Взамен стального кузова

Автомобиль, в особенности легковой, весит намного больше, чем следовало бы. Можно ли признать нормальным такое положение, когда «мертвый» вес автомобиля в три-пять раз больше веса его полезной нагрузки и то при заполнении всех пассажирских мест? А так как нормальную нагрузку составляют два человека, то приведенное соотношение возрастает еще в два-три раза. Между тем вес автомобилей различных классов как бы установился и уменьшается еле заметно. Как объяснить это явление? И какие намечаются пути для снижения веса автомобиля?

Наряду с установившимися классами автомобилей, с каждым годом появляется все большее число малых машин, а их ездовые качества не уступают подчас качествам прежних, больших. Таким образом, распространение автомобилей с двигателями малого рабочего объема, с умеренными размерами кузовов без излишеств в оборудовании и с соответственно малым весом — один из наиболее реальных путей создания легкого экономичного автомобиля.

Однако обратимся к какому-либо существующему классу автомобилей— например, к малолитражным (типа «Москвич») — и проанализируем возможности снижения веса и расхода металла.

Было бы неправильно закрывать глаза на изменения, происшедшие в конструкции автомобиля; формально сравнивать собственный вес машин прежнего и теперешнего выпусков и утверждать, что снижение веса вовсе не произошло. Отдельные части автомобиля пришлось облегчить, чтобы иметь возможность снабдить автомобиль различным оборудованием. Это облегчение достигнуто кропотливым исследованием резервов, имеющихся и каждой детали, уменьшением толщин стенок и панелей, в отдельных случаях заменой стали другими материалами: алюминием, сплавами, пластическими массами. Но такое облегчение дает сравнительно немного, так как конструкция отдельных деталей автомобиля уже достаточно совершенна.

Более радикальный путь — изменение компоновки автомобиля, о которой уже было рассказано: объединение двигателя, силовой передачи и ведущего моста в один агрегат, введение вагонной компоновки. Этот путь уменьшает нерациональное соотношение «мертвого» и «полезного» веса автомобиля на 15— 25 процентов.

Значительное снижение веса автомобиля будет достигнуто при замене стали другими, более легкими материалами; причем речь идет о замене не отдельных деталей, а почти полном устранении стали из конструкции. Наглядным примером служит французский автомобиль «Панар-Дина», сделанный почти целиком из алюминия и его сплавов. Его вес — 650 килограммов при пяти-шестиместном кузове. Подобный же результат получается при использовании магниевых сплавов. Но алюминиевые и магниевые сплавы не менее дефицитные и более дорогие, чем сталь. К тому же они требуют совершенно новой технологии изготовления частей автомобиля. Так что этот путь связан пока с трудностями.

Остаются... пластические массы. И хотя их применение в качестве материала для конструкции автомобиля не менее сложно, чем, скажем, применение алюминиевых и магниевых сплавов, все же они считаются весьма перспективными; в особенности для кузовов, составляющих почти половину веса автомобиля. Тут уж действительно можно говорить об экономии металла и о замене его материалом из дешевого сырья.

И в этом направлении в последнее время сделаны крупные шаги.

Надо сказать, что пластмассовых деталей в механизмах и в кузове автомобиля уже давно было несколько десятков, а то и сотен. Но все они были мелкие: например, детали электроизоляции, всевозможные украшения, детали отделки. Их удельный вес в общем весе автомобиля ничтожен — не более 1 —1,5 процента; причем их применяли главным образом не ради снижения веса, а в связи с особыми декоративными, изолирующими и другими свойствами пластмасс.

Значительное увеличение производства пластических материалов, усовершенствование процессов изготовления пластмассовых деталей, с одной стороны, и настоятельная нужда в экономии металла в конструкции автомобиля — с другой, создали условия для замены пластмассой целых узлов, ранее изготовлявшихся из стали.

Во всех странах ведутся большие работы по конструированию и изготовлению опытных автомобилей с пластмассовыми кузовами, на некоторых серийных автомобилях выполнены из пластмассы вентиляторы охлаждения двигателя, корпусы карбюраторов, крыши кузовов, а в США и ГДР пластмассовые кузова установлены и на автомобилях крупносерийного производства — «Шевроле-Корветт» и «П-70 Цвиккау». | Иногда называют фантастические цифры снижения веса автомобиля в случае замены стали пластмассой. В действительности же снижение веса, например кузова, составит 20—30 процентов, а вес автомобиля может быть снижен на 10—15 процентов. Дело в том, что хотя пластмасса примерно в пять раз легче стали, стенки пластмассовых деталей приходится делать толще, чем у стальных. Кроме того, в кузове есть много неметаллических деталей — обивка, сиденья, стекла, изоляционные материалы, — которые практически не оказывают влияния на уменьшение его веса. Но пластмассовый кузов привлекает, кроме малого веса, еще и другими качествами: экономией металлического листа, устранением явлений коррозии, уменьшением вибрации панелей кузова, лучшей тепловой и звуковой изоляцией, стойкостью панелей при незначительных наездах, возможностью выпускать кузова без окраски, с применением пластмассы разных цветов, упрощением некоторых других производственных процессов.

Вместе с тем детали кузова из пластмасс не лишены недостатков: они коробятся при длительном хранении и от солнечных лучей, их качества изменяются также под влиянием влаги, от воздействия частиц пыли поверхность покрывается царапинами, становится матовой, тусклой. Но эти недостатки постепенно устраняются, а новейшие конструкции кузовов, сделанных из пластиков с использованием стеклянного волокна, лишены их вовсе.

Что же препятствует широкому применению пластмасс при создании автомобиля, особенно его кузова? Главным образом необходимость полной перестройки производственных процессов при переходе на пластмассу. К тому же формовка пластмассовых деталей требует больше времени, чем прессование деталей из стали, длительность которого измеряется секундами.

Этот недостаток был едва ли не решающим до последнего времени, пока пластмассовые детали изготовляли методом горячего формования. Деталь нужно было держать под прессом или в резиновом мешке с выкачанным из него воздухом длительное время (до 40 минут), чтобы, вынутая из формы, она не коробилась, не скручивалась. Ясно, что при таком методе производства для выпуска, скажем, 500 экземпляров одной детали в день нужно иметь 10—15 прессов. Л для изготовления всех деталей кузова, даже с учетом сокращения их числа благодаря крупным размерам пластмассовых панелей, — не менее

1000 прессов. Для сравнения укажем, что для прессования таких же деталей к стальному кузову потребовалось бы всего 40— 50 прессов со сменными штампами.

Теперь удалось добиться более быстрого формования пластмассовых деталей, а также холодного их отвердевания.

Мы упомянули о сокращении числа деталей в конструкции при замене стали пластмассой. Наглядным примером служит вентилятор системы охлаждения двигателя. Стальной вентилятор состоит из ступицы, диска и нескольких лопастей, прикрепленных к диску заклепками. Пластмассовый вентилятор может быть выполнен в виде одной отливки с залитой в нее втулкой.

Работы по широкому применению пластмассы в производстве 1 автомобилей ведутся и в Советском Союзе. Опытные детали из стеклопластика: крылья, капоты, спинки сидений автобусов, вентиляторы и другие — установлены на испытательных автомобилях и успешно прослужили уже долгое время, в течение кото- рого последние пробежали многие тысячи километров.

Для нового маленького автомобиля разработан вариант пластмассового кузова.

Любопытно привести некоторые цифры: если стальная верхняя панель капота автомобиля ЗИЛ-164 весит более 6 килограммов, то пластмассовая — около 2 килограммов. ]

Можно надеяться, что в ближайшем будущем окажется возможным применить пластмассу для массового производства кузовов.