Пожалуйста, отключите AdBlock!
AdBlock мешает корректной работе нашего сайта.
Выключите его для полного доступа ко всем материалам
Двигатели будут делать из пластика
Двигатели будут делать из пластика
Статьи 4 февраля 2010
Статьи 4 февраля 2010
Двигатели будут делать из пластика
В современных легких двигателях алюминий уже может быть заменен новейшими пластиками, но такие детали гораздо дешевле алюминиевых и это совсем не выгодно автомобильным гигантам. Они идут на инновации, только когда стоимость продукции можно увеличить...
Двигатели будут делать из пластика 
Еще легендарный Генри Форд начал исследовать возможные материалы для замены металла. Все это проходило в непростые времена: в 1941 году, когда железо стало дефицитным в условиях резко возросшего спроса на военную продукцию. Тогда уже был налажен серийный выпуск и использование пластиковых кнопок, ручек и прочих небольших деталей. Окончательно мечта известного автомобилиста была воплощена только через шесть лет после смерти самого Генри Форда, когда в 1953 году из завода General Motors выехал первый из полутора миллионов Chevrolet Corvette с кузовом из стекловолокна.

Сейчас современный автомобиль содержит примерно 150 кг пластика. Но все основные элементы конструкции все равно производятся из металла: двигатель, трансмиссия, ходовая часть. Объясняется это довольно просто: нагрузка и жесткие температурные условия накладывают повышенные требования к прочности материалов.

Но потенциал пластикового автомобиля огромен. Отвлечемся на мгновение от автоиндустрии и подумаем о небе. Новый авиалайнер Boeing 787 уже проходит серию тестовых полетов. Разработчик обещает запустить новинки в серийную эксплуатацию уже в следующем году. При этом часть фюзеляжа и крыльев Boeing 787 сделана из композитных пластиков. Отсюда возникает вполне резонный вопрос: почему современная индустрия готова доверить жизнь 300 человек новым видам пластика при скорости полета до 1000 км/ч, а двигатели автомобилей до сих пор делают из расплавленного металла – по технологии, которой вот уже 6000 лет?

Ответить на этот вопрос лучше остальных сможет Матти Хольцберг. Именно этот человек потратил 30 лет своей жизни, чтобы отправить железные и алюминиевые двигатели по пути мамонтов – к полному вымиранию.

Матти Хольцберг потратил 30 лет своей жизни на популяризацию пластика
Матти Хольцберг потратил 30 лет своей жизни на популяризацию пластика


Сначала ученый сделал шатун из нового пластика и установил его в двигатель Austin Mini. Деталь прослужила всего 20 минут. Но останавливаться на этом Матти не желал. Позже он покрыл пластиковый шатун алюминиевой головкой. В таком виде продукция поступила в магазины, где успешно расходилась в течение 70-х годов. В 1979 году была основана компания Polimotor, в основные задачи которой входило создание двигателя с как можно большим количеством пластиковых деталей.

В 1980-х Хольцберг доказал, что пластиковые моторы достаточно прочны для использования в профессиональном автоспорте. Но убедить производителей так и не удалось: выигрыш в снижении веса и стоимости изделия, по их мнению, не перекрывает всех рисков.

Первый полимерный мотор был клоном 2,3-литрового четырехцилиндрового двигателя от Ford Pinto. Из пластика были сделаны блок цилиндров, поршни, шатуны, картер и большая часть головки цилиндра. Для изготовления головки поршня и вкладышей камеры сгорания (гильзы) все же пришлось использовать алюминий и металл. Коленчатый вал и клапаны сделаны также из металла. Вскоре в журнале Automotive Industries была опубликована статья “What... a Plastic Engine?” (“Что... пластиковый двигатель?”). Два года спустя очередной выпуск Popular Science пошел в тираж с изображением мотора из пластика на обложке. Поводов для оптимизма хватало. Тот самый движок от Ford Pinto был еще доработан. Мощность доведена до 300 лошадиных сил, а масса снижена до 69 килограммов. Стандартные показатели родного мотора Ford Pinto скромнее: 88 л.с. и 188 кг. Почти троекратное улучшение по этим показателям!



Чтобы доказать миру прочность пластиковых двигателей, Хольцберг подписал соглашение с одной из гоночных команд International Motor Sports Association Camel Lights. Финансовая поддержка со стороны Amoco Chemical пришлась как нельзя лучше. Единственным провальным моментом в шести гонках 1984 и 1985 годов стал отказ шатунов. Деталь поставлялась сторонним производителем.

Несмотря на успех, разработками Хольцберга мало интересовались. Некоторое внимание проявляла компания Ford, однако ни к чему конкретному это не привело. Тем временем ученый начал использовать новые материалы. Например, фенольные смолы. Генри Форд использовал их для связывания волокон сои в своем экспериментальном кузове. Матти Хольцберг считал свое изобретение нормальным эволюционным явлением, когда автомобильная индустрия переходила от дерева, металла и стали к алюминию и новым пластикам.

По заявлению самого инженера, использование пластиковых деталей позволяет снизить массу алюминиевого двигателя примерно на 30%. Однако в борьбе за проникновение на массовый рынок вовсе не эффективная диета может стать залогом успеха. Пластиковые детали дешевле алюминиевых, а это уже более веский довод в головах боссов автомобильных гигантов.



Несмотря на многочисленные преимущества пластиковых двигателей, пока никто не рискует ставить их на конвейер. Мешает прежде всего консерватизм как производителей, так и покупателей, которые пока тоже не верят в то, что пластиковый двигатель может быть надежным. Прочность, надежность, долговечность и отказоустойчивость двигателей из композитных пластиков все еще необходимо проверять.

Однако на данный момент уже объявился главный партнер Polimotor. Это Huntsman Corporation. Вице-президент компании Джеймс Хантсмен уверен, что в ближайшем будущем мы увидим серийные двигатели, в которых большая часть деталей будут пластиковыми. Возможно, до полного перехода на электромоторы мы еще сможем поездить на новом поколении автомобилей, чья силовая установка будет собрана из композитных материалов.

Александр Шаронов
Комментарии