Алуминий и автомобили

Алуминият и неговите сплави са относително малко използвано поле в автомобилната индустрия. В допълнение към изработването на джанти и алуминиеви части или възли, новите технологии могат да се използват и за направата на алуминиеви тела.

автомобили

Ново оборудване, предназначено да повиши комфорта и безопасността (въздушна възглавница, ABS, усилване на купето, звукоизолация, нови IT и комуникационни устройства) добави много излишни килограми към съвременните автомобили. Допълнителното тегло изисква и увеличаване на мощността на двигателя, което по подразбиране изисква увеличен разход на гориво. Единственото жизнеспособно решение за намаляване на разхода на гориво, заедно с по-икономичните двигатели, продължава да бъде намаляването на теглото на автомобила.

Тъй като намаляването на масата с 10% може по подразбиране да причини 6-8% намаляване на разхода на гориво. А намаляването на теглото засега може да бъде постигнато чрез използване на алуминий и пластмаси.

Използване на алуминий
Алуминият има някои качества, които автомобилните специалисти не биха могли да преминат небрежно: ниска плътност, добра устойчивост на корозия и висока топлопроводимост. Експертите казват, че всеки тон алуминий, използван в автомобила, намалява емисиите с 20 тона през целия живот на автомобила.

Използването на алуминий също позволява намаляване на масите на някои компоненти, инсталации и системи. Използвайки алуминий за направа на каросерийни конструкции, се смята, че ще бъде възможно да се постигне цел, много желана от специалистите по целия свят: намаляване на разхода на гориво под 3 литра/100 км.

Сред предимствата на използването на алуминий трябва да споменем и факта, че той е 100% рециклируем метал, степента на извличане на алуминий от скрап автомобили в момента е над 95% в индустриализираните страни. В същото време повторното използване на рециклиран алуминий в автомобилното производство позволява спестяване на 90-94% от електроенергията. Също така споменаваме, че замяната на стоманата с алуминий означава 90% намаляване на замърсяването на въздуха с CO2 в индустриалните зони, където се произвежда стомана.

Кратка история
Трябва да помним, че използването на алуминий започна в ранните години на ХХ век. Започвайки през 1905 г., но по-важното през 1920 г., някои части на двигателя започват да се изработват от алуминиеви сплави като карбуратори, картери, глави на цилиндри и бутала на двигателя.

Първият френски прототип на автомобил, с каросерия, изработена изцяло от алуминий, датира от 1934 г., а вторият, наречен Gregoire, от 1942 г. Заедно с усъвършенстването на технологиите за изработване на детайли от алуминий и тяхната обработка все повече и повече стоманените части и възли на автомобила се заменят с алуминиеви. Особено през последните години делът на алуминия в автомобилите се е увеличил с около 6% годишно.
Като пример, през 1996 г. статистиката показва, че тя е достигнала консумация на алуминий на автомобил от 114 кг в САЩ, 90 кг в Япония и 70 килограма в Европа. Сега европейска кола съдържа над 100 кг алуминий при средно общо тегло 1100 кг. В зависимост от модела на автомобила обаче теглото на използвания алуминий варира значително, надхвърляйки 270 кг на автомобил Jaguar, 310 кг на Porche и 384 кг на Audi A8.

Преди около десет години във Франкфурт стартира Audi A2, първият сериен автомобил с изцяло алуминиев корпус. Това тяло е проектирано въз основа на нова технология, приложена за пръв път преди няколко години към Audi A8. Състои се от производство на алуминиеви панели, фиксирани в пространствена структура от екструдирани рамки от същия метал, което осигурява необходимата здравина.

С тези панели автомобилът Audi A2 има каросерия, която е с 40% по-лека от подобна, направена от ламарина, но и по-устойчива. Използването на алуминий позволи по-аеродинамично тяло, с коефициент от само 0,28, сред най-добрите в този клас. В същото време Audi A2 има 12-годишна гаранция на алуминиевия корпус, тъй като проблемът с корозионната защита на този метал е много по-опростен.

Понастоящем много автомобилни части са изработени от алуминий. Ако през 1996 г. средното тегло на отлятия алуминий върху автомобил е 56 кг, от които кожусите съставляват 35%, двигателят 48%, а трансмисията и спирачките 14%, през 2005 г. количеството на отлятия алуминий се е увеличило до 95 кг, от които 23% картери, 36% двигател и 26% спирачки и трансмисия. Увеличението ще бъде много по-голямо за автомобилите, които ще се правят в бъдеще с изцяло алуминиеви каросерии.

Предимствата на алуминия
Има много предимства от използването на автомобилен алуминий. По-специално, изискванията на потребителите като безопасност, производителност, икономия на гориво и опазване на околната среда се подобряват чрез:

- Постигане на добра активна сигурност. Спирачният път се съкращава поради намаленото тегло на машината. Няколко метра, спечелени чрез намаляване на спирачния път, могат да означават избягване на произшествие. В същото време ускоренията и забавянията са по-лесни за по-леката кола, което я прави по-пъргава и по-лесна за шофиране.

- Повишаване на пасивната сигурност. В случай на удар алуминиевите профили поглъщат по-големи количества ударна енергия чрез деформация.

- Намаляване на разхода на гориво. Намаляването на теглото на автомобила с около 100 кг определя икономия на гориво от 0,6 литра/100 км, а чуждестранни специалисти казват, че понастоящем със съществуващите технологии за производство на алуминиеви сплави теглото на автомобилите може да бъде намалено с до 300 килограма. Това постижение би означавало намален разход на гориво от 1,5-2 литра/100 км. Икономията на гориво също намалява емисиите. Изчислено е, че 25% намаление на теглото на автомобила може да доведе и до 12,5% намаляване на емисиите на замърсители.

Тъй като дизайнерите и изследователите подобряват поведението на алуминиевите сплави при умора, термични и механични удари и разработват нови технологии за леене и обработка на тези части, все повече производители ще преминат към изработката на алуминиеви корпуси за автомобили. Бъдещите автомобили ще включват все повече алуминий и по-малко желязо в тях всяка година.