Пластиковые двигатели могут помочь автомобилям стать легче

Jul 25, 2023

Реклама

Поддерживается

Технологии

Отправь историю любому другу

Как подписчик, у вас есть 10 подарочных статей. дарить каждый месяц. Любой может прочитать то, чем вы поделитесь.

Дон Шерман

КОГДА в следующем году авиалайнер Boeing 787 поступит в коммерческую эксплуатацию, путешественники будут перевозиться на крыльях и фюзеляжах, изготовленных из современных композитных пластиков.

Возникает логичный вопрос: если современные пластмассы достаточно прочны для самолетов со скоростью 600 миль в час, почему автомобильные двигатели до сих пор производятся путем заливки расплавленного металла в формы – процесс, которому уже 6000 лет?

Такое неравенство особенно раздражает Матти Хольцберга, инженера из Нью-Джерси, который потратил 30 лет, пытаясь отправить железные и алюминиевые двигатели на путь шерстистого мамонта. Пластиковые силовые установки, которые он спроектировал и построил в 1980-х годах, оказались достаточно прочными, чтобы участвовать в профессиональных автоспорте.

Но г-ну Хольцбергу не удалось убедить автопроизводителей в том, что преимущества — значительный вес и экономия средств — стоят риска. Таким образом, как и долговечная батарея и готовый к использованию водородный топливный элемент, пластиковые двигатели пока еще не реализованы.

Что помогает г-ну Хольцбергу продолжать работать, так это случайные союзники, которых он принимает в свой образ мышления. Недавно он заключил стратегическое партнерство с Huntsman Corporation из Хьюстона, глобальной химической компанией со штатом 12 000 сотрудников и годовым доходом в 10 миллиардов долларов. Подтвержденная репутация Huntsman как поставщика автомобильной промышленности может обеспечить влияние, необходимое для перемещения пластиковых двигателей из лаборатории на испытательные полигоны, где автомобильные инженеры ищут способы достижения следующего раунда целей по экономии топлива.

Г-н Хольцберг не первый пионер, который потерпел неудачу в попытке сделать пластик массовым явлением. Генри Форд был одним из первых поборников пластмасс, запуская проекты по изучению альтернативных материалов для кузовов автомобилей в эпоху, когда сталь была в дефиците из-за наращивания военной мощи перед Второй мировой войной. И он взял на себя инициативу по продвижению концепции: в 1941 году он заколол топором свой личный автомобиль, чтобы продемонстрировать прочность экспериментальной пластиковой крышки багажника.

В течение многих лет автомобили Ford оснащались пластиковыми кнопками звукового сигнала, ручками переключения передач, дверными ручками и механизмами газораспределения, отлитыми из соевого шрота. Форд был привлечен к пластику из-за его экономии средств и веса, а также его устойчивости к коррозии.

Через шесть лет после смерти Генри Форда его мечта наконец осуществилась. Первый из более чем 1,5 миллионов Chevrolet Corvette с панелями кузова из стекловолокна начал сходить с конвейеров General Motors в 1953 году.

С тех пор автомобили выиграли от неуклонного роста содержания пластика. По данным Министерства энергетики, типичный автомобиль североамериканского производства сейчас содержит более 300 фунтов этого материала, что делает его вторым по величине типом материала после стали. Но основные конструктивные компоненты трансмиссии — блоки двигателей и головки цилиндров, картеры трансмиссии и картеры мостов — по-прежнему представляют собой чугунные или алюминиевые отливки из-за высоких температур и нагрузок, которые им приходится выдерживать.

Попытки г-на Хольцберга изменить это можно отнести, по крайней мере, к 1969 году. Читая журнальную статью в публичной библиотеке в Хакенсаке, штат Нью-Джерси, он узнал о новом пластике, который, как говорят, достаточно прочный, чтобы выдерживать суровые условия внутри двигателей. Он взял образец, сделал из него поршень и установил его в двигатель своего друга «Остин Мини».

Пластиковый поршень продержался 20 минут.

Г-н Хольцберг продолжал настаивать. В 1970-е годы он производил и продавал пластиковые поршни (теперь с алюминиевыми головками, выдерживающими температуры сгорания) и пластиковые шатуны для гоночных двигателей. В 1979 году он основал Polimotor (название является сокращением от полимерного двигателя) для разработки двигателей с интенсивным использованием пластика.

Первый Polimotor, клон 2,3-литрового 4-цилиндрового двигателя Ford Pinto, использовал пластик для блока, юбок поршней, шатунов, масляного поддона и большей части головки блока цилиндров. Поверхности отверстий, днища поршней и гильзы камеры сгорания были железными или алюминиевыми. Коленчатый и распределительный вал представляли собой стандартные металлические компоненты.