7.3. Использование пластических масс

Пластмассы находят все более широкое применение в автомобилестроении. Довольно короткий срок службы кузова приводит к тому, что вместе с огромным количеством отслуживших автомобилей на свалке оказываются большие массы ценных металлов. Пластмассы в настоящее время используются в значительном количестве для изготовления приборных панелей, различных ручек, рычагов, кнопок, бачков и т. п. Расширяется область применения пластмасс и для изготовления крупных деталей кузова, таких, как капоты, двери, крылья и т. п. Для производства цельнопластмассового кузова еще не разработана приемлемая технология, однако исследования в этом направлении ведутся очень интенсивно.

Пластмассы не только легки, но и достаточно прочны, а главное, не подвержены коррозии. Они не требуют окраски или другого специального защитного покрытия. Постоянно улучшающееся производство различных клеев обеспечивает и упрощает изготовление и ремонт кузовов из пластмасс. Следует при этом напомнить, что использование технологии склеивания находится на высоком уровне в такой отрасли, как самолетостроение. Нужно учитывать, что и небольшая экономия массы в течение длительного времени эксплуатации приводит к значительной экономии топлива. Достаточно подсчитать, сколько стоит в переводе на бензин 1 кг избыточной массы при прохождении пути в 100 000 км.

Новый механизм поднятия и опускания дверных стекол автомобилей концерна "Дженерал Моторс" изображен на рис. 40. Этот механизм выполнен из пластмассовой ленты с расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга отверстиями, которые выполняют функции цепной передачи. В отличие от применяемых сегодня стальных тросиков этот механизм, если он заключен в металлической оболочке, передает не только растягивающее, но и сжимающее усилие. Шестерня, закрепленная на рукоятке, входит своими зубьями в отверстия пластмассовой ленты и, вращаясь, поднимает или опускает стекло, прикрепленное к одному из концов ленты. Другой конец входит в защитный кожух.

Рис. 40. Механизм управления стеклом двери облегченной конструкции

Все детали изготовлены из полиэфирного эластомера фирмы "Дюпон", обладающего высокой прочностью, низким коэффициентом трения и надежно работающего в диапазоне температур от -20° до +70 °С. Уменьшение массы составляет 3-5 кг. Весь механизм занимает во внутреннем объеме двери мало места и не требует обслуживания. Подобных возможностей экономии массы в конструкции автомобиля можно найти довольно много.

Некоторые пластмассы обладают отличными свойствами и используются в самолетостроении. Речь идет в первую очередь о материале "кевлар" фирмы "Дюпон" (США). Этот ароматический полиамид с волоконной структурой, появившийся на мировом рынке в 1972 г., обладает высокой прочностью, отличной температурной стабильностью и высоким усталостным сопротивлением. Волокна кевлара используются для корда шин, для армирования клиновых ремней, а в последние годы, как отмечалось выше, - для изготовления инерционных аккумуляторов энергии - маховиков. Маховик из кевлара при одинаковой плотности энергии имеет массу в 2 раза меньше, чем стальной. Плотность кевлара - 1440 кг/м³, прочность на растяжение - 3500 МПа.

Для производства кузова и панелей могут использоваться некоторые виды слоистых материалов, армированных стекловидными или углеродными волокнами. Слоистые пластики пригодны также и для изготовления бензобаков. Они не подвержены коррозии, при аварии выдерживают большую деформацию без нарушения целостности и герметичности бака. Топливные баки автомобилей должны иметь весьма сложную геометрическую форму, которую легче получить, изготовляя их из полимерных материалов, позволяющих, кроме того, уменьшить массу бака.

Все больших масштабов достигает использование пластмасс для изготовления крыльев, являющихся самым слабым местом кузова в части коррозии. Это направление представляет большой интерес, поскольку потери, вызываемые коррозией автомобильных кузовов, в мировом масштабе чрезвычайно велики.