21 січня 2010 р

В даний час дискусія щодо транспортних засобів майбутнього ведеться головним чином навколо екологічних аспектів. Правила, що регулюють викиди, стають дедалі жорсткішими у всіх частинах світу. Хоча Європа лідирує в цій галузі, подібний прогрес можна спостерігати також в Азії та Америці, хоча і супроводжується невеликою затримкою. Цей аспект особливо очевидний, коли мова йде про вимоги щодо зменшення викидів CO2. Європейський Союз встановив дуже чіткі специфікації з цього приводу: наприклад, для 2015 року викиди СО2 у європейському автопарку не повинні перевищувати 120 г СО2 на км. Однак поточний середній показник усіх автомобілів, проданих у Європі в 2008 році, становить від 150 до 160 г/км. Коли ми вважаємо, що лише одне покоління транспортних засобів відрізняє нас від 2015 року, масштаби цієї проблеми є цілком очевидними. З іншого боку, підвищення ціни на паливо у середньо- та довгостроковій перспективі чинить додатковий тиск та створює економічну мотивацію.

моторному

Тож виробники та постачальники автомобілів наполегливо працюють над вдосконаленням конструкції двигуна внутрішнього згоряння, одночасно розробляючи нові рушійні технології, такі як паливні елементи та електромобілі. Однак, за підрахунками кількох експертів, ці технології не будуть присутні на ринку до вашої уваги до 2020 року.

Таким чином, двигун внутрішнього згоряння на сьогодні залишатиметься основою майбутніх розробок. Але є багато можливостей зменшити викиди та споживання палива. На рисунку 1 представлені деякі з цих заходів, які оцінюються на предмет їх потенціалу зменшення викидів CO2. Конкретні витрати на економію 1 граму СО2 на км є важливим аспектом. Найдорожчим підходом є повний гібрид, питомі витрати якого перевищують 100 євро за грам СО2 на кілометр. Найдешевша альтернатива, яка коштує всього 26 євро, передбачає зменшення ваги автомобіля з наступним безпосереднім уприскуванням, зменшеним робочим обсягом та змінною синхронізацією клапанів.

Ця оцінка передбачає, що зменшення ваги на 1 кг спричиняє додаткові супутні витрати у розмірі 2 євро. Якщо врахувати, що при використанні пластмас у багатьох випадках не виникає додаткових витрат, привабливість зменшеної ваги ще більша. Очевидно, що економії ваги, досягнутої лише за рахунок використання пластмас, буде недостатньо для вирішення проблеми, пов'язаної з вимогами щодо скорочення викидів. Однак це значний початковий внесок, на основі якого можуть бути застосовані інші необхідні заходи, такі як зменшення водотоннажності та прямий впорскування. Нижче наведено кілька варіантів зменшення ваги в моторному відсіку. Але спочатку ми проаналізуємо вплив більшого використання наддуву на використання пластмас.

Зменшення робочого обсягу завдяки посиленню двигуна

У галузі автомобільного машинобудування термін `` зменшення габаритів '' використовується для позначення збільшення ефективності завдяки зменшенню робочого обсягу двигуна. Цього можна досягти, наприклад, турбонаддувом двигуна, тобто: введенням додаткового повітря для переміщення робочої точки двигуна в більш економічне положення, отримуючи при цьому ті ж характеристики двигуна. Кількість двигунів з турбонаддувом значно збільшиться протягом наступних кількох років (рисунок 2). Це особливо стосується бензинових двигунів, оскільки сьогодні дизельні двигуни часто вже оснащені турбокомпресорами (або турбокомпресорами). У цьому контексті важливо врахувати турбонаддувний ланцюг та умови, що впливають на кожен двигун (рисунок 3). Зони між турбокомпресором та охолоджувачем всмоктуваного повітря (`` інтеркулер '') особливо складні. У випадку дизельних двигунів спостерігаються постійні температури до 200 ° C. В даний час найбільш часто використовуваними матеріалами в цій галузі є сталь та стійкі до високих температур еластичні матеріали.

Завдяки наявності високотемпературних стійких поліамідів та матеріалів на основі PA 66 із значно покращеною термічною стабільністю (таких як Ultramid A3W2G6 та Ultramid A3W2G10 від Basf), використання пластмас у цій галузі в майбутньому помітно зросте. Компоненти, які отримають вигоду від збільшення використання, включають особливо трубопроводи впускного повітря та розподільну камеру охолоджувача всмоктуваного повітря. На малюнку 4 показаний охолоджувач повітря на впуску, виготовлений компанією Behr у Штутгарті (Німеччина) від Ultramid A3W2G10, і використовувався у Ford Transit 1/8 л TDCi. У випадку бензинових двигунів з турбонаддувом вимоги до температури в цій області значно менш вимогливі, оскільки поліаміди (ПА) 6 і 66 можуть використовуватися при нормальній стабілізації. Саме з цієї причини сьогодні сталь навряд чи колись використовується в цій галузі.

Економія ваги за допомогою масляної каструлі

Кріплення двигуна

Кронштейни двигуна представляють ще одну можливість зменшити вагу в моторному відсіку. У 2006 році в ContiTech Vibration Control в Ганновері, Німеччина, було запущено серійне виробництво перших компонентів, виготовлених з використанням Ultramid A3WG10 CR, для Opel Vectra та Saab 9.3 [4]. У порівнянні з аналогічними алюмінієвими компонентами вони приблизно на 30% легші. Спираючись на успіх цього прориву, ContiTech Vibration Control розпочав виробництво другого покоління цих компонентів наприкінці 2008 року, цього разу для Opel Insignia. Завдяки підтримці, наданій BASF у розробці цих деталей, конструкція деталей була додатково вдосконалена, а разом із оптимізацією процесів під час виробництва опор Ultramid та еластомерних компонентів знижена вага на 50% (рисунки 7 та 8). Використання цих компонентів також спрямоване на транспортні засоби, крім Opel Insignia, засновані на середніх платформах GM.

Перспективи