塑料引擎將會用于專業賽車
來源:peek板材供應商-恒鑫實業 作者:PEEK板材加工
在引擎罩下應用中,塑料零部件越來越多地取代金屬件。但是James Snodgrass提出一個疑問,引擎本身是否也會延續這樣的進程?
對于汽車愛好者來說,Jeremy Clarkson的名字絕對不會陌生,他時常被認為是世界車評界最有影響力的人。他曾經測試了世界最暢銷的汽車,可能你會認為是豐田皇冠或福特福克斯,但其實是一輛由塑料制成的兒童玩具汽車——美國小泰克(全球知名的玩具制造商)的Cozy Coupe。這款玩具汽車自1979年推出以來,銷售了2200萬輛。在塑料引擎這個概念被提出后,很多人都會與兒童玩具車進行比較。盡管消費者已經很樂意(或者可能在不知情的情況下)接受塑料零部件替代金屬件,比如車體外板、保險杠、油門踏板等,然而全塑料引擎的想法可能會導致這輛汽車的銷售難度更大。
明年Polimotor 2即將出現,這或許是證明公眾對于全塑料汽車引擎認知的決定性時刻。
Polimotor 2的起源可以追溯到20世紀80年代,當美國工程師Matthew Holtzberg博士開發出他的首個Polimotor引擎。Holtzberg在1969年就開始對塑料進行試驗,他當時為一輛奧斯丁迷你做了一個塑料活塞,但運轉20分鐘后,因引擎高溫,活塞的頂部被燒穿了。
Holtzberg并未放棄,他將活塞頂部換成鋁合金,在20世紀70年代,開始出售應用于跑車的超輕型塑料活塞。1979年,他創建了Polimotor公司,1980年,有了他的第一款塑料引擎。1984年,第二代Polimotor引擎成功應用于一輛Lola T616賽車中。
Lola T616賽車
“我們已經證實這項技術的可行性,”在當時,Holtzberg告訴哥倫比亞廣播公司,“所有的托朗(PA)引擎部件都能以每分鐘8,000-9,000轉的速度運轉3個小時。我們想要展示的是,這并不只是一個玩具。
“我想我們想要去做的事情已經有了一個開始,我覺得這將成為汽車行業的一個主要成就。在行業所有其他方面,我們已經看到金屬向塑料的過渡。我想這只是時間問題。”
向前快進30年,到2016年第二代Polimotor 2全塑料汽車引擎將會出現在賽車跑道上。比利時材料集團索爾維將與Holtzberg的Composite Castings合作,提供許多電機上需使用的塑料。
對于任何一輛車而言,引擎都是單個最重的零部件、Polimotor 2項目的目的是開發一款重量只有63-67千克的引擎(比標準生產的引擎輕41千克左右)。
“Polimotor項目對索爾維特種聚合物而言又是一個開創性的機會,可以在最前沿展示我們的創新技術,發展輕量化產品。”索爾維特種聚合物全球業務部門總裁Augusto Di Donfrancesco說道。
索爾維聚合物將被用于取代10%的引擎零部件,包括水泵、油泵、進水口/出水口、節流閥體和凸輪鏈輪。用在Polimotor 2上的索爾維聚合物是托朗聚酰胺-酰亞胺(PAI),Amodel聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、KetaSpire聚醚醚銅(PEEK)、AvaSpire聚芳酮醚(PAEK)、Radel聚苯砜(PPSU)、Ryton聚苯硫醚(PPS)以及Tecnoflon VPL含氟彈性體。
索爾維并未宣布哪種聚合物將用在哪個部件中。但其全球汽車業務經理Brian Baleno說道:“索爾維不久就會宣布用于凸輪齒輪的材料,以及它取代鋼材后所帶來的好處。此外,索爾維還將宣布用于進氣口(增壓)和排油器管線的材料。”
在2016年,Polimotor 2四氣缸、頂置雙凸輪引擎將被安裝在一輛Norma M-20概念車中,參與美國石灰巖公園的賽車比賽。
在引擎中使用塑料的減重效果非常明顯,但是Holtzberg相信,這也會同時降低制造成本。“材料成本并不是一個大優勢,”Holtzberg說道,“但是在模具上所節省的巨大成本將為OEM省下一大筆資金。比如,一副典型的鋁壓鑄四氣缸體模具需要花費100萬美元,但只能生產10萬個部件。而同樣一副塑料模具,只需要花費50萬美元,產量卻高出5-10倍。”
“Polimotor 2引擎的塑料零部件將通過3D打印、注塑和壓塑來制造。與金屬部件相比,塑料替代部件的預期工作壽命將會非常良好。對于這一點,Holtzberg很有信心。
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