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 6 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 людей 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 Холтзберг. Именно
этот человек потратил 30 лет своей жизни, чтобы отправить железные и
алюминиевые двигатели по пути мамонтов – к полному вымиранию.
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 Холтзберг 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 4-цилиндрового
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, Холтзберг
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
6 гонках 1984 и 1985 годов стал отказ шатунов. Деталь поставлялась
сторонним производителем.
Несмотря на успех, разработками Холтзберга 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
Холтзберг 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 Хантсмэн уверен,
что в ближайшем будущем мы увидим серийные двигатели, в которых большая
часть деталей будет пластиковыми. Возможно, до полного перехода на
электромоторы мы еще сможем поездить на новом поколении автомобилей,
чья силовая установка будет собрана из композитных материалов. Текст:
Александр Шаронов.
autoNews.ru
|