0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автопроизводители снижают вес автомобилей

Облегчение автомобиля

Мой воспаленный мозг придумал еще одну затею, надо сказать если серьезно заняться проект очень дорогой. Поэтому будет выполнена часть из возможного. Если есть чем поделиться из других вариантов облегчения прошу поделиться.
Итак начнем над чем можно поработать чтобы уменьшить вес автомобиля цифры для ВАЗовских моделей:
1. Запасное колесо лежащее и необходимое очень редко (вполне возможно заменить на набор для ремонта шин) позволяет снизить вес на 13-15 кг (в зависимости от размерности резины и диска) по этой теме готовится еще одна статейка.
2. Акустическая полка средний вес полки для седана 7-8 кг, хетчбэка и универсала 9-11 кг возможно оставить заводскую полку 1-2 кг либо сделать свою которая конечно будет тяжелее заводской, но значительно легче продающихся вариантов.
3. Лишний инструмент, многие возят с собой практически половину гаража на всякий случай.
4. Замена заводских штампованных дисков на литые или кованные диски, для 14 размера мы имеем такие данные
заводской диск 8 кг
литой диск 6,2-6,8 кг
кованный диск 5-5.4 кг
Резина имеет свой вес тоже шире/выше — тяжелее!
5. Не клеить дополнительную (снять частично или полностью наклеенную) снять заводскую, на данном этапе возможно снижение веса если удалить заводскую 6-8 кг, если снять обильно накленную шумоизоляцию до 50-60 кг
6. Уменьшенный АКБ, довольно часто автолюбитель при замене ставить АКБ с большей емкостью (как следствие весом) рекомендую оставить заводскую емкость или установить на теплое время года сниженной емкости на этом можно снизить от 2 кг до 6 кг
7. Возможно снять защиту картера (установить алюминиевую, карбоновую) на этом можно снизить вес от 4-5 до 12 кг.
8. Убрать если установлен гидроупор капота (если это например приора и его не было с завода) вес 1,2 кг
9. Убрать дополнительный сигнал (обычно подключен к сигнализации) 0,3 кг
10. Снять обшивки дверей передние 5 кг одна передняя, 3,5 кг задние
11. Спортивный руль до 2 кг
12. Как это не странно рукоятка КПП (довольно часто ставят металл в качестве тюнинга)
13. Кондиционер вес приорокомплекта по примерным оценкам 18 кг
14. Сиденья передние комплект заводские 36 кг, можно установить «ковшы» многие из них имеют меньший вес например sparco-shop.ru/sport-seats-fiber-glass/00806f/ или sparco-shop.ru/tubular-seats/008232nrsky/ при использовании первого варианта снижение веса будет 20,4 кг
15. Акустические системы с необходимой мощностью (без огромного запаса) и с неодимовым магнитом в среднем 2-4 кг
16. Забыть что такое сабвуфер средний вес с коробкой около 15-17 кг
17. Пластиковые элементы кузова описан вес по формуле заводской/тюнинг/спорт, спортивный изготавливается с минимальными накладками, практически нет необходимой жесткости
двери 17-18/8-9/5-6
капот 16/10/7
крылья передние 6/4/3,5
стекла
Приобрести возможно например у www.drive2.ru/o/proexpert
18. Установить генератор полегче особенно если снят кондиционер.
19. Титановые болты крепления, много не снизить, но 2-3 кг получится.
20. АДОВЫЙ ЭКСТРИМ! насверлить отверстий везде где это возможно не задевая силовые элементы кузова.

Статья в тему:  Видео краш- тестов Peugeot 306

Что нам все это даст?
Уменьшая массу на 10% разгона до 100 км/ч уменьшиться примерно на 10%
Пример: автомобиль с массой 1000 кг, двигатель мощность 100 л/с и разгоном до 100 равным 10 секунд, облегчив автомобиль до 900 кг разгон до 100 км/ч будет составлять 9 секунд. На драге данный эффект нельзя приравнивать аналогично, аэродинамика серьезно влияет на скоростях выше 80-100 км/ч.
На переднем приводе если вы хотите добиться хорошего разгона и не иметь проблем со стартом (передняя ось задирается и снижается сцепление с дорогой) не следует сильно снижать массу передней части автомобиля. Основной упор по облегчению на среднюю и заднюю часть. Также для лучшей загрузки передней оси, можно некоторые агрегаты перенести вперед.
На заднем приводе все наоборот, если сравнивать с передним приводом, на полном приводе можно облегчать все и вся не опасаясь плохого зацепа.

Ну и просто для отдыха глаз после прочтения)))

Как автопроизводители снижают вес своих автомобилей

Вот, что автопроизводители имеют ввиду под термином «снижением веса»

Автопроизводители используют хитроумные уловки для того чтобы максимально сбросить вес со своих моделей автомобилей. Рассмотрим, как они это делают на примере GM.

Независимо от того, на чем вы едите, правила игры будут одинаковыми: чем больше машина весит, тем больше энергии требуется, чтобы перемещать ее в пространстве. Это означает, что необходимо больше топлива, а увеличение сгорающего бензина/дизеля увеличивает количество выбросов. Поскольку экологические нормы постоянно ужесточаются, автопроизводителям приходится выискивать возможности ставить свои транспортные средства на «диеты», чтобы максимизировать эффективность их использования, насколько это возможно на нынешнем этапе развития технологий.

General Motors, как и другие автопроизводители идет по тому же пути снижения веса своих автомобилей, в ход идут новейшие материалы и различные технические улучшения конструкции.

«Мы считаем, что не бывает универсальных материалов для автомобилестроения», заявил Чарльз Клейн, специалист отвечающий за глобальную стратегию уменьшения выбросов CO2 в GM. Смысл этого заявления истолковать просто, в каждом транспортном средстве сейчас используется смесь различных металлов и пластиков, в том числе созданных на основе углеродного волокна. Даже полностью алюминиевый Ford F-150, который так любят позиционировать как полностью алюминиевый пикап, в своей основе стальную конструкцию.

С первого взгляда кажется, что задача перед автопроизводителями стоит несложная и для ее решения требуется немного. Вычислить самые легкие материалы для создания автомобиля, интегрировать их в конструкцию машины и дело будет решено. Но присмотревшись внимательнее окажется, что дело обстоит куда как сложнее.

Во-первых , выбранное сырье должно быть не только легким, оно должно также не потерять в прочности по отношению к тому металлу или пластику, который использовался ранее. То есть его физические свойства должны быть равными или немного уступать исходному материалу. Здесь на помощь инженерам приходят различные конструкции, повышающие жесткость кузова и его элементов, усиления, новые типы сварки и соединения, повышающие жесткость автомобиля.

Статья в тему:  Десять вещей, которые делают автомобиль практичным

Во-вторых , исходное сырье должно быть ненамного дороже стандартного материала. Здесь уже сложнее. Взять, например, алюминий, а точнее его сплавы. Это действительно легкий, жесткий и по многим параметрам более прогрессивный материал, чем сталь. Плюс ко всему он не так сильно боится коррозии, в отличие от той же стали. НО! Он очень дорог в производстве. А значит стоимость кузова автомобиля будет выше. Если кузов подорожает, то автопроизводитель будет вынужден начать экономить на других частях автомобиля, чтобы его товар остался конкурентоспособным.

Те же самые сложности (но помноженные на три) мы видим и с использованием новомодного композитного материала как карбон. Он только начал протаривать дорогу в серийном производстве автомашин, но давно и отлично зарекомендовал себя в автоспорте. Почему так долго им пренебрегали в массовом производстве? Все упиралось в сложности и дороговизну производства.

Третий пункт вытекает из предыдущего. Если кузовные элементы будут стоить дороже, при ДТП алюминиевые запчасти также влетят в копеечку владельцу автомобиля, что также скажется на спросе на такой автомобиль. Зачем обывателю переплачивать за эксплуатацию, если можно взять менее навороченный, но простой и дешевый в эксплуатации автомобиль?

И наконец , производство таких автомобилей потребует более сложных и дорогих технологий. Сами понимаете, что платить в конечном счете за все улучшения будут потребители.

Даже сталь прошла долгий путь модификаций и улучшений. Инженеры создали многочисленные сорта высокопрочной стали. Детали из высокопрочной и ультрапрочной весят меньше чем те же детали, созданные из обычного металла, но при этом они прочнее и легче переносят нагрузки. По этой причине, при изначальной более высокой стоимости за единицу веса, современная сталь с прогрессивной технологией производства не выйдет за бюджет производства.

Итог: такие материалы как алюминий, углеродное волокно и магний предлагают значительную экономию веса по сравнению со сталью, но они слишком дороги для того чтобы широко использоваться в обычных транспортных средствах.

Инженеры GM при производстве кузовов новых автомобилей объединили различные типы сталей для обеспечения безопасности при проектировании конструкции кузова. Значит, если сталь стала прочнее, автомобиль должен стать «железобетонным»? Далеко не факт. Вы, наверное, ни раз замечали, что при аварии современные машины мнутся словно они сделаны из фольги. Это не брак, так задумано производителем. Подобным образом срабатывают зоны деформации, поглощая энергию удара и уберегая пассажиров от серьезных травм. В таких зонах не используется высокопрочная сталь. Ее удел создавать силовой каркас вокруг салона автомобиля.

Поведение современного автомбиля в аварии проверяется не в масштабных краш-тестах, а на компьютерах. Десятки миллионов вычислительных часов потребовались для разработки математической модели Cadillac CT6, в том числе на компьютерах рассчитывались прочностные и весовые характеристики. Программным путем подбирались материалы, которые должны использоваться в кузове, просчитывалась и испытывалась конструкция кузова. На выходе инженеры получили конечный продукт, который при реальных краш-тестах повел себя точно также как это было рассчитано в виртуальной модели.

В CT6 использовались все виды трюков для снижения веса при сохранении структурной жесткости. Эта модель GM в этом плане действительно показательна. Только представьте, что современный пластик (мы сейчас говорим не о углеродном волокне) может быть таким же прочным как сталь, главное для него создать нужную структуру. General Motors разработал ее. Это новая сотовая структура.

Статья в тему:  Audi Prologue Concept на выставке архитектуры и дизайна, Design Miami

GM создало совершенно новую архитектуру известную как «Omega Platform». Она получилась жесткой за счет комбинации легковесных материалов и современных технологий литья. При желании вы можете детальнее ознакомиться с ней в нашей статье:

Интересное и очень необычное решение для серийно выпускающегося седана.

Экономия веса не упирается только в кузовную основу машины. Процесс поиска откуда бы можно еще «отщипнуть» грамм происходит в масштабе всей конструкции. Из граммов складываются килограммы. 45 сэкономленных килограмм сэкономят от 1 до 2% топлива. В текущей модели Camaro по сравнению с предыдущей генерации было сэкономлено 181 кг, выгоду для кошелька и экологии считайте сами.

С другой стороны, клиенты хотят функционала, и автопроизводители должны постараться сбалансировать вес таких элементов как большие экраны информационно-развлекательных систем или дополнительных подушек безопасности.

Другие используемые технологии и материалы могут уменьшить количество деталей, необходимых, например, для облицовки внутренней панель багажника. У GM они сделаны из магния при помощи технологического процесса, называемого формирование выдуванием. Магний нагревают до 450 градусов по Цельсию, что доводит его до консистенции жевательной резинки и затем его нагнетают под давлением в пресс-форму. Таким образом сложные детали могут быть изготовлены в цельном виде, вместо того, чтобы скреплять их из нескольких компонентов штампованной стали.

Помимо этого, GM взяло на вооружение метод точечной сварки в серийном производстве, позволяющий соединять разнородные металлы, к примеру, алюминий со сталью. Он позволяет избавиться от заклёпок, что придает конструкции большую прочность и опять же, снижает вес.

К сожалению не все технологии можно применить в машиностроении в короткий срок. К примеру, углеродные колесные диски GM все еще имеют определенные проблемы с производством и внешним видом, а легкая цельная композитная панель днища кузова, которая потенциально могла бы заменить 16 штампованных стальных деталей до сих пор имеет некоторые точки напряжения, которые сводят все разработки на нет. Тем не менее в батарейном отсеке Chevrolet Spark была применена именно такая технология и на данный момент к ней нет никаких нареканий.

«Уменьшение массы является сложной задачей,» подводят итоги специалисты GM. «Несложно сделать легкий автомобиль, но не так просто сделать его жестким. В нем должны использоваться структурные материалы, а это не дешево. В нем должен использоваться правильный материал в нужном месте и применяет его необходимо с умом».

От экономичности до ресурса подвески и ставки налога. На что влияет масса автомобиля

Фото автора и производителей

Фото автора и производителей

Да, в нашей стране от указанной в техпаспорте полной массы зависит ставка транспортного налога, так что любой лишний килограмм может быть принципиальным. Ну а на что масса влияет с технической точки зрения? И от чего она зависит?

Разница – сотни килограммов

Начнем с того, что имеется несколько разных характеристик массы, которые существенно различаются между собой.

Снаряженная масса включает массу не только самого автомобиля, но также всех заправленных технических жидкостей (масел, антифриза, топлива), штатного инструмента и запасного колеса. Более того, в эту характеристику включена масса водителя (75 кг). Не учитываются лишь пассажиры и груз, ведь с ними как раз и будет полная (предельно допустимая) масса.

Статья в тему:  Краш-тест Chevrolet Sonic (2012- 2013)

Но есть еще и так называемая сухая масса – без технических жидкостей, учета массы водителя и т.д. Разница со снаряженной массой даже у легкового автомобиля может достигать 150-200 кг, а в случае с коммерческим транспортом она может составлять и более полутонны.

Модель одна – параметры разные

Грузоподъемность автомобиля (полезная нагрузка) определяется по простейшей формуле: полная масса минус снаряженная масса. Так что вы легко можете посчитать, сколько можете взять на борт своего автомобиля. Главное – использовать данные, касающиеся именно вашей модификации.

Дело в том, что одна и та же модель в зависимости от варианта исполнения может иметь разные характеристики. Возьмем, к примеру, столь популярный у нас сейчас Peugeot 308 второго поколения. У версии 1.6 HDI (120 л.с.) с МКПП снаряженная масса составляет 1185 кг, полная – 1780 кг. Это если говорим про хэтчбек, а для универсала надо приплюсовать еще 15 кг. В любом случае помимо водителя вы можете перевезти 595 кг, будь то пассажиры или груз. Но если мы возьмем версию 2.0 HDI (150 л.с.), то это 1290 и 1870 кг соответственно, а полезная нагрузка составит уже только 580 кг.

И так будет у всех производителей. Модификации одной и той же модели будут различаться по снаряженной и полной массе, потому что у них разные двигатели, трансмиссии, тормоза, рулевое управление – и все это сказывается. Более того, часто данные указываются в диапазоне 50-100 кг с учетом оснащения, ведь тот же кондиционер или электролюк добавляет лишние килограммы.

В Беларуси ставки транспортного налога привязаны к полной массе автомобиля, так что этот параметр может иметь принципиальное значение. Не так давно мы писали на эту тему, так что не будем повторяться. Здесь лишь отметим, что при выборе автомобиля стоит помнить о том, что разные модификации могут иметь разную полную массу, а при «пограничных» характеристиках (скажем, «вилка» оказывается в пределах 1480-1560 кг) есть риск того, что вы можете «попасть» на более высокую ставку налога.

Что влияет на массу?

На этот вопрос мы частично ответили: сказывается даже дополнительное оборудование и шумоизоляция, не говоря уже о «железе» – элементах трансмиссии, силовом агрегате и кузове. Между тем с каждым поколением автомобиль, как правило, становится крупнее, кузов прибавляет и в размерах, и в прочности, появляются дополнительные системы комфорта и безопасности, а в последние годы взят курс на гибридизацию, и это тоже дополнительный вес. «Гонка вооружений» приводит к повышению характеристик, соответственно и тормоза становятся мощнее, и колеса приходится ставить крупнее. Разумеется, все это тянет за собой увеличение массы.

Возьмем, к примеру, Opel Astra. В поколении G снаряженная масса (хэтчбек, 1.4, МКПП) составляла 1060 кг, полная – 1605 кг. Astra H весила уже 1155 и 1705 кг соответственно. Astra J – 1300 и 1870 кг. Но Astra K «села на диету» – 1278 и 1820 кг. И это тоже тенденция: производители стараются снизить вес, применяя более современные технологии и облегченные материалы.

Статья в тему:  Пять причин, почему вы должны купить автомобиль класса люкс

Редкий кузов современного автомобиля обходится без прочных и сверхпрочных сплавов (они применяются не только для повышения жесткости, но и для снижения массы), на многих моделях внешние элементы кузова выполнены из алюминия или пластика. Впрочем, многие другие детали, будь то составляющие кузова, двигателя или ходовой части, тоже теперь производят из легких материалов, что в сумме позволяет экономить десятки килограмм.

Облегчают и детали подвески, тормозов, но уже в большей степени для того, чтобы уменьшить неподрессоренные массы, так как от этого зависят ходовые качества (управляемость, ездовой комфорт).

На что влияет масса

Разумеется, от нее зависит и динамика, и топливная экономичность автомобиля. Но не только. Масса также влияет на замедление (более тяжелый автомобиль нуждается в более мощных тормозах), сказывается на управляемости и устойчивости (об этом ниже), элементарно – на ресурсе многих узлов, начиная с двигателя, коробки, трансмиссии и заканчивая деталями подвески и рулевого управления.

Неслучайно в зависимости от установленного двигателя, коробки, а также типа кузова могут применяться разные по характеристикам пружины, амортизаторы, стабилизаторы и тормозные механизмы. Соответственно важно при покупке запчастей выбирать детали, положенные именно вашей модификации автомобиля.

Соответственно, загружая по полной и уж тем более перегружая сверх меры автомобиль, надо понимать, что теперь его поведение на дороге изменится. Разгонная динамика станет хуже (а значит, те же обгоны на трассе уже будут даваться сложнее), тормозной путь увеличится, автомобиль станет более инертным в своих реакциях, а в поворотах будет больше крениться, на скользком покрытии будет проще спровоцировать снос или занос. С учетом этого следует откорректировать стиль езды и делать больший запас при потенциально опасных маневрах.

Вопрос распределения

Вернемся к управляемости. На нее влияет не только сама масса, но и ее распределение, в частности, расположение центра масс, ведь чем выше эта точка, тем больше крены, хуже устойчивость в поворотах, больше риск опрокидывания при влиянии прочих негативных факторов. Расположения центра масс также влияет на развесовку, что сказывается на характере управляемости, поворачиваемости (она может быть нейтральной, избыточной или недостаточной).

Вот вам несколько примеров. В спортивных автомобилях даже элементарное расходование горючего влияет на изменение характера управляемости, поэтому форма и размещение бака играют немалое значение. В обычной технике это не так важно, однако установка дополнительного оборудования может привести к смещению центра масс.

Скажем, в гибридах тяговую батарею обычно ставят над задней осью, что влечет перемещение центра масс. Но производитель это учитывает и как-то компенсирует негативные последствия, например, перенастраивая ходовую часть.

А вот перевод на газ означает появление тяжелого баллона, который обычно размещают или над задней осью в багажнике, или в заднем свесе в нише «запаски». Здесь также имеет место смещение центра масс, но если это не заводская версия, то изменения в конструкции автомобиля никак не корректируются. В итоге на скользких покрытиях такой автомобиль, вероятно, будет демонстрировать более избыточную поворачиваемость, чем она была изначально.

Или вот еще пример – большой багажник на крыше, который способен вместить 50 кг груза. В этом случае центр масс также будет смещаться вверх, что негативно скажется на устойчивости автомобиля. Его поведение в поворотах действительно изменится. Впрочем, при создании модели производитель учитывал такой ход событий и сделал поправку на тяжелый груз на крыше. Так что, если не превышать допустимую нагрузку, последствий не будет. А вот перегруз уже на совести водителя.

Статья в тему:  Автомобильные приборные панели из прошлого, которые выделялись и удивляли

И отдельно коснемся распределения массы по осям. Наверняка все слышали про оптимальное соотношение 50:50, к которому стремятся производители «интересных» с точки зрения управляемости автомобилей. Ради этого они готовы сдвигать ближе к базе силовой агрегат, отправлять на заднюю ось коробку передач (вспомните схему transaxle), перемещать в багажник тяжелый аккумулятор…

Добиться равного распределения проще всего при классической компоновке (двигатель спереди, привод на заднюю ось), а также при центральномоторной схеме. Переднеприводные автомобили, особенно хэтчбеки, обычно имеют слишком много массы на передней оси и недостаточно на задней. А у заднемоторных суперкаров двигатель, вывешенный за задней осью, и вовсе выполняет роль маятника, делая автомобиль слишком требовательным к действиям водителя в поворотах. Конечно, ездовой характер корректируется параметрами шасси и настройками подвески, и все же распределение массы по-прежнему играет важную роль в данном вопросе.

У электромобилей все иначе

Да, «электрички» заметно тяжелее обычных машин. А если EV-модель создана на базе автомобиля с ДВС, то традиционные компоновочные ограничения означают и компромисс в распределении веса, ведь не так-то просто найти оптимальное место для тяговой батареи.

Другое дело создаваемые с чистого листа электромобили, где уже на этапе проектирования закладывается размещение аккумулятора, электромоторов и силовой электрики. Вот здесь хоть масса и будет большой, но она сразу будет распределяться удачно, благо в случае с EV возможности компоновки гораздо шире. Распластать по всему полу батарею? Не вопрос! Поставить двигатели аккурат на осях? Пожалуйста! В итоге пресловутые 50:50 или максимально опущенный центр масс достаточно легко достижимы.

Машины на разбор в базе объявлений Автобизнеса

Автомобильная диетология: самые оригинальные способы заставить машину похудеть

Спросите любого знатока автомобилей, что такое «Серебряная стрела»? Конечно же, гоночный автомобиль Mercedes- Benz, ответит он. Но до 1934 года все гоночные Мерседесы красились в белый цвет и даже получили в народе уважительное прозвище «Белые слоны»! На этот счет у марки есть своя легенда.

Способ: Удаление краски
Кто: Mercedes-Benz W25

Окрашивать кузова своих гоночных болидов мерседесовцы прекратили 9 июня 1934 года, когда они заявили на старт этапа Гран-при на Нюрбургринге новый болид W25, по традиции выкрашенный в белый цвет. Снабженный 300-сильным карбюраторным двигателем автомобиль сразу стал претендентом на победу, если бы не одно «но». По условиям технического регламента, масса автомобиля не должна была превышать 750 кг. На контрольном взвешивании вечером перед гонкой выяснилось: автомобиль не проходит по регламенту, так как его масса на несколько килограмм больше. До гонки оставалась ночь, и серьезных изменений в конструкцию машины внести попросту бы не успели. И все же выход был найден.

Конечно, махинации, чтобы обойти правила, применялись и тогда. Например, на комиссии завешивали только сухую массу автомобиля, т.е. ограничение не учитывало массу жидкостей и пилота, а на мерные весы автомобиль закатывался вручную. Механики многих команд, сливая масло в специальный резервуар, попутно отворачивали вместе с пробками и шлангами кованые опоры передних амортизаторов (а каждая из них весила не менее 3 кг), тем самым уменьшая вес машины. Но Альфред Нойбауэр, бессменный директор гоночной команды Mercedes понимал, что такой подлог можно легко вычислить, и не стал рисковать.

Статья в тему:  Две новинки начали сходить с конвейера Горьковского автозавода

А вот кому-то из инженеров пришла в голову мысль получше и полегальнее: краска, нанесенная в несколько слоев на корпус машины, тоже имеет вес, и удалив ее, можно сбросить сразу несколько килограммов лишней массы. Так и поступили: за ночь с немецкого болида соскоблили всю краску, и сверкающая полированным алюминием машина прошла контрольное взвешивание. Ту гонку мерседовцы выиграли, а в память об этом событии серебристый цвет стал фирменным для марки. Ну а прозвище «Белые слоны» с легкой руки журналистов превратилось в «Серебряные стрелы».

Впрочем, снимать краску с кузова – не самая сложная проблема. А вот американцы придумали способ облегчения веса поинтереснее.

Способ: Полировка кузова кислотой
Кто: Dodge Hurst Hemi Dart

Автомобильным спортом номер один в Соединенных Штатах 1960-х годов стал дрэг-рейсинг. Толпы поклонников скорости ночами перекрывали заветные 402 метра на прямых участках американских хайвеев в надежде доказать всем, что их машина – самая быстрая в округе. Активное участие в гонке моторов принимали и автомобильные фирмы, участвовавшие в специально созданном для таких дрэгстеров Super Stock классе национальной ассоциации NHRA.

Ford, General Motors и Chrysler – три кита американского автомобилестроения – использовали любые хитрости, чтобы доказать, что их машины самые лучшие и быстрые. Важным способом достижения победы стало облегчение веса дрэгстера, которому попутно вживляли самый большой в гамме мотор. Именно так родился, например, Dodge Hurst Hemi Dart – настоящий монстр, пролетавший мерные четверть мили менее чем за 12 секунд.

Для создания машины использовали кузов самой компактной в линейке Dodge машины – среднеразмерного купе Dart. Штатный двигатель был удален, а его место занял семилитровый V8 HEMI, вершина крайслеровской линейки моторов, с полусферическими камерами сгорания. Этот гигант еле-еле влез в подкапотку бедного Дарта, и даже новый аккумулятор пришлось перемещать в багажный отсек, что, кстати, и поспособствовало улучшению развесовки машины. А для такой полезной вещи, как гидроусилитель руля, места просто не осталось. Из машины выпотрошили весь салон, попутно, разумеется, установив мощный каркас безопасности, а ряд панелей кузова выполнили из стеклопластика. Впрочем, этого инженерам из Dodge показалось мало, и в надежде отыграть несколько дополнительных килограммов массы в дело пошла… кислота.

Стальные задние крылья и внешние панели дверей протравливались кислотным раствором, в результате чего толщина панелей уменьшалась до 1-1,5 мм. Все эти ухищрения помогли Dodge Dart занимать призовые места на заездах. Однако от Chrysler не отставали конкуренты из General Motors, которые также создавали свои собственные дрэгстеры по требованиям NHRA, и в заначке которых оказалось несколько своих козырей по облегчению веса автомобилей.

Способ: «Швейцарский сыр»
Кто: Pontiac Catalina Super Duty

Активным участником дрэговых баталий, разразившихся на просторах Америки, стала фирма Pontiac, пытающаяся избавиться от клейма «автомобилей для пенсионеров». За основу нового дрэгстера использовали модель Catalina, которая в спортивной итерации получила имя Super Duty и могучий V8 объемом 6,9 литра (421 кубический дюйм, в пересчете на американскую систему измерения), снабженный тремя двухкамерными карбюраторами и развивающий, по заявлениям производителя, мощность 410 л. с. Правда, некоторые эксперты полагают, что цифра эта была сильно занижена, и официальная мощность 421-го мотора – около 550 л. с.

Статья в тему:  Ожидаемая премьера Infiniti QX70 S Design на автосалоне в Париже 2014

Для улучшения соотношения мощности и массы салон американского купе был выпотрошен, а на месте задних сидений разместили необходимый по правилам массивный каркас безопасности. Инженеры «Понтиака» шли на любые ухищрения в надежде облегчить свою машину еще на несколько килограммов. Передние крылья, бампер и капот сделали из алюминия, равно как и выхлопную трубу увеличенного диаметра. Производитель специально подчеркивал, что машины, оснащенные таким выпуском, могли использоваться только на кратковременных заездах на ¼ мили, поскольку труба, не выдерживающая постоянного жара выхлопных газов, имела свойство расплавляться. А чтобы еще больше облегчить дрэговую Каталину, в мощной лонжеронной раме засверлили 130 отверстий, из-за чего машина мгновенно получила прозвище «Swiss Cheese» (Швейцарский сыр).

Жесткость рамы упала настолько, что во время изготовления машины на заводе приходилось ставить под неё дополнительные распорки, чтобы предотвратить изгиб. Впрочем, хитрости пошли Pontiac на пользу, и «Швейцарский сыр», гордо трубя своим алюминиевым прямоточным выхлопом, завоевал для марки немало наград.

Но засверлить раму или обработать кузов кислотой – это не инженерный подход, скажут многие. Впрочем, вклад инженеров при разработке новых автомобилей тоже трудно переоценить.

Способ: Внимание к мелочам
Кто: Mazda MX-5

Японские автомобилестроители славятся своим доскональным вниманием к мелочам. Известен факт, что служащий одного из автомобильных заводов, гуляя по улице, встретил машину, выпущенную на родном предприятии с крошечным дефектом, столь незаметным, что авто прошло через строгий отдел технического контроля. Он немедленно сообщил об этом факте своему руководству, которое не только премировало внимательного работника, но и бесплатно заменило дефектный автомобиль владельцу. Неудивительно, что при создании родстера Mazda MX-5 третьего поколения инженеры искали все возможности снизить массу увеличившейся в размерах машины.

Закат эпохи стали. Почему мы скоро увидим пластиковые автомобили на улицах города

Сталь широко используется во всех областях промышленности начиная со времен второй индустриальной революции. Однако пик ее потребления уже миновал, и сегодня все чаще сталь заменяют другими материалами.

Тенденцию отказа от металла можно проследить и на примере использования пластиков в автомобилестроении. Начиная с 1970-х годов доля металлических частей в автомобиле неуклонно снижается: если ранее обычный автомобиль на 79% состоял из стали, то на сегодняшний день доля металла в автомобиле — около 55%. Пластмассы, напротив, показывают устойчивый рост: с 6% в начале 1970-х до 18% к 2020 году, а резины — с 2% до 7%. Сначала может показаться, что пластики используются лишь в отделке салона, однако их можно найти в кузове, в подвеске и даже в двигателе машины.

Сегодня в легковом автомобиле применяется 150-200 кг пластмасс, но уже к 2020 году это количество может возрасти до 300 кг, что будет сопровождаться уменьшением веса автомобиля.

По оценкам экспертов, мировой спрос на конструкционный пластик для применения в автомобильном производстве уже в ближайшем будущем будет расти на 7% в год. Можно с уверенностью сказать, что автомобиль будущего будет содержать гораздо больше полимеров, чем сейчас. Это обусловлено рядом причин, которые я постараюсь описать ниже.

Статья в тему:  Автомобильный рынок России: результаты 2015 года и перспективы развития

Чем выгодно внедрение пластиков в автомобилестроении?

Безусловно, внедрение инноваций объясняется экономической целесообразностью. Ключевым преимуществом пластиков над металлом является легкость: в среднем пластиковые детали весят на 25-30% меньше, нежели стальные. Уменьшение веса автомобиля, в свою очередь, позволяет снизить потребление топлива. Поэтому данный тренд имеет понятную практическую подоплеку для автомобилестроительных концернов. Производители стараются снижать вес кузова автомобилей, чтобы компенсировать увеличение количества деталей, связанных с безопасностью, а также электронных приборов.

Применение углеродного волокна и композитов с полимерной матрицей позволяет снизить его на 25-70%. Например, болиды «Формулы-1» состоят преимущественно из пластиковых и композитных материалов, и именно применение пластиков позволяет существенно уменьшить вес, улучшить динамические характеристики и увеличить скорость гоночных автомобилей. Меньшее потребление бензина, в свою очередь, делает машины с использованием пластмассовых композитов более экологичными.

Но количество полимеров растет не только в болидах. В городских автомобилях тоже становится все больше пластиковых частей.

Причин тому несколько. Во-первых, опять же, легкость, экономия топлива и, как следствие, экологичность. На Западе спрос на машины с большим потреблением горючего в целом снижается. Люди все чаще покупают автомобили-гибриды, которые наносят меньший вред окружающей среде. Lightweight revolution — стремление максимально снизить вес автомобиля за счет применения различного рода инноваций — также способствует борьбе с загрязнением атмосферы.

Например, такие тренды поддерживаются в Европе на государственном уровне, поэтому автомобильные компании готовы дальше работать в этом направлении. Сегодня глобальная индустрия автомобилестроения сталкивается с ужесточением требований к уровню выбросов углекислого газа: например, Европарламент проголосовал за сокращение средних выбросов CO2 автомобилями до 95 граммов на километр в 2021 году с переходным периодом в год и введением «суперкредитов». В 2015 году правила ЕС ограничивали средние выбросы в 130 г/км и устанавливали рекомендательную норму 95 г/км на 2020 год. Однако ответственные автопроизводители самостоятельно начали проявлять инициативу по достижению максимальной энергоэффективности транспортных средств намного раньше, поэтому ученые уже в течение долгого времени снижают вес автомобиля при помощи инновационных материалов.

В российском автопроме процесс замены металлических частей пластиковыми идет значительно медленнее. Например, количество пластиков в автомобилях российских марок не превышает 10% от общей массы автомобиля. Такое отклонение от тренда обусловлено двумя факторами. Во-первых, в России нет такого масштаба производства конструкционных пластиков. Из всех полимеров, которые производятся на территории России, лишь 5% предназначены для автомобилестроения. Во-вторых, сказывается консервативный подход в разработке новых моделей машин.

Разрыв можно сократить следующими способами: развитием собственного производства полимерных деталей или переориентацией отечественных автомобилестроительных компаний на производство новых марок машин, которые будут соответствовать западным стандартам проектирования в сфере использования полимерных комплектующих.

Инновационные пластики

Крупнейшие автомобилестроительные компании сотрудничают с химическими концернами, чтобы активно внедрять новейшие разработки в производство. Например, концерн специальной химии Lanxess изготавливает детали для автомобилей Porche, Skoda: от частей подвески до коробки передач и деталей двигателя.

Ежегодно крупные немецкие химические концерны инвестируют огромные суммы в создание новых пластмасс, которые будут применяться в автомобилестроении. Сейчас при производстве автомобилей используется более 100 видов пластика: они различаются по степени жесткости и сопротивления, а также по весу.

Статья в тему:  Статистика продаж новых автомобилей в России за периоды Апрель 2017 и Январь-Апрель 2016/2017 года

Например, из полипропилена делаются некоторые части двигателя, колпаки колес и приборная панель; полиуретан применяется в сиденьях, полиэтилен — в ковриках, полиамид — в шестернях, рычагах включения привода, корпусах предохранителей, бензобака и аккумулятора. Привычный в быту поливинилхлорид (ПВХ), из которого делают натяжные потолки и линолеум, используется для изготовления проводки. Поликарбонат, один из наиболее ударопрочных термопластов, может заменить большинство металлических частей автомобиля. Для таких инвестиций есть множество причин. Несколько из них я перечислю ниже.

Многие скептически относятся к пластиковым композитам, так как думают, что этот материал неустойчив и ненадежен. Можно заверить, что это мнение ошибочно, так как высокопрочные армированные пластики имеют более высокие коэффициенты жесткости, сопротивления и термоустойчивости, нежели металл. Например, некоторые полиамиды во время краш-тестов показывают лучшие результаты по сравнению с листовой сталью. Однако стоит сказать, что и минусы у них есть: составные части из полиамида являются более дорогими по сравнению с металлическими.

Говоря о дополнительной жесткости, надо отметить, что пластики можно армировать: применение армированных волокон увеличивает прочность конструкции и обеспечивает термостойкость деталей. Например, армированные волокна используются для изготовления деталей приборов, которые подвергаются тепловым воздействиям.

Помимо lightweight revolution еще одним преимуществом пластиков над сталью является долговечность материалов: они не подвержены коррозии, а также обладают большой термоустойчивостью. Использование звукопоглощающих композитных материалов в отделке салона также улучшает шумоизоляцию.

Помимо всех перечисленных выше факторов использование пластиков также обеспечивает простор для различных конструкционных и дизайнерских решений. Термопластичные полимеры поддаются переработке, из них можно получить детали различной формы и цвета. Таким образом, внедрение пластиков может сильно изменить и внешний вид автомобиля будущего. Также пластик и пластмассовые композиты хорошо подходят для массового производства. Уже сегодня получает распространение 3D-принтинг различных деталей, в ближайшее время аддитивные технологии постепенно будут внедряться в производство.

Преграды на пути массового внедрения пластика в автомобилестроение

Несмотря на, казалось бы, радужные перспективы применения пластиков в автомобилестроении, по-прежнему существует ряд аспектов, которые препятствуют их повсеместному внедрению. В основном они связаны с ценовым фактором: пластиковые детали дороже в изготовлении, нежели разные типы металла, которые используются в автомобилестроении. Кроме того, технологический процесс создания высококачественных пластиков на порядок сложнее производства деталей из сплавов. Полный переход на пластиковые материалы повлечет за собой необходимость в замене промышленного оборудования, что обойдется производителям деталей для автомобилей существенными затратами. Также недостатком для компаний, производящих автомобили, является небольшой опыт работы с пластиками. Вот почему они не спешат форсировать события.

Для конечного пользователя, конечно, вопрос цены всегда имеет одно из первостепенных значений: в последние годы мировые цены на нефть существенно снизились, что позволяет им купить автомобиль с большим количеством потребляемого топлива, потратив меньше денег в краткосрочной перспективе. В таких условиях большой соблазн не задумываться о долгосрочной выгоде и экологии. Так, цены на нефть становятся своеобразной преградой на пути энергосберегающих инноваций. Несомненно, проектирование автомобилей со сложным сочетанием материалов — непростой процесс, кроме того, массовое принятие новых разработок всегда потребует времени.

Несмотря на все трудности, доля пластиков в современных автомобилях неуклонно растет. Чтобы полностью реализовать потенциал этих технологий необходимо более интенсивное сотрудничество автомобилестроительных и химических концернов, которые производят подобные детали и обладают соответствующим опытом.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector