Dopóki te metody pomogą, stal pozostanie głównym elementem konstrukcyjnym. Odbudowa produkcji jest zbyt kosztowna, globalne zmiany bardzo ciężki jak na potężną lokomotywę przemysłu.
A co z kosztami posiadania samochodu? Tak, rośnie i będzie rosnąć. Jak wielokrotnie mówiliśmy, nowoczesny przemysł samochodowy kraje rozwinięte są nastawione na szybką odnowę floty i zamożnego nabywcę z dostępem do tanich kredytów na 2-3% w skali roku. O krajach z realną inflacją 10-15% i wynagrodzeniami „klasy średniej” w okolicach 1000 $, menedżerowie korporacji są dalecy od myślenia w pierwszej kolejności. Będzie trzeba się dostosować.
Ciało jest jednym z najbardziej najważniejsze szczegóły samochód. Przede wszystkim jego główne cechy powinny obejmować wytrzymałość, względną taniość, ale jednocześnie powinny być optymalnie wygodne dla wszystkich pasażerów w samochodzie i wyróżniać się stylem i designem. Zgadzam się, że te cechy są czasami sprzeczne, więc nie ma zgody wśród producentów, który z materiałów korpusu najlepiej nadaje się do produkcji.
Opowiemy Ci o nowoczesnych materiałach na korpusy i rozważymy ich wady i zalety.
stalowy korpus
Stalowy korpus może mieć różne warianty stopów, co nadaje jego odmianom zupełnie inne właściwości. Na przykład blacha stalowa ma doskonałą plastyczność, a także pozwala na produkcję zewnętrznych paneli części karoserii, które czasami mogą mieć dość nietypowy i skomplikowany kształt. Logiczne jest, że gatunki o wysokiej wytrzymałości mają sporo energii i doskonałą wytrzymałość, dlatego ten rodzaj stali jest używany do produkcji części karoserii. Korzystne jest również to, że w całej branży motoryzacyjnej producentom udało się uprościć i dopracować rzemiosło wytwarzania stalowych nadwozi, co czyni je dość niedrogimi.
To właśnie ten czynnik sprawił, że nadwozia stalowe są zdecydowanie najbardziej popularne na rynku motoryzacyjnym.
Przy wszystkich tych zaletach stal nadal ma istotne wady. I tak na przykład niewygodne jest, aby części stalowe nie były lekkie, a także podlegały procesom korozyjnym, co zmusza producentów do stosowania części stalowych ocynkowanych i równolegle poszukiwania alternatywne opcje materiały korpusu.
aluminiowy korpus
Dziś coraz częściej można usłyszeć o wykorzystaniu takiego materiału jak aluminium w produkcji karoserii samochodowych. Ten metal, który jest popularnie nazywany „skrzydlatym”, nie podlega rdzy na częściach karoserii, a sama aluminiowa karoseria, przy tej samej wytrzymałości i sztywności, waży 2 razy mniej niż jej stalowy odpowiednik. Ale i tu są pułapki.
Przy wszystkich swoich właściwościach aluminium ma istotną wadę - dobrze przewodzi hałas i wibracje.
Dlatego producenci samochodów muszą wzmocnić nadwozie izolacją przeciwhałasową, co ostatecznie prowadzi do wzrostu kosztów samochodu, a sam metal jest droższy niż stal. Czynniki te przyczyniają się do tego, że nadwozie może później wymagać użycia specjalnego wyposażenia.
W rezultacie wszystko to prowadzi do wzrostu ceny samego samochodu. Nie wszyscy producenci mogą sobie pozwolić na całkowicie aluminiowe nadwozie, jednym z nielicznych jest Audi. Ale najczęściej trzeba iść na kompromis i montować aluminiowe i stalowe części w jednym nadwoziu. Na przykład w modelu BMW 5 serii, cały przód nadwozia jest wykonany z aluminium i przyspawany do stalowej ramy.
plastikowy korpus
Plastik nie tak dawno był uważany za najbardziej obiecujący w branży motoryzacyjnej. materiał korpusu. Jest lżejszy nawet od wspomnianego aluminium, można mu nadać dowolny, nawet fantazyjny i misterny kształt, a malowanie go jest znacznie tańsze, ponieważ można je przeprowadzić już na etapie produkcji przy użyciu różnych chemicznych dodatków. I wreszcie ten materiał na pewno nie wie, czym jest korozja. Ale plastik ma znacznie więcej wad i są one dość znaczące.
Tak więc właściwości tworzywa sztucznego zmieniają się pod wpływem różnych temperatur - mróz powoduje, że tworzywo sztuczne staje się bardziej kruche, a ciepło zmiękcza ten materiał.
Z tych i wielu innych powodów tworzyw sztucznych nie można używać do produkcji tych części, które są poddawane dość dużym obciążeniom, niektórych napraw plastikowe części i wcale się nie pożyczają i wymagają ich całkowitej wymiany. To właśnie doprowadziło do tego, że dziś tylko markizy, zderzaki i błotniki są wykonane z tworzywa sztucznego.
Korpus kompozytowy
Innym rodzajem materiału do produkcji korpusu są materiały kompozytowe. Jest to materiał „hybrydowy”, uzyskany z kilku połączonych ze sobą. Taka produkcja sprawia, że korpus kompozytowy jest optymalny pod względem jakości, ponieważ łączy w sobie to, co najlepsze z każdego komponentu.
Ponadto materiały kompozytowe są trwalsze, można z nich wytwarzać największe i najsolidniejsze części, co niewątpliwie upraszcza samą produkcję.
Do materiałów kompozytowych zalicza się na przykład włókno węglowe, które notabene jest najczęściej wykorzystywane w produkcji. Włókno węglowe jest używane do produkcji karoserii supersamochodów.
Wady tego materiału obejmują złożoność jego zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym. Czasami potrzebna jest nawet praca fizyczna, co oczywiście ostatecznie wpływa na cenę. Kolejną wadą jest prawie niemożliwość przywrócenia części z włókna węglowego po odkształceniu podczas wypadków. Wszystko to przyczynia się do tego, że seryjnie produkowane samochody w nadwoziu z włókna węglowego praktycznie nie są produkowane.
Każdy typ sylwetki ma swoje zalety i wady. Wszystko zależy od gustów konsumentów, czyli Ciebie i mnie.
Powodzenia w zakupach i bądź ostrożny!
W artykule wykorzystano obrazy z witryn www.rul.ua, www.alu-cover.ru, www.tuning-ural.ruwww.torrentino.com
13 stycznia 1942 r pojawił się jako pierwszy na świecie plastikowy samochód. Henry Ford otrzymał oficjalny patent na swój wynalazek, który według pomysłu autora miał stać się lżejszy i tańszy niż samochód z metalową obudową. Z wielu obiektywnych powodów takie samochody nie zyskały jeszcze popularności. Nie przeszkadza to jednak producentom co jakiś czas prezentować koncepcje, a nawet próbne partie produktów z tego niezwykłego materiału. A w naszej dzisiejszej recenzji porozmawiamy o dziesięciu najciekawszych i kultowe samochody z plastiku.
Podczas II wojny światowej większość metalu produkowanego na świecie trafiała do wojska. Fakt ten był jednym z głównych powodów powstania Soybean Car – pierwszego na świecie plastikowy samochód. Oczywiście większość części tego samochodu została wykonana z metalu, ale projekt zawierał również czternaście elementów z bioplastiku, co zmniejszyło wagę samochodu o prawie jedną czwartą.
I pojawił się pierwszy plastikowy samochód produkcja masowa, stał się Chevroleta Corvette wydanie z 1953 r. Rama tego samochodu została wykonana z metalu, a nadwozie z włókna szklanego, które w tamtych latach zyskiwało na popularności. W sumie z linii montażowej zjechało 300 egzemplarzy tego samochodu, który posłużył jako protoplasta jednego z najpopularniejszych samochodów sportowych na świecie.
Eksperymenty z korpusami z włókna szklanego miały miejsce w tamtych czasach w Związku Radzieckim. Na przykład w 1961 roku studenci Charkowskiego Instytutu Drogowego stworzyli eksperymentalny samochód HADI-2, który stał się pierwszym domowym plastikowym samochodem. Waga samochodu wynosiła zaledwie 500 kilogramów.
Trabant to nie tylko samochód, to symbol całego kraju, który go wyprodukował, Niemieckiej Republiki Demokratycznej. Ze względu na prostotę konstrukcji, niewielkie rozmiary i ciągłe awarie samochód stał się obiektem powszechnych kpin. Szczególnie Niemcy, o których zawsze dużo wiedzieli dobre samochody, rozbawił plastikowe nadwozie Trabanta (skrzydła, zderzak i część paneli nadwozia). W sumie pod tą marką wyprodukowano ponad trzy miliony samochodów.
Samochód K67, stworzony wspólnie dotyczą BMW i chemicznego giganta Bayer, został po raz pierwszy pokazany publicznie w Düsseldorfie w 1967 roku. Ale stało się to nie na wystawie samochodowej, ale na wystawie przemysłu chemicznego. Bayer chciał przecież w ten sposób pochwalić się swoimi osiągnięciami w technologii tworzyw sztucznych. Jako demonstrację, ten samochód z plastikowy korpus kilka razy uderzył w ścianę bez żadnych obrażeń.
Plastikowy samochód Urbee Hybrid został również stworzony, aby pokazać rozwój nowoczesne technologie. Ten samochód był pierwszym samochodem, którego większość części (w tym nadwozie) wydrukowano na drukarce 3D.
BMW i3, które wejdzie do masowej produkcji w 2014 roku, będzie nie tylko pierwszym na świecie seryjny samochód elektryczny klasy premium, ale także samochód, w którym znaczna część elementów karoserii będzie wykonana z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym. Twórcy maszyny spodziewają się, że w przyszłości technologia ta zyska ogromną popularność na całym świecie. W końcu taka karoseria jest lżejsza od całkowicie metalowej, a nawet odporna na drobne uszkodzenia mechaniczne.
Jak wspomniano powyżej, pierwszym masowo produkowanym plastikowym samochodem był Chevrolet Corvette sporcar. Firma Alfa Romeo kontynuuje te chwalebne tradycje. Wypuściła samochód sportowy Alfa Romeo 4C z nadwoziem wykonanym w całości z włókna węglowego. Ten element konstrukcyjny waży zaledwie 63 kilogramy, a samochód jako całość waży 895 kg.
również nie pasie łań w stworzeniu plastikowe samochody. Rozpoczęcie masowej produkcji „samochodu ludowego” o zabawnej nazwie Yo-mobile już się zbliża. Jego korpus zostanie wykonany z tworzywa sztucznego i polipropylenu. Niektóre panele będą wymienne. Tak więc właściciele będą mogli je zmienić po poważnych wypadkach lub po prostu zmienić kolor swojego samochodu, jeśli sobie tego życzą.
Niektórzy bystrzy, krytykując plastikowe samochody, nazywają je zabawkami i żartują, że takie pojazdy ogólnie można złożyć z LEGO. Jakby z nich szydząc, wspólnie stworzyli dwaj młodzi inżynierowie, Australijczyk i Rumun pełnowymiarowy samochód z ponad pół miliona elementów projektanta. Co ciekawe, zamiast silnika wewnętrzne spalanie ten samochód LEGO ma .
Podczas opracowywania większości modeli samochodów projektanci kierują się ogólne zasady: zwartość, lekkość, oszczędność. Specjalne znaczenie do zmniejszenia masy, ponieważ waga w taki czy inny sposób wpływa na wszystkie osiągi samochodu, a zwłaszcza na zużycie paliwa.
Porsche 959 ma drzwi i maskę ze stopu aluminium, poliuretanowe zderzaki i mieszankę epoksydową wzmocnioną włóknami kevlarowymi i szklanymi.
Jednak bez względu na to, jak ciężko inżynierowie walczą z dodatkowymi kilogramami, wprowadzenie różnych nowych urządzeń - katalizator spaliny, przeciwblokujący, antypoślizgowy i inne, klimatyzacja, wspomaganie kierownicy, elektryczne szyby itp., niweczy wszelkie ich starania. Jeśli „pierwszy” VW Golf w 1974 roku ważył nieco ponad 750 kg, to jego następca przybrał na wadze prawie centnera. Golf III w 1992 roku ciągnął już tonę, a czwarta generacja tych samochodów dołożyła do wyniku poprzednika kolejne 200 kg. Skąd może wynikać ekonomiczne zużycie paliwa, jeśli w celu nadania akceptowalnej dynamiki Charakterystyka golfa„numer 4” wymagał znacznie mocniejszych (i znowu cięższych) silników?
O tym, że karoseria McLarena F1 wykonana jest z materiałów kompozytowych, świadczą wyniki wypadku, z którego właściciel dał ten „skarb” wart 1 milion dolarów
Wyjście jest widoczne w więcej szerokie zastosowanie tworzywa sztuczne i stopy lekkie. Jeszcze w połowie lat 80. analitycy przewidywali, że do 2001 r. udział części stalowych w całkowitej masie samochodu spadnie do 50-55%. Tak się jednak nie stało, choć trzeba przyznać, że w porównaniu z poprzednimi pięćdziesięcioma kilogramami tworzyw sztucznych, które były wykorzystywane głównie do produkcji elementów wyposażenia wnętrz i elementów elektroizolacyjnych, dziś liczba części niemetalicznych w proporcja wagi przekracza 100, aw niektórych modelach nawet 150 kg.
KAŻDY BARDZO CHCE, ALE NIE BARDZO MOŻE
Tworzywa sztuczne mają trudności z przebiciem się. Jedną z pierwszych części wykonanych z plastiku był zderzak, ale plastikowe zderzaki nie zawdzięczały swojego wyglądu samochodom. zasługa techniczna oraz wejście w życie amerykańskich przepisów dotyczących uszkodzeń spowodowanych kolizjami przy niskich prędkościach. I tylko kiedy amerykańskie samochody W 1968 roku zainstalowano 40 000 zderzaków poliuretanowych o drobnych oczkach, inżynierowie „zapamiętali”, że sprężyste zderzaki z tworzywa sztucznego mają również zalety w zakresie zmniejszenia masy, dają pełną swobodę kreatywności projektowej, poprawiają aerodynamikę i wreszcie można je łatwo naprawić po uszkodzeniu. W 1974 roku plastikowe zderzaki otrzymało już 800 tysięcy, aw 1980 - ponad 4,5 miliona samochodów wyprodukowanych w Stanach Zjednoczonych.
Plastikową okładziną wnętrza jeszcze długo nikogo nie zaskoczysz. Jednak obecnie surowce roślinne są coraz częściej wykorzystywane jako wypełniacz masowy do tych części.
Jakie są bariery dla szerszej i szybszej adopcji części ciała z tworzyw sztucznych na samochodach? Orientacyjne w tym względzie są badania, które Opel przeprowadził w ramach przygotowań do produkcji. sportowe coupé Kaliber. Założono, że nadwozie Calibry będzie zbudowane na bazie stali rama czasowa, która jest wyłożona plastikowymi panelami. Pozwoliłoby to, zgodnie z modą motoryzacyjną, na dokonywanie co 3-4 lata znaczących korekt w konstrukcji nadwozia, bez zasadniczej zmiany całego proces technologiczny produkcja maszyn. Jednak po dokładnej analizie okazało się, że w skali, w jakiej planowano wyprodukować Calibrę, koszt wyprodukowania plastikowej wersji tego samochodu byłby o 15% wyższy niż wersji z całkowicie metalową karoserią. Ponadto występowały poważne trudności z utylizacją złomu samochodowego.
Prawie zapomniany dzisiaj Gordon-Keeble (po lewej) z korpusem z włókna szklanego narobił wiele hałasu w 1964 roku. Mogło być świetnie, ale wysokie koszty produkcji związane z utrzymaniem wysokiej klasy ekipy wyścigowej popsuły to. Ale wyprodukowany w tym samym czasie plastikowy Chevrolet Corvette (po prawej) udowodnił, że ma prawo istnieć.
Recykling plastiku jest jednak kwestią rozwiązywalną i tak naprawdę wiele, jeśli nie wszystko, zależy od wielkości produkcji samochodów. Jeśli poziom produkcji modelu nie przekracza 2-3 tys. sztuk miesięcznie, to ze względu na wysoki koszt wytworzenia stempli blacha, z której wykonano karoserię, okazuje się droższa od plastikowych paneli. Wtedy warto postawić na plastik, ale z czymś więcej produkcja masowa korzyść ekonomiczna pojawia się na blasze stalowej. I choć przykłady plastikowych Trabantów, Renault Espace i Chevrolet Corvette, produkowanych w setkach tysięcy egzemplarzy, zdają się dowodzić czegoś przeciwnego, podczas gdy wciąż chodzi raczej o wyjątki od reguły.
Niedoskonała technologia formowania dużych rozmiarów plastikowe panele, a także części o zwiększonej wytrzymałości konstrukcyjnej zgodnie z normami odporności na wstrząsy, nie pozwala na rozszerzenie zastosowania materiałów niemetalicznych. Modele Ferrari, Porsche, Lotus, które słusznie można nazwać plastikiem, były produkowane kawałek po kawałku, co uzasadnia zastosowanie w nich drogich i trudnych w produkcji materiałów kompozytowych. Takie samochody stały się legendarne, ale nie mogą służyć jako przykład do produkcji na dużą skalę.
MOŻLIWY JEST SILNIK Z PLASTIKU
W komora silnika Samochód pozostawia jeszcze mniej możliwości entuzjastom wykorzystania tworzyw sztucznych. Dlatego rok 1974 do dziś wspominany jest jako rewolucja, kiedy Volkswagen po raz pierwszy zastosował nylon wzmocniony włóknem szklanym w modelu Passat do produkcji zbiorników chłodnicy. Potem przyszła kolej na wachlarze wykonane z termoutwardzalnych polimerów – ponieważ ważą mniej niż metalowe, wykonywane są w jednej operacji tłoczenia, nie wymagają kolejnych obróbka skrawaniem i równoważenia. Obecnie wiele części znajdujących się pod maską samochodu jest już wykonanych z tworzywa sztucznego, ale ich ułamek wagowy wynosi ok waga całkowita tworzyw sztucznych stosowanych w motoryzacji nadal nie przekracza 15-20%.
Ferrari F40 i jego nadwozie wykonane w całości z połączenia kevlaru i włókien węglowych
Oczywiście tworzywom sztucznym trudno jest konkurować z tradycyjnymi materiałami w zakresie części nośnych. Problem nie leży w sile, ale w tych samych wysokich kosztach produkcji. Ale są pozytywne doświadczenia. tył Zawieszenie Chevroleta Corvette jest wyposażona w poprzeczną sprężynę z tworzywa sztucznego, która z powodzeniem radzi sobie ze swoimi zadaniami, a jednocześnie waży tylko 3,6 kg zamiast 19 kg, gdyby była wykonana ze stali.
Czy jednak plastikowy silnik jest możliwy? Amerykańska firma Polimotor odpowiedziała na to pytanie twierdząco. Głowica i blok cylindrów, miska olejowa, kolektor dolotowy i szereg innych części 4-cylindrowego jednostka mocy, opracowane przez Polimotor, wykonane są z tworzywa fenolowego, które ma wysoką odporność na ściskanie i zginanie nawet w temperaturach powyżej 2000C oraz jest w stanie zachować stabilność chemiczną w obecności benzyny, oleju, glikolu etylenowego i wody. Z metalu w tym silniku tylko tuleje cylindrowe, wał korbowy i wałki rozrządu, zawory wydechowe i sprężyny rozrządu. Zastosowanie plastiku zaowocowało 60% oszczędnością masy i 15% redukcją hałasu pracującego silnika. O masowej produkcji silnik z tworzywa sztucznego jest jeszcze za wcześnie, by o tym mówić, ale sam fakt istnienia takiego silnika napawa pewnym optymizmem.
PLASTIKOWY MIŚ
Zeszłego lata media podały, że BelAZ uzyskał licencję od rosyjskiego holdingu ACM (wcześniej Ministerstwa Samochodów i Techniki Rolniczej) na produkcję mikrosamochodu Miszka. Projekt Mishka opiera się na schemacie prefabrykowanych modułów, w którym plastikowe panele są zawieszone na ramie ze stali niskostopowej. Samochód posiada zdejmowaną tylną klapę, która na życzenie właściciela umożliwia szybką przemianę wprost w garaż czteroosobowego kombi, czyli wersja podstawowa„Niedźwiedzie” w pickupie, furgonetce, kabriolecie lub landau (nawiasem mówiąc, czy nie o to właśnie chodziło Opelowi podczas opracowywania Calibry?).
W konstrukcji nadwozia „Mishka” plastikowe panele zawieszone są na stalowej ramie
Kiedyś, uzasadniając ekonomiczną wykonalność Mishki, ACM Holding obliczył, że projekt będzie opłacalny przy rocznej produkcji 10 000 tych pojazdów. Taki wolumen jest dość zgodny z powyższymi 2-3 tysiącami sztuk miesięcznie, co pozwala wierzyć w zwrot „Mishki”. Jednak pytanie, czy nawet tak niewielka liczba „szpotawych stóp” jest w stanie zawładnąć białoruskim rynkiem samochodowym, pozostawiamy otwarte, choć zależy to od tego, czy Białoruś będzie w stanie wyprodukować własny samochód osobowy, a poza tym plastikowy .
Siergiej BOJARSKICH
W 1942 roku powstał pierwszy na świecie plastikowy samochód. Zgodnie z planem Henry'ego Forda samochód ten miał być lżejszy i tańszy niż samochód z metalowym nadwoziem. Z obiektywnych powodów takie samochody nie stały się popularne, ale to nie przeszkadza producentom samochodów w prezentowaniu plastikowych koncepcji. A w dzisiejszej recenzji pokażemy osiem najciekawszych plastikowych samochodów.
(8 zdjęć plastikowych samochodów)
Pierwszy na świecie plastikowy samochód – Soybean Car.
Podczas II wojny światowej ogromna część metalu produkowanego na świecie trafiła do wojska. To była podstawowa przyczyna pojawienia się pierwszego plastikowego samochodu – Soybean Car. Oczywiście większość części tego samochodu była wykonana z metalu, ale urządzenie zawierało głównie elementy z bioplastiku, co czterokrotnie zmniejszyło wagę samochodu.
Pierwszy masowo produkowany plastikowy samochód – Chevrolet Corvette (C1)
W 1953 roku wyprodukowano masowo pierwszy plastikowy samochód, Chevroleta Corvette. Podstawą tego samochodu był metal, a część nadwozia została wykonana z włókna szklanego. W sumie powstało 300 egzemplarzy takiego samochodu.
Pierwszy plastikowy samochód w historii Rosji - HADI-2
W 1961 roku byli studentami Charkowskiego Instytutu Drogowego wynaleziono samochód wykonany z tworzywa sztucznego, który otrzymał eksperymentalną nazwę HADI-2. Cały samochód ważył około 500 kg.
Najbardziej znanym plastikowym samochodem na świecie jest Trabant.
Ten samochód powstał w NRD. Ze względu na niewielkie rozmiary i ciągłe awarie o tym samochodzie znali się niemieccy fachowcy dobre samochody zostali po prostu wyśmiani. Samochody Trabanta wydano około trzech milionów.
Przewaga niemieckiego przemysłu chemicznego - Bayer K67
W 1967 roku publicznie zaprezentowano samochód stworzony przez BMW i firmę chemiczną Bayer. Na pokazie demonstracyjnym K67 kilkakrotnie uderzył w ścianę, podczas gdy jego rama pozostała bez widocznych uszkodzeń.
Rosyjski samochód z tworzywa sztucznego - Yo-mobile
Krajowy przemysł motoryzacyjny nie pozostaje daleko w tyle w tworzeniu samochodów z tworzyw sztucznych. Masowe tworzenie plastikowego samochodu o wesołej nazwie Yo-Mobile już się rozpoczęło. Nadwozie tego samochodu jest wykonane z polipropylenu i plastiku, a niektóre części można wymienić na przykład w razie wypadku lub po prostu kiedy chcesz.
Plastikowe samochody od konstruktora LEGO dla dzieci
Wielu żartownisiów, krytykujących plastikowe samochody, nazywa je zabawkami i twierdzi, że takie pojazdy można generalnie montować Konstruktor LEGO. Pomimo uśmiechów dwóch młodych inżynierów, jeden z Rumunii, a drugi z Australii, wspólnie stworzyło pełnowymiarowy samochód z pół miliona części LEGO. Warto zauważyć, że zamiast silnika ten samochód LEGO ma silnik pneumatyczny.
