Пластмассовый автомобиль. Абсолютные «нержавейки». Машины белорусского рынка бэушек с кузовами не из стали Самый известный пластиковый автомобиль в мире — Trabant
И спользование алюминия в производстве кузова кажется столь соблазнительной и новой технологией, что забывается, что родом она из первой половины двадцатого века. Как конструктивный материал для авто его опробовали сразу, как только начали отказываться от дерева и кожи, причем именно с деревом он оказался настолько хорошо совместим, что на автомобилях Morgan подобная технология используется до сих пор. Вот только большинство компаний, которые в тридцатые годы успели изготовить немало автомобилей с широким использованием алюминиевых деталей, в дальнейшем от легкого металла отказались. И причиной стал не только дефицит этого материала в годы Второй мировой. Планам фантастов-футуристов о широком использовании алюминия в конструкции машин не суждено было сбыться. Во всяком случае, до нынешнего момента, когда что-то стало меняться.
Алюминий в металлической форме известен не так уж давно – его вывели только в конце XIX века, и он сразу стал цениться весьма высоко. И вовсе не из-за своей редкости, просто до открытия электролитического метода восстановления производство обходилось баснословно дорого, алюминий был дороже золота и платины. Недаром весы, подаренные Менделееву после открытия периодического закона, содержали немало алюминиевых деталей, на тот момент это был поистине королевский подарок. С 1855 по 1890 годы изготовили всего 200 тонн материала по методу Анри Этьена Сент-Клер Девиля, заключающемся в вытеснении алюминия металлическим натрием.
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Уже к 1890 году цена упала в 30 раз, а к началу Первой мировой – более чем в сотню. А после тридцатых годов постоянно сохраняла примерный паритет с ценами на стальной прокат, будучи дороже в 3-4 раза. Дефицит тех или иных материалов периодически изменял это соотношение на небольшой срок, но тем не менее в среднем тонна алюминия всегда обходится минимум в три раза дороже обычной стали.
«Крылатым» алюминий называют за сочетание малой массы, прочности и доступности. Этот металл заметно легче стали, на кубометр приходится примерно 2 700 кг против 7 800 кг для типичных сортов стали. Но и прочность ниже, для распространенных сортов стали и алюминия разница примерно в полтора-два раза что по текучести, что по растяжению. Если о конкретных цифрах, то прочность алюминиевого сплава АМг3 – 120/230 Мпа, низкоуглеродистой стали марки 2C10 – 175/315, а вот высокопрочная сталь HC260BD – это уже 240/450 Мпа.
В итоге конструкции из алюминия имеют все шансы быть заметно легче, минимум на треть, но в отдельных случаях превосходство в массе деталей может быть больше, ведь алюминиевые детали имеют более высокую жесткость и заметно более технологичны в изготовлении. Для авиации это сущий подарок, ведь более прочные титановые сплавы куда дороже, и массовое производство попросту недоступно, а магниевые сплавы отличаются высокой коррозийной активностью и повышенной пожароопасностью.
Практика использования на земле
В массовом сознании алюминиевые кузова в основном ассоциируются с машинами марки Audi, хотя первая в кузове D2 появилась лишь в 1994 году. Это была одна из первых крупносерийных цельноалюминиевых машин, хотя изрядная доля крылатого металла была фирменной «фишкой» таких марок, как Land Rover и Aston Martin на протяжении десятков лет, не говоря уже о уже упомянутом Morgan, с его алюминием на деревянном каркасе. Все же реклама творит чудеса.
1 / 4
2 / 4
3 / 4
4 / 4
В первую очередь в новой технологии изготовления кузова подчеркивалась низкая масса и стойкость алюминиевых кузовов к коррозии. Иногда упоминались и другие преимущества алюминиевых конструкций: например, особенные акустические свойства кузовов и пассивная безопасность конструкций из объемной штамповки и литья.
Список машин, в которых алюминиевые детали составляют не менее 60% массы кузова (не путать с полной массой машины), довольно велик. В первую очередь известны модели Audi, A2, A8, R8 и родственная R8 Lamborghini Gallardo. Менее очевидны Ferrari F430, F360, 612, последние поколения Jaguar XJ X350-X351, XJR, XF, XE и F-Pace. Ценители настоящих спортивных машин вспомнят Lotus Elise, а также соплатформенные Opel Speedster и Tesla Roadster. Особенно дотошные читатели припомнят Honda NSX, Spyker и даже Mercedes SLS.
На фото: алюминиевая пространственная рама Audi A2
Часто ошибочно к числу алюминиевых относят современные Land Rover, Range Rover, BMW последних серий и некоторые другие премиум-модели, но там общая доля алюминиевых деталей не так уж велика, а каркас кузова по-прежнему из сталей – обычных и высокой прочности. Цельноалюминиевых машин немного, и большая часть из них – это сравнительно малосерийные конструкции.
Но как же так? Почему при всех своих достоинствах алюминий не применяется максимально широко в строении кузова?
Казалось бы, можно выиграть на массе, а разница в цене материалов не так уж критична на фоне других составляющих стоимости дорогой машины. Тонна «крылатого» стоит сейчас 1 600 долларов – это не так уж много, особенно для премиальной машины. Всему есть объяснения. Правда, для понимания вопроса опять придется немного углубиться в прошлое.
Как алюминий проиграл пластику и стали
Восьмидесятые годы двадцатого века войдут в историю автомобилестроения как время, когда сформировались основные бренды на мировом рынке и создалось соотношение сил, которое мало изменилось и по сей день. Новой крови с тех пор добавили автомобильному рынку лишь китайские компании, в остальном же именно тогда появились основные
Почему легковые машины не делают из пластика
Конструкторская мысль не стоит на месте. Это относится и к инженерам-автомобилестроителям. Уже давно они пытаются улучшить кузов легковой машины, полностью отказавшись от использования металла и перейдя на пластик и композитные материалы. К сожалению, этого до сих пор не произошло. Попытаемся разобраться почему.
Недостатки автомобилей из пластика и композитных материалов
Пластик в автомобилестроении применяется довольно активно. Однако дальше декоративных панелей и обвеса дело обычно не идёт. То же можно сказать о карбоне, стекловолокне и других композитных материалах. Почему же так происходит? Вот несколько причин:
- дороговизна. Для современной химической промышленности не составляет проблемы изготовить композитный материал, который будет прочнее титана. Однако цена такого материала будет чрезвычайно высока. Так что автомобиль из него будет по карману очень немногим. Простой пример: автомобиль Pagani Huayra. Его кузов целиком выполнен из высококачественного карбона. Цена этой машины начинается от 1.4 млн. долларов;
- низкая ремонтопригодность. Погнутый стальной кузов можно выправить. С пластиковым кузовом этот номер не пройдёт. При ударе такой кузов трескается, и отремонтировать его удаётся далеко не всегда;
- чувствительность к температурам. Пластик под воздействием низких или высоких температур меняет не только размер, но и свойства. В жару он становится мягче, на морозе делается хрупким. Именно поэтому пластик в серийных автомобилях по сей день используется лишь в декоративных целях.
Машины, выполненные из альтернативных материалов
Soybean car (англ. «Машина из соевых бобов») – первый в мире автомобиль с кузовом из пластика, созданный Генри Фордом в 1941 году. Дизайн машины был разработан Юджином Грегори. Собственного названия этот экспериментальный автомобиль так и не получил. Кузов машины был создан из пластикового композита на основе соевых бобов.
Помимо сои, в состав композита входила конопля, лён, пшеница и китайская крапива (рами). Инженерам, участвовавшим в разработке машины, строжайше запрещалось разглашать состав материала. Из него было изготовлено 12 кузовных панелей, которые крепились на трубчатом кузовном каркасе. Общий вес машины составлял всего 860 кг. По словам Форда, кузов был вдвое легче и прочнее стального. Но в производство машина так и не пошла. Вначале разразилась Вторая мировая война, и промышленнику стало не до экспериментов. А в 1947 году Генри Форд умер, и о «соевой машине» тихо забыли.
Первый Chevrolet Corvette C1 сошёл с конвейера в 1953 году. Всего было выпущено 300 автомобилей. Это были двухместные родстеры, причём все они были окрашены в белый цвет. Главной особенностью C1 был кузов из стеклопластика, который монтировался на укороченном рамном шасси, взятом от серийных экземпляров Chevrolet Corvette.
Объём двигателя составлял 3.9 литра, мощность — 152 л. c. Производство машины было прекращено в 1962 году, так как было признано экономически нецелесообразным.
Экспериментальный автомобиль ХАДИ-2 был построен в 1961 году в КБ Харьковского автодорожного института. Для изготовления кузова использовалась стеклоткань, сложенная в 10 слоёв. Тканевые слои были разделены слоями парафина, а фиксировалась вся эта конструкция специальным клеем. Каркас кузова был сделан из сваренных друг с другом труб эллиптического сечения. Дверей в кузове не было.
В частности, двигатель с М-72 вначале заменили электромотором, а затем мотором от автомобиля «Москвич-412». В серийное производство машина так и не пошла.
Автомобили Trabant (нем. «Спутник») выпускались в 1957 году в ГДР. Одной из особенностей этой машины было отсутствие бензонасоса. Топливный бак стоял рядом с двигателем, и бензин шёл в карбюратор самотёком.
Даже сейчас многие считают, что кузов этой машины был цельнопластиковым. Но это заблуждение. Практически все несущие части кузова были стальными, их производили обычной штамповкой.
Сегодня немецкая фирма Bayer известна как производитель лекарственных препаратов. Однако в 1967 году она совместно с концерном BMW выпустила автомобиль, ставший легендарным — Bayer K67. Машину никогда не планировалось выпускать серийно. Это был исключительно экспериментальный образец с карбоновым кузовом (за что и был прозван «стеклянной машиной»).
Главным назначением машины была демонстрация достижений немецкой химической промышленности. И следует признать, демонстрация была успешной: при проведении краш-тестов карбоновый кузов оказался вдвое прочнее стальных аналогов, в том числе и при лобовых столкновениях.
Этот странный двухместный автомобиль — детище компании Kor ecologic. Главная особенность автомобиля Urbee Hybrid вовсе не в гибридном моторе, который может работать как на этаноле, так и на бензине. Дело в том, что все детали этой машины были распечатаны на 3D-принтере фирмы Stratasys. В настоящий момент Urbee Hybrid существует в единственном экземпляре, и вряд ли когда-нибудь будет запущен в серию.
Его главной задачей было продемонстрировать возможности 3D-печати. И с этой задачей он блестяще справился.
Автомобиль BMW i3 был выпущен в 2013 году. Этот компактный электромобиль преследовал вполне конкретные цели: быть максимально экологичным, сведя к минимуму своё воздействие на окружающую среду. Кузов BMW i3 изготовлен из углепластика, который крепится к лёгкому алюминиевому каркасу.
Главным достоинством углепластика является то, что он пружинит при лёгких ударах, а затем возвращается в исходное положение. Прочность кузова практически не уступает металлу. Электромобиль успешно прошёл краш-тесты на лобовое и боковое столкновение и набрал четыре балла из пяти возможных. В движение машина приводится электрическим двигателем мощностью в 170 л.с.
Видео: обзор электромобиля BMW i3
Выпуск Alfa Romeo 4C был начат в 2013 году. Главная особенность машины — кузов из углепластика, изготовленный на заказ фирмой ТТА. Вес кузова составляет всего 65 килограмм. Крепится кузов на каркасе из алюминиевых трубок. Общий вес Alfa Romeo 4C — 920 кг, при этом мощность двигателя — 240 л. с.
Итак, пластик и композитные материалы имеют массу достоинств, главным из которых является стойкость к коррозии. Но к сожалению, у этих материалов есть и недостатки, из-за которых мы ещё долго не увидим на улицах городов цельнопластиковые машины серийного производства.
- Машина Николая Фоменко ? на чем ездит популярный ведущий
- Уникальная «Балтика». И речь сейчас не о «девятке»
- Категория: Советы
9 интересных пластиковых автомобилей — МОЙ БЛОГ — LiveJournal
Конечно же, пластиковые они совсем не полностью. Как правило, речь идет о пластиковом кузове, иногда даже — о пластиковых деталях кузова. Тем не менее, пластмасса играет значительную роль в конструкции всех этих авто.
Soybean Car. Первый в мире пластиковый
Во время Второй Мировой войны большая часть производимого в мире металла шла на военные нужды. Этот факт стал одной из основных причин появления Soybean Car – первого в мире пластикового автомобиля. Конечно, большинство деталей этой машины было из металла, но конструкция включала также четырнадцать элементов из пластика, что позволило снизить вес авто почти на четверть.
Chevrolet Corvette (C1). Первый серийный автомобиль из пластика
А первым пластиковым автомобилем, запущенным в серийное производство, стал Chevrolet Corvette 1953 года выпуска. Каркас этого авто был сделан из металла, а кузов – из набиравшего популярность в те годы стеклопластика. Всего с конвейера сошло 300 экземпляров этой машины, послужившей прародителем одного из самых популярных в мире спорткаров.
ХАДИ-2. Первый советский автомобиль из пластика
Опыты с кузовами из стеклопластика происходили в те времена и в Советском Союзе. К примеру, в 1961 году студентами Харьковского автодорожного института был создан экспериментальный автомобиль ХАДИ-2, ставший первым отечественным пластиковым авто. Вес машины составлял всего 500 килограммов.
Trabant. Самый массовый автомобиль из пластика
Trabant – это не просто автомобиль, это символ целой страны, которая его выпускала, Германской Демократической Республики. Благодаря специфической конструкции, малым размерам и постоянным поломкам, авто стало объектом всеобщих насмешек. Тем не менее, под этой маркой было выпущено более трех миллионов автомобилей.
Bayer K67. Гордость немецкой химической промышленности
Автомобиль K67, созданный совместно концерном BMW и химическим гигантом Bayer, был впервые показан публике в Дюссельдорфе в 1967 году. Но произошло это не на автосалоне, а на выставке химической промышленности. Ведь компания Bayer хотела таким образом похвастаться своими достижениями в технологиях производства пластмасс. В качестве демонстрации это авто с пластиковым кузовом несколько раз врезалось в стенку, совершенно при этом не пострадав.
Urbee Hybrid. Пластиковый автомобиль, напечатанный на принтере
Пластиковый автомобиль Urbee Hybrid также был создан для демонстрации развития современных технологий. Эта машина стала первым авто, большая часть деталей которого (в том числе, и кузов), была напечатана на 3D-принтере.
BMW i3. Пластиковый электромобиль класса «люкс»
Автомобиль BMW i3, который поступит в массовое производство в 2014 году, станет не только первым в мире серийным электромобилем премиум-класса, но и машиной, в которой значительная часть деталей кузова будет сделана из пластика, армированного углеродным волокном. Создатели машины ожидают, что в будущем эта технология обретет огромную популярность по всему миру. Ведь такой кузов легче, чем полностью металлический, да еще невосприимчив к мелким механическим повреждениям.
Alfa Romeo 4C. Пластиковый спорткар
Компания Alfa Romeo выпустила спортивный автомобиль Alfa Romeo 4C с полностью углепластиковым кузовом. Весит этот элемент конструкции всего 63 килограмма, а машина в целом – 895 кг.
Ё-мобиль. Российский пластиковый автомобиль
Отечественный автопром также стараетс яне отставать в создании пластиковых авто (по крайней мере — проектов таких авто). Уже на подходе начало массового производство «народного автомобиля» со смешным названием Ё-мобиль. Его корпус будет сделан из пластика и полипропилена. Некоторые панели при этом будут сменными. Так что владельцы смогут их менять после крупных аварий или просто при желании сменить цвет своей машины.
Какие машины с пластиковым кузовом. Самые интересные автомобили из пластика
При разработке большинства моделей автомобилей конструкторы руководствуются общими принципами: компактность, легкость, экономичность. Особое значение придается снижению массы, потому что вес в той или иной мере влияет на все показатели автомобиля, особенно на расход топлива.
У Porsche 959 двери и капот изготовлены из алюминиевого сплава, бамперы — из полиуретана, а остальная часть кузова — из эпоксидной композиции, армированной волокнами кевлара и стекловолокна
Однако как бы ни усердствовали инженеры в борьбе с лишними килограммами, внедрение различных новых устройств — каталитического нейтрализатора выхлопных газов, антиблокировочных, противобуксовочных и прочих систем, кондиционера, усилителя руля, электростеклоподъемников и т.д., сводит на нет все их усилия. Если “первый” VW Golf в 1974 году весил чуть больше 750 кг, то его преемник прибавил в весе почти на центнер. Golf III в 1992 году тянул уже на тонну, а четвертое поколение этих автомобилей добавило к результату предшественника еще 200 кг. Откуда же взяться экономичному потреблению топлива, если для придания приемлемых динамических характеристик Golf “номер 4” потребовались куда более мощные (и опять-таки тяжелые) моторы?
В том, что кузов McLaren F1 выполнен из композитных материалов, можно убедиться по результатам аварии, которую устроил этому “сокровищу” ценой в 1 млн. долларов его владелец
Выход видится в более широком применении пластмасс и легких сплавов. Еще в середине 80-х аналитики предсказывали, что к 2001 году доля стальных деталей в общей массе автомобиля снизится до уровня в 50-55%. Но такого не случилось, хотя следует признать, что против прежних полусотни килограммов пластмасс, шедших в основном на изготовление узлов интерьера и деталей электроизоляционного назначения, сегодня количество неметаллических деталей в весовом отношении превышает 100, а на некоторых моделях и 150 кг.
ВСЕ ОЧЕНЬ ХОТЯТ, НО ПОКА НЕ ОЧЕНЬ МОГУТ
Пластмассам с трудом удается пробивать себе дорогу. Одной из первых деталей, изготовленных из пластика, был бампер, однако появлению на автомобилях пластмассовые бамперы обязаны не своим техническим достоинствам, а вступлению в США в силу норм о повреждениях при столкновении на низких скоростях. И лишь когда на американские автомобили в 1968 году установили 40 тыс. бамперов из мелкоячеистого полиуретана, инженеры “вспомнили”, что упругие бамперы из пластмассы имеют еще и преимущества в снижении веса, дают полную свободу для дизайнерского творчества, улучшают аэродинамику и, наконец, легко ремонтируются после повреждения. В 1974 году пластмассовые бамперы получили уже 800 тыс., а в 1980-м — более 4,5 млн. автомобилей, произведенных в США.
Пластиковой облицовкой интерьера давно никого не удивишь. Однако сегодня в качестве объемного наполнителя для этих деталей все чаще используется растительное сырье
Что является препятствием для более широкого и быстрого внедрения кузовных деталей из пластмасс на легковых автомобилях? Показательны в этом плане исследования, которые провела фирма Opel при подготовке производства спортивного купе Calibra. Предполагалось, что кузов Calibra будет построен на базе стальной пространственной рамы, которую облицуют пластмассовыми панелями. Это позволило бы раз в три-четыре года согласно автомобильной моде вносить в дизайн кузова существенные коррективы, не изменяя в корне весь технологический процесс изготовления машины. Однако при тщательном анализе выяснилось, что при тех масштабах, которыми планировалось выпускать Calibra, издержки на изготовление пластмассового варианта этой машины были бы на 15% выше, чем версии с цельнометаллическим кузовом. Плюс появлялись серьезные трудности с утилизацией автомобильного лома.
Почти забытая сегодня модель Gordon-Keeble (слева) с кузовом из стеклопластика наделала немало шума в 1964 году. Она могла бы стать великой, однако высокие производственные издержки, соответствующие содержанию высококлассной гоночной команды, погубили ее. Но выпускавшийся в это же время пластмассовый Chevrolet Corvette (справа) доказал свое право на существование
Впрочем, утилизация пластмассы — дело решаемое, и фактически очень многое, если не все, зависит от объемов изготовления автомобиля. Если уровень производства модели не превышает 2-3 тыс. штук в месяц, то по причине больших затрат на изготовление штампов листовой прокат, идущий на изготовление кузова, оказывается дороже пластмассовых панелей. Вот тогда-то и есть смысл сделать ставку на пластмассу, но при более массовом производстве экономическое преимущество оказывается у стального листа. И хотя примеры пластмассовых Trabant, Renault Espace и Chevrolet Corvette, выпускавшихся сотнями тысяч, вроде бы доказывают обратное, пока все же речь идет скорее об исключениях из правила.
Несовершенство технологии формования крупногабаритных пластиковых панелей, а также деталей с повышенной в соответствии с противоударными нормами структурной стойкостью не позволяет расширить масштабы использования неметаллических материалов. Модели Ferrari, Porsche, Lotus, которые по праву можно назвать пластмассовыми, выпускались штучно, что оправдывает использование в них дорогих и сложных в изготовлении композитных материалов. Такие автомобили стали легендарными, но примером для крупносерийного производства они служить не могут.
ВОЗМОЖЕН ЛИ ПЛАСТМАССОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
В подкапотном пространстве автомобиля остается еще меньше возможностей для энтузиастов использования пластиков. Поэтому до сих пор как революцию вспоминают 1974 год, когда Volkswagen на модели Passat впервые для производства бачков радиатора применил нейлон, армированный стекловолокном. Затем пришел черед вентиляторов из термореактивных полимеров — потому что они весят меньше металлических, выполняются за одну операцию штамповки, не требуют последующей механической обработки и балансировки. Сегодня из пластмассы выполняются уже многие детали, расположенные под капотом автомобиля, однако их весовая доля от общей массы пластиков, используемых в автомобилестроении, все еще не превышает 15-20%.
Ferrari F40 и ее кузов, полностью изготовленный из композиции кевлара и углеродистых волокон
Разумеется, пластмассам трудно конкурировать с традиционными материалами в области силовых нагруженных деталей. И проблема заключается не в показателях прочности, а все в той же высокой стоимости изготовления. Но положительный опыт имеется. Задняя подвеска Chevrolet Corvette комплектуется поперечной пластиковой рессорой, которая успешно справляется со своими обязанностями и при этом весит всего 3,6 кг вместо 19 кг, будь она изготовлена из стали.
Однако возможен ли пластмассовый двигатель? Американская фирма Polimotor ответила на этот вопрос утвердительно. Головка и блок цилиндров, поддон маслокартера, впускной коллектор и еще ряд деталей 4-цилиндрового силового агрегата, разработанного Polimotor, изготовлены из фено-пласта — пластика, обладающего высоким сопротивлением сжатию и изгибу даже при температурах свыше 2000С и способного сохранять химическую стабильность в присутствии бензина, масла, этиленгликоля и воды. Из металла в этом моторе только гильзы цилиндров, коленчатый и распределительный валы, выпускные клапаны и пружины механизма газораспределения. Применение пластмассы дало экономию веса на 60% и снижение уровня шума работающего двигателя на 15%. О серийном изготовлении пластмассового двигателя говорить рановато, однако сам факт существования такого мотора внушает определенный оптимизм.
ПЛАСТМАССОВЫЙ МЕДВЕДЬ
Прош
Автомобили с Алюминиевым Кузовом Список – Машина из Пластика
Любопытно, что технология получения дешевого алюминия, была разработана в 1886 году, то есть, в тот год, когда Бенц запатентовал свой самодвижущийся экипаж. В его машине алюминия не было, но было множество медных и железных деталей. Представляете, какие резервы по уменьшению массы транспортного средства открылись перед конструкторами, когда алюминий все-таки нашел применение в автомобиле.
А произошло это в США в 1906 году. Компания “Mormon” представила автомобиль с алюминиевым блоком цилиндров. Свое завоевание автомобилей легкий металл начал именно с двигателей. Острой необходимости его использования, какая возникла в авиации, в автомобилестроении не было.
Серьезный импульс отрасль получили только после Второй мировой войны. Памятен пример британской фирмы «Land Rover», начавшей выпуск вездеходов, на кузова которых пошла облицовка от бомбардировщиков. Разумеется, такой автомобиль мог появиться только при условии жесточайшего дефицита стали. По другую сторону Атлантики, где правительство лимитировало ее продажу, автомобильные компании выходили из положения, выпуская машины с деревянными кузовами.
Если в 1985 году в современном автомобиле применялось 60 кг алюминия, то сегодня эта цифра преодолела центнер. Вдобавок алюминий стали использовать для основы конструкции кузова. Да еще из него штампуют капоты, крылья и двери. Специалисты прогнозируют, что к 2020 году использование алюминия возрастет до 150 кг. Прежде всего это касается подвесок. Применение легкого металла в подвеске BMW позволило сократить массу узлов на 36%.
Впрочем, как мы видим, примеры использования алюминия, преимущественно на дорогих моделях. Где на общем фоне затрат не столь заметна доля расходов, связанных с применением альтернативной технологии. Очевидно, что прямой выгоды от этого материала, ждать не приходится. Вряд ли алюминий будет дешеветь столь же стремительно, как технология его применения, которая становится более простой и доступной. Хотя ведь Советский Союз выплавлял примерно два с половиной миллиона тон крылатого металла в год. Интересно, превзошла ли Audi, выпускающая автомобили с алюминиевым несущим кузовом, тираж выпущенных в нашей стране боевых машин, имеющих алюминиевые бронекорпуса.
Алюминизировать автомобиль пытались многие. Выдающийся французский автомобильный инженер Жак Альбер Грегуар в 1934 году выступил с новой конструкцией – несущим каркасом из алюминия. Эти наработки он использовал в серийном автомобильчике, который имел массу 750 кг.
Список автомобилей с оцинкованным кузовом. Технологии цинкования, плюсы и минусы каждой.
Но дело как-то не пошло. После войны Грегуар разработал для фирмы «Panard» небольшой автомобильчик Dina. Ее выпустили в очень небольших количествах.
Оставила свой след и итальянская фирма Карросири Туринг, выпускавшая в 30-х — 50-х годах дорогие спортивные автомобили с кузовами, на которых алюминиевые наружные панели крепились на стальном трубчатом каркасе. Позднее эту итальянскую технологию приобрел Aston Martin.
Сегодня и то и другое название, произнесенное применительно к автомобилю, заставляет трепетать сердца коллекционеров.
Кузов является одной из самых наиважнейших деталей автомобиля. В его основные качества в первую очередь должны входить безопасность, прочность, относительная при этом дешевизна, но в тоже время он должен быть оптимально удобным для всех пассажиров салона авто и отличаться стилем и дизайном. Согласитесь, что качества эти порой противоречивы, поэтому между производителями нет единого мнения, какой из кузовных материалов наиболее лучше подходит для производства.
Мы расскажем вам о современных кузовных материалах и рассмотрим их плюсы и минусы.
Стальной кузов
Стальной кузов может быть различной вариантности сплава, что дает совершенно непохожие свойства его разновидностям. Так, к примеру, отличной пластичностью обладает листовая сталь, она же и позволяет производить из себя наружные панели деталей кузова, которые порой могут иметь довольно необычную и сложную форму. Логично, что высокопрочные сорта обладают изрядной энергоемкостью и отличной прочностью, поэтому этот вид стали применяют в производстве силовых деталей кузова.
Выгодно еще и то, что за всю историю автомобилестроения производителям удалось упростить и отладить мастерство изготовления стальных кузовов, что делает их довольно недорогими.
Именно этот фактор сделал стальные кузова на сегодняшний день самыми популярными на автомобильном рынке.
При всех этих плюсах недостатки у стали все же имеются и существенные. Так, например, неудобно то, что стальные детали имеют не малый вес, а также подвержены коррозийным процессам, что вынуждает производителей использовать приемы оцинковки стальных деталей и параллельно искать альтернативные варианты кузовных материалов.
Алюминиевый кузов
Алюминиевый кузовСегодня все чаще можно услышать об использовании в производстве кузовов для авто такого материала как алюминий. Этот металл, который в народе назвали «крылатым», не подвержен образованию ржавчины на деталях корпуса, а сам алюминиевый кузов при такой же прочности и жесткости весит в 2 раза меньше, чем его стальной собрат. Но и тут есть подводные камни.
При всех своих качествах у алюминия имеется весомый недостаток — это хорошая проводимость шума и вибрации.
Поэтому автопроизводителям приходиться усиливать кузов противошумовой изоляцией, что, в конечном счете, приводит к удорожанию машины, да и сам металл стоит дороже стали. Эти факторы способствуют тому, что ремонт кузова в последующем может потребовать использования специального оборудования.
В итоге, все это приводит к увеличению цены самого автомобиля. Полностью алюминиевый кузов могут позволить себе далеко не все производители, один из немногих — Audi. Но чаще всего приходится идти на компромисс и компоновать алюминиевые и стальные детали в одном кузове. Так, к примеру, в модели BMW пятой серии вся передняя часть кузовного корпуса изготовлена из алюминия и сварена со стальным каркасом.
Пластиковый кузов
Пластиковый кузовПластик не так давно считался в автомобилестроении наиболее перспективным кузовным материалом. Он легче даже вышеупомянутого алюминия, ему можно придать любую, даже вычурную и замысловатую форму, да и покраска его обходится намного дешевле, ведь провести ее можно уже на стадии производства, используя различные химические добавки.
Абсолютные «нержавейки». Машины белорусского рынка бэушек с кузовами не из стали
Ну и наконец, этот материал уж точно не знает, что такое коррозия. Но недостатков у пластика гораздо больше и они довольно значимые.
Так, свойства пластика меняются под влиянием различных температур — мороз делает пластик более хрупким, а жара размягчает этот материал.
По этим причинам и ряду других из пластика нельзя изготавливать те детали, на которые оказываются довольно высокие силовые нагрузки, ремонту некоторые пластиковые детали и вовсе не поддаются, и требуют полной своей замены. Именно это привело к тому, что на сегодняшний день из пластика изготавливают лишь навесы, бампера да крылья.
Композитный кузов
Композитный кузовЕще одним видом материала для изготовления кузова являются композитные материалы. Это «гибридный» материал, получаемый из нескольких соединенных вместе. Такое производство делает композитный кузов оптимальным по качествам, так как в нем соединяется все лучшее от каждого компонента.
Кроме того, композитные материалы более долговечны, из них можно изготавливать самые крупные и сплошные детали, что, несомненно, упрощает само производство.
К композитным материалам относится, например, углеволокно, которое, кстати, используется в производстве чаще всего. Из углеволокна изготавливают остовы к кузовам для суперкаров.
К минусам данного материала можно отнести трудоемкость при его использовании в автомобилестроении. Иногда даже необходим ручной труд, что, конечно, в итоге сказывается на цене. Еще один недостаток — это практически невозможность восстановления деталей из углепластика после деформации при авариях. Все это способствует тому, что массово автомобили в углепластиковом кузове практически не выпускаются.
У каждого типа кузовов есть свои достоинства и недостатки. Тут уж все зависит от вкусов потребителей, то есть нас с вами.
Удачных вам приобретений и будьте аккуратны!
В статье использованы изображения с сайтов www.rul.ua, www.alu-cover.ru, www.tuning-ural.ruwww.torrentino.com
24 июня, Плехов Константин
Теги: Автомобили, История, Кузов, Ремонт
Алюминиевая деталь
Cтраница 2
На алюминиевые детали нанесено покрытие из химического никеля с содержанием 90 вес. Анодное растворение такого покрытия в растворе h3SO4 при плотности тока 20 А / дм2, проводившееся для определения его толщины, продолжалось до снятия покрытия 3 мин 10 с.
Осветляют алюминиевые детали в растворе буры ( 50 г / л) с добавлением нашатырного спирта ( 5 мл / л), которым протирают поверхность детали, а после высыхания деталь протирают ветошью. Детали из силумина ( сплава алюминия с кремнием) зачищают, обезжиривают и помещают на 10 — 20 мин в раствор хромового ангидрида ( 100 г / л) и серной кислоты с удельным весом 1 84 ( 10 г / л), после чего деталь промывают и сушат.
Почему алюминиевые детали нельзя паять обыкновенным оловянньш припоем.
Склеивать алюминиевые детали необходимо под давлением 0 2 — 0 6 кГ / см2 при температуре в помещении 18 — 20 С. Оптимальной при холодном способе склеивания является выдержка под давлением в течение суток. Однако клеевое соединение приобретает достаточно высокую прочность уже после истечения 12 ч с момента его изготовления.
На алюминиевые детали методом химического никелирования нанесено покрытие с содержанием 90 % ( мае. Анодное растворение такого покрытия в растворе h3SO4 при плотности тока 20 А / дм2, проводившееся для определения его толщины, продолжалось 3 мин 10 с. При растворении 15 % фосфора из покрытия окислялось до фосфита, остальная часть-до фосфата.
Производство алюминиевых деталей методом кокильного литья и в литьевых машинах обеспечивает высокую производительность, точность и экономию металлов.
Подготовку алюминиевых деталей под покрытие кристаллит ( обезжиривание, травление) производят обычным путем.
Применение алюминиевых деталей, отлитых под давлением, позволяет создать тонкие и прочные стенки отливок. В этом случае при переходе от чугунных деталей к алюминиевым значительно уменьшается масса отливок. Толщипа стенок чугунных отливок в настоящее время доведена до 3 2 — 3 5 мм. В этом случае массы чугунных блок-картеров приближаются к алюминиевым.
Автомобили с алюминиевым кузовом
В конструкциях блок-картеров, особенно из алюминиевых сплавов, переходы от толстых стенок к тонким должны быть плавными.
Из алюминиевых деталей сломавшиеся шпильки удаляют путем травления, для чего в теле шпильки высверливают отверстие, при этом надо остерегаться повреждения резьбы детали. В качестве катализатора применяют кусочки железной ( вязальной) проволоки, которые опускают в раствор кислоты, налитой в отверстие шпильки. Процесс продолжается несколько часов, до тех пор, пока металл шпильки не будет окончательно разрушен. После этого остатки кислоты удаляют, а отверстие промывают.
Из алюминиевых деталей сломавшиеся шпильки удаляют путем травления, для чего в теле шпильки высверливают отверстие, при этом надо остерегаться повреждения резьбы детали. В качестве катализатора применяют кусочки железной ( вязальной) проволоки, которые опускают в раствор кислоты, напитой в отверстие шпильки. Процесс продолжается несколько часов, до тех пор, пока металл шпильки не будет окончательно разрушен. После этого остатки кислоты удаляют, а отверстие промывают.
Сварку алюминиевых деталей из-за высокой жидкотекучести нагретого алюминия производят, устанавливая под завариваемыми трещинами стальные или графитовые подкладки.
В алюминиевых деталях целесообразно заменять болты на шпильку и гайку. Сначала в корпусе устанавливают на клей шпильку, на которую будет надеваться деталь и крепиться гайкой. В этом случае износ соединения при сборке и разборке значительно уменьшается. Если позволяет конструкция, допускается восстанавливать резьбовое отверстие рассверливанием до ближайшего большего диаметра размерного ряда резьбы.
При этом алюминиевые детали покрываются тонкой пленкой цинка ( 0 1 — 0 15 мкм), предохраняющей поверхность от окисления. Наиболее чпрочное сцепление с гальваническими покрытиями металлов достигается при нанесении более тонких, плотных и сплошных цинковых пленок. Снижение концентрации раствора приводит к образованию более толстых и менее плотных осадков.
В практике алюминиевые детали обезжириваются ( перед анодированием) травлением в 5б — ном растворе NaOH. Для длительного хранения алюминиевых изделий их промывают 2 % — ным раствором смеси NaOH, Na2CO3 и жидкого стекла, применяющегося в качестве ингибитора.
Страницы: 1 2 3 4
Статьи по теме:
- КАК ЕЗДИТЬ ЗИМОЙ
Климат у нас капризный. Вечером тихая погода, а уже через час природа преподносит нам сюрприз…
- ИММОБИЛАЙЗЕР
Принцип работы иммобилайзераЧто такое иммобилайзер в машине и для чего он нуженИммобилайзер — что это…
- ПОЛУЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА
Технологии уже давно перестали стоять на месте. Ежегодно в мире автомобилей применяются новые решения в…
Первый в мире пластиковый автомобиль
Сегодня композитным кузовом никого не удивишь. С 1960-х пластиковые кузова применяются повсеместно. Но первой такой попыткой был легендарный и очень необычный автомобиль Ford 1941 года, не имевший даже имени собственного. «Форд», просто «Форд».
Эта машина известна у автомобильных историков как Soybean car («соевый автомобиль»), собственного названия у него не было. Идея пластикового автомобиля пришла в голову Генри Форду в конце 1930-х, и он поручил разработку своему дизайнеру — Юджину Грегори. Будучи неудовлетворённым ходом разработки, Форд передал задачу лаборатории в Гринфилд-Виллидж, занимавшейся разработкой пластиков из сои и других сельскохозяйственных культур под началом инженера Лауэлла Оверли. 
К 1941 году концепт был разработан пластик, подходящий для изготовления кузовных панелей, дизайн машины основывался ещё на разработках Грегори, и 13 августа 1941 года «соевый Форд» был представлен публике. В проект были вложены бешеные деньги. У Форда было 12 000 акров соевых полей для экспериментов, и он заявлял, что после войны сможет «выращивать автомобили на грядке». Историки до сих пор не понимают, почему крайне консервативный и уже очень пожилой на тот момент Форд вообще взялся за такой проект. Кто-то даже писал, что это «старческий маразм» (Форду в 1941-м стукнуло 78 лет). 
Основой машины была трубчатая рама, на которой крепилось 14 кузовных панелей, сделанных из композита, основанного на сое, но включавшего коноплю, пшеницу, лён и рами (китайскую крапиву). В результате машина весила 860 кг — на 25% меньше, чем среднестатистический автомобиль подобного класса того времени. Инженерам было категорически запрещено разглашать состав композита. Лауэлл Оверли несколько раз проговаривался в интервью, что в состав входит фенолформальдегидная смола, но не более того. 
Есть легенды о том, что второй аналогичный автомобиль был сделан для самого Форда — но никаких реальных доказательств тому нет. Больше таких автомобилей не строили, а вся энергия Форда пошла на военные поставки. Где-то во время войны Soybean car был уничтожен по указанию Юджина Грегори (видимо, он следовал, в свою очередь, приказу Форда), чтобы секрет композита остался внутри компании. А полноценные пластиковые автомобили появились только после войны. 
Новости: Пластиковый бум в автопроме — Эксперт
Когда-то на заре химических технологий пластмассовые детали воспринимались как что-то несерьезное и об их применении в автомобильной промышленности никто не задумывался. Сейчас все по-другому: без использования пластмассы не выпускается даже самый дешевый автомобиль.
Именно благодаря широкому применению пластмасс автомобили стали значительно комфортнее, технологичнее, доступнее. Действительно, отсутствие пластмассовых элементов еще в середине ХХ века причиняло владельцам машин много неудобств. Например, внутрь автомобиля во время дождя могла легко попасть вода (сейчас от таких неприятностей предохраняют современные пластиковые уплотнители на стеклах и дверях). В жаркий день водителю нужно было надевать перчатки, чтобы руль из жесткой резины не скользил в руках (сегодня современные пластики, из которых изготавливается руль, не доставляют таких неудобств). В салоне автомобиля обычно было шумно (отсутствовали широко применяемые сейчас звукопоглощающие композитные материалы), сиденья часто протирались (не было полиуретановых покрытий), водителю с собой приходилось возить запасные ремни для элементов двигателя (современные ремни с использованием сверхпрочных пластиков рвутся гораздо реже), а металлические бамперы часто гнулись, отрывались и со временем покрывались ржавчиной (сейчас пластиковый обвес автомобиля более прочен и долговечен).
Если в 1950–1960-х годах средний автомобиль содержал всего около десяти килограммов пластмассы, то в современной машине наберется до 100–150 килограммов пластмассовых материалов, которые в конструкции можно найти повсюду: в подвеске, в двигателе, в электрической проводке, на кузове, в отделке салона. Преимущества пластиковых деталей для автомобильных технологов очевидны: они долговечны, не страдают от ржавчины, при этом по своей прочности зачастую не уступают стали. Кроме того, пластики легкие, а значит, они позволяют существенно снизить вес автомобиля, повысить его динамические характеристики и, что очень актуально сейчас, уменьшить потребление топлива. Еще пластики более доступны по цене, чем некоторые дорогостоящие элементы из нержавеющей стали или цветных металлов. Наконец, они легче поддаются обработке, из них можно получить детали необычных форм и цветов, что очень привлекает автомобильных дизайнеров.
На замену стали
В наступлении пластика на автомобильную промышленность ведущие позиции за немецкими компаниями. В середине ХХ века крупные германские химические концерны стали активно разрабатывать материалы из пластмасс, которые могли бы применяться в производстве автомобилей. Более того, именно немецкие компании первыми решили сделать машину целиком из пластмассы. О такой возможности в начале 1960-х годов заявили специалисты Bayer MaterialScience — подразделения крупнейшего германского химико-фармацевтического концерна Bayer AG. Они предложили использовать для несущего основания кузова конструкцию из так называемого полиуретанового сэндвича — пластикового материала, который оказался мало восприимчив к внешним воздействиям. Весной 1967 года такой кузов был впервые представлен на Ганноверской промышленной выставке. И уже осенью, к началу выставки «К-1967», были найдены решения по изготовлению крыши, капота, крыльев, амортизатора и других частей кузова из полимерных материалов. Для внутренней отделки автомобиля технологи тоже подобрали подходящие пластики.
Так появился первый «пластмассовый автомобиль» LEV-K-67. Он официально получил госномер и был сертифицирован для применения на дорогах общего пользования. Примечательно, что до сих пор эта машина выдерживает тестовые испытания на трассе и в том числе отвечает всем требованиям безопасности. А с 1978 года модель LEV-K-67 занимает место в секции «Транспорт» известного мюнхенского Deutsches Museum как наглядный пример успешного использования пластиков в автомобилестроении.
Зародившиеся в модели LEV-K-67 технологические идеи получили дальнейшее развитие. Например, во время работы над проектом технологами Bayer на основе формованного полиуретана был разработан особый материал для автокресел. Позже он начал применяться на автомобилях Volkswagen. До этого кресла изготавливали из каучукового волокна — натурального материала, соединенного с латексом, менее прочного и долговечного. Новые кресла избавили автомобилистов от этих неудобств.
Большой резонанс в автопроме вызвало появление и эластичной пены Bayflex, которая впервые была использована для производства подлокотников в популярной модели Volkswagen Beetle («Жук»). Она открыла перед автопроизводителями возможность создавать приятные на ощупь пластиковые элементы в салоне. Bayflex стал активно использоваться и в выпуске бамперов. Пластиковые бамперы в 1969 году одной из первых начала внедрять компания Porsche — защитные элементы на кузове машины не гнулись он мелких ударов и не отрывались при неудачных маневрах. Со временем все мировые производители начали выпускать бамперы из пластика.
А полиуретановая пена вообще произвела небольшую революцию. На автомобилях Volkswagen этим материалом впервые начали заполнять пустые пространства кузова, из-за чего уменьшился риск коррозии и в разы — уровень шума.
Начиная с 1970-х годов все мировые автопроизводители хорошо знали такие пластиковые материалы из Германии, как Leguval, Novodur, Pocan, Bayblend, Durethan, Makrolon, Baydur, Bayflex, Termaloy. Из них начинают активно изготавливать решетки радиатора, молдинги, задние фонари, детали дверей, дверные ручки, наружные зеркала, колпаки колес, фары, панели приборов, дворники и многие другие детали автомобиля.
Совсем пластмассовый
В настоящее время ведущие немецкие химические концерны работают над расширением присутствия пластмассовых материалов в автомобиле. Один только концерн Bayer MaterialScience ежегодно инвестирует в подобные исследования 240 млн евро. Эти средства идут на то, чтобы создать новые виды пластмассовых материалов с уникальными потребительскими свойствами.
Большие надежды сегодня связываются с технологиями интегрирования в некоторые виды пластика наночастиц углерода. В результате получаются пластмассы с уникальными свойствами электропроводимости, благодаря чему их можно шире использовать в различных деталях двигателя и электронных системах.
Разработаны пластики, очень устойчивые к агрессивным внешним воздействиям, например к сильно нагретому моторному маслу. Это дает возможность использования пластмассовых материалов для изготовления элементов управления коробкой передач и других деталей двигателя и трансмиссии, которые вступают в соприкосновение с нагретыми маслами и где крайне важны характеристики теплостойкости.
Верх мечтаний разработчиков пластиковых материалов — полностью пластмассовый кузов серийного авто. Сегодня уже многие автопроизводители делают некоторые модели из пластиковых корпусов. Однако сверхпрочные композитные материалы пока еще дорогое удовольствие, и получить такой кузов имеют право только дорогие мелкосерийные автомобили, к примеру, премиальные спорткары, которые благодаря своему легкому весу могут достигать на дороге впечатляющих скоростей. Но в будущем технологи надеются удешевить производство пластика, чтобы массовый выпуск пластмассовых кузовов стал реальностью.
Сомневающимся в том, что машины из пластмассы могут быть даже прочнее, чем из стали, можно посоветовать познакомиться с разработками компании Porsche. Еще в 1986 году на выставке «К-1986» в Дюссельдорфе этот автопроизводитель продемонстрировал посетителям новый пластиковый кузов. Желающие проверить его прочность могли нажать на кнопку, и кузов с большой силой тут же ударялся о стену. За время выставки пластиковый автомобиль подвергался такому «краш-тесту» бесчисленное количество раз и при этом оставался абсолютно целым и невредимым.