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
Прошлым летом средства массовой информации сообщили о том, что БелАЗ приобрел у российского АСМ-холдинга (бывшее Министерство автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения) лицензию на производство микроавтомобиля “Мишка”. В основу конструкции “Мишки” положена сборно-модульная схема, в которой на каркас из низколегированной стали навешиваются пластмассовые панели. У автомобиля съемный задний колпак, что по желанию владельца обеспечивает быстрое превращение прямо в гараже четырехместного универсала, каковым является базовая версия “Мишки”, в пикап, фургон, кабриолет или ландо (не этого ли, кстати, хотелось Opel при разработке Calibra?).
В конструкции кузова “Мишки” на стальной каркас навешиваются пластмассовые панели
В свое время, обосновывая экономическую целесообразность “Мишки”, АСМ-холдинг подсчитал, что проект будет рентабельным при ежегодном производстве 10 тыс. этих автомобилей. Такой объем вполне согласуется с указанными выше 2-3 тыс. штук ежемесячно, что позволяет поверить в окупаемость “Мишки”. Однако вопрос, способен ли даже такое небольшое количество “косолапых” осилить белорусский автомобильный рынок, оставляем открытым, хотя от этого и зависит, сможет ли Беларусь выпускать собственный легковой автомобиль, да к тому же пластмассовый.
Сергей БОЯРСКИХ | 
