在引擎罩下应用中,塑料零部件越来越多地取代金属件。但是James Snodgrass提出一个疑问,引擎本身是否也会延续这样的进程?
对于汽车爱好者来说,Jeremy Clarkson的名字绝对不会陌生,他时常被认为是世界车评界最有影响力的人。他曾经测试了世界最畅销的汽车,可能你会认为是丰田皇冠或福特福克斯,但其实是一辆由塑料制成的儿童玩具汽车——美国小泰克(全球知名的玩具制造商)的Cozy Coupe。这款玩具汽车自1979年推出以来,销售了2200万辆。在塑料引擎这个概念被提出后,很多人都会与儿童玩具车进行比较。尽管消费者已经很乐意(或者可能在不知情的情况下)接受塑料零部件替代金属件,比如车体外板、保险杠、油门踏板等,然而全塑料引擎的想法可能会导致这辆汽车的销售难度更大。
明年Polimotor 2即将出现,这或许是证明公众对于全塑料汽车引擎认知的决定性时刻。
Polimotor 2的起源可以追溯到20世纪80年代,当美国工程师Matthew Holtzberg博士开发出他的首个Polimotor引擎。Holtzberg在1969年就开始对塑料进行试验,他当时为一辆奥斯丁迷你做了一个塑料活塞,但运转20分钟后,因引擎高温,活塞的顶部被烧穿了。
Holtzberg并未放弃,他将活塞顶部换成铝合金,在20世纪70年代,开始出售应用于跑车的超轻型塑料活塞。1979年,他创建了Polimotor公司,1980年,有了他的第一款塑料引擎。1984年,第二代Polimotor引擎成功应用于一辆Lola T616赛车中。
Lola T616赛车
“我们已经证实这项技术的可行性,”在当时,Holtzberg告诉哥伦比亚广播公司,“所有的托朗(PA)引擎部件都能以每分钟8,000-9,000转的速度运转3个小时。我们想要展示的是,这并不只是一个玩具。
“我想我们想要去做的事情已经有了一个开始,我觉得这将成为汽车行业的一个主要成就。在行业所有其他方面,我们已经看到金属向塑料的过渡。我想这只是时间问题。”
向前快进30年,到2016年第二代Polimotor 2全塑料汽车引擎将会出现在赛车跑道上。比利时材料集团索尔维将与Holtzberg的Composite Castings合作,提供许多电机上需使用的塑料。
对于任何一辆车而言,引擎都是单个最重的零部件、Polimotor 2项目的目的是开发一款重量只有63-67千克的引擎(比标准生产的引擎轻41千克左右)。
“Polimotor项目对索尔维特种聚合物而言又是一个开创性的机会,可以在最前沿展示我们的创新技术,发展轻量化产品。”索尔维特种聚合物全球业务部门总裁Augusto Di Donfrancesco说道。
索尔维聚合物将被用于取代10%的引擎零部件,包括水泵、油泵、进水口/出水口、节流阀体和凸轮链轮。用在Polimotor 2上的索尔维聚合物是托朗聚酰胺-酰亚胺(PAI),Amodel聚邻苯二甲酰胺(PPA)、KetaSpire聚醚醚铜(PEEK)、AvaSpire聚芳酮醚(PAEK)、Radel聚苯砜(PPSU)、Ryton聚苯硫醚(PPS)以及Tecnoflon VPL含氟弹性体。
索尔维并未宣布哪种聚合物将用在哪个部件中。但其全球汽车业务经理Brian Baleno说道:“索尔维不久就会宣布用于凸轮齿轮的材料,以及它取代钢材后所带来的好处。此外,索尔维还将宣布用于进气口(增压)和排油器管线的材料。”
在2016年,Polimotor 2四气缸、顶置双凸轮引擎将被安装在一辆Norma M-20概念车中,参与美国石灰岩公园的赛车比赛。
在引擎中使用塑料的减重效果非常明显,但是Holtzberg相信,这也会同时降低制造成本。“材料成本并不是一个大优势,”Holtzberg说道,“但是在模具上所节省的巨大成本将为OEM省下一大笔资金。比如,一副典型的铝压铸四气缸体模具需要花费100万美元,但只能生产10万个部件。而同样一副塑料模具,只需要花费50万美元,产量却高出5-10倍。”
“Polimotor 2引擎的塑料零部件将通过3D打印、注塑和压塑来制造。与金属部件相比,塑料替代部件的预期工作寿命将会非常良好。对于这一点,Holtzberg很有信心。
责任编辑:Kris