Полимерное время современных мотоциклов
Автор статьи: Moto Moto
Мотоциклы больше не являются “стальными скакунами”, потому что в них появляется все больше и больше пластмасс. Но «железо» не сдается.
Cтальное оборудование
Выше: Мотоцикл прошлого века почти полностью был сделан из стали. Кроме металла в основном использовалась резина.
В то время, когда были изготовлены первые мотоциклы, о пластике можно было только мечтать. В начале 20-ого столетия царила сталь, которая обычно использовалась в двухколесных, моторных конструкциях. В свою очередь, двигатели не могли обойтись без чугуна.
Головокружительная карьера
Выше: Современный мотоцикл, особенно в спортивном варианте, это настоящий фестиваль различных пластмасс.
Пластиковые компоненты появились в 1930-х годах. Они были небольшими, сделаны из бакелита и чаще всего вводились в электрическую установку благодаря хорошим изоляционным свойствам. Такой материал был далек от материалов, которые мы знаем сегодня.
Пластик в современном издании пришелся на пользу мотоциклам только в шестидесятых и семидесятых годах. Затем вся автомобильная промышленность начала широко использовать преимущества пластика. Это стало результатом падения цен, доступности и значительного улучшения качества материалов этого типа.
Рост популярности пластмасс в этот период был связан с быстрым развитием химической промышленности, в значительной степени основанной на переработке сырой нефти. Дешевое масло тогда стало основным сырьем для производства целого ряда полимеров. Если в 1965 году мировое производство пластмасс, обычно называемых пластиками (хотя с химической точки зрения это разные материалы), составляло всего 15 миллионов тонн, то в 1976 году оно достигло 50 миллионов тонн. В 2008 году он увеличился до 280 миллионов тонн, а в 2015 году составил 322 миллиона тонн. Триумфальное шествие пластмасс можно увидеть практически во всех типах повседневных товаров, включая автомобили и мотоциклы.
Бакелит
Выше: BMW R 100RS (1976) с первым, полным корпусом из пластмассы.
История пластмасс началась всерьез в 1907 году, когда Лев Хендрик Бекеланд провел успешную конденсацию формальдегида и фенола для получения фенольной смолы. Этот первый полностью синтетический термореактивный материал был назван в честь изобретателя бакелитом. Это был твердый и хрупкий материал одновременно, но он имел хорошие изоляционные свойства и зарекомендовал себя в электротехнике. Благодаря возможности прессования, он был пригоден для массового производства различных предметов. Бакелит имел низкую механическую прочность, не был устойчив к высоким температурам и обугливался под их воздействием, но стал основой для дальнейшего развития термореактивных пластиков, набирающих значительную популярность.
В следующем десятилетии конкурирующие термопластичные пластмассы начали появляться в Соединенных Штатах, что стало обычным явлением в шестидесятых. Стекловолоконные композиты также используются с 1950-х годов.
Ниже: Honda Transalp (1986) – первый ловко обсаженных эндуро.
Растущий спрос на пластмассы ускорил развитие химической промышленности, которая создавала все новые и новые продукты. Сегодня на рынке представлены десятки различных пластмасс, более или менее долговечных, более простых или более сложных в обработке, более дешевых и более дорогих. Чаще всего для моторизации используются такие полимеры, как полипропилен, полистирол, АБС и поликарбонат. Эти пластмассы в настоящее время дороже, чем алюминий и сталь в виде горячекатаного листа. Как видите, пластик дорогой, значит, у него должно быть много преимуществ, поэтому производители двухколесных транспортных средств используют его, несмотря на высокие затраты.
Легкие, но дорогие
Выше: конструкция послевоенного скутера была полностью изготовлена из стали. Такой стандарт установила легендарная Vespa.
У пластиков есть несколько важных качеств, чрезвычайно ценных для производителей мотоциклов. Они относительно легки в форме, устойчивы к коррозии и атмосферным воздействиям, хорошо гасят вибрации, эффективно поглощают энергию при столкновениях или падениях, выглядят эстетично и, прежде всего, легки.
Низкая масса является чрезвычайно важной характеристикой для мотоциклетной промышленности. Этот фактор представляется наиболее важным. В то время как плотность стали составляет 7,86 г / см3, а алюминия – 2,7 г / см3, плотность пластмасс варьируется от 0,89 до 1,54 г / см3 (за исключением американского тефлона – 2,1-2,25 г / см). Неудивительно, например, что обтекатели и щитки двухколесных транспортных средств изготовлены из материала, называемого акрилнитрил-бутадиен-стирол, обычно называемого АБС. Он имеет плотность всего 1,05 г / см3, и в то же время очень высокую твердость и ударопрочность.
Если предположить, что обтекатель спортивного мотоцикла имеет площадь 2,5 м2, и изготовлен из стального листа толщиной 0,2 мм, то он будет весить почти 40 кг. Если бы он был экструдирован из алюминиевого листа толщиной 0,3 мм (из-за своей прочности он должен быть немного толще стали), его вес достиг бы 20 кг. Тот же корпус из АБС со средней толщиной 0,4 мм (в среднем из-за более толстых и более тонких зон) будет весить всего 10,5 кг.
Недостатком этого материала, однако, является его стоимость, которая влияет не только на окончательную цену мотоцикла, но и на цены запасных частей, изготовленных из АБС, что, безусловно, серьезно испытано более чем одним гонщиком, который полировал обтекатель на своем мотоцикле.
Проблемные композиты
Сверху и снизу: Различные применения: пластмассы могут быть быстро и легко отформованы для создания сложных конструкций, таких как топливные баки или корпуса фар. Материалы даже используются в трансмиссии (ременная передача в трансмиссии).
Недостатком пластика является не только цена. Даже самые тяжелые и долговечные, когда возникают особые условия использования, они не справляются с поставленными задачами. Примером этого является общеизвестное повреждение корпусов и обтекателей в точках крепления, где в конструкции из пластмассы разбиты отверстия, расположенные рядом с краем элемента.
Для возведения более прочных и в то же время легких конструкций стали создавать композиции из разных материалов. Композиты были созданы таким образом, из которых ламинаты, углеродное волокно (называемое углеродом) и кевлар являются наиболее известными. Особый интерес представляют последние два, поскольку они характеризуются необычайной прочностью при небольшом весе (плотность 1,8 и 1,45 г / см3 соответственно).
Углеродные или арамидные волокна, вплетенные в специальный мат, являются лишь формой «усиления» композита, созданного на основе эпоксидных смол (ламинаты создаются на основе стеклянных матов). Процесс многослойного встраивания матов в смолу с последующей их термообработкой в специальных автоклавах является трудоемким и трудоемким.
Попытки создать каркас из углеродного волокна в серийном производстве предпринимались Bimota уже в середине восьмидесятых, но идея не сработала. Несколько лет назад Benelli тоже пытался, но даже для нужд такого эксклюзивного, краткосрочного производства процесс производства был слишком долгим.Производство одной рамы длилось 3 дня.
В восьмидесятых годах были также созданы рамки в так называемой «сотовой» системе. Этот специфический материал, изготовленный из очень тонких алюминиевых экструдатов подходящей формы (0,025 мм), приклеенных к пластиковым пластинам, позволил в те годы довести массу спортивного мотоцикла весом 250 см 3 до 90 кг. Эпоксидный адгезив отверждали при 120 ° С. Никаких заклепок, сварных швов, винтов, полной коррозионной стойкости, а масса 1 м2 была всего 3,77 кг! Однако этот особый гексагональный бутерброд, произведенный в Швейцарии и Бельгии, является очень дорогим предприятием.
Трудоемкость производства являются основным недостатком композитов, сильно повышающими их стоимость. Поэтому на данный момент карбоновые или кевларовые элементы мы находим только в мотоциклах с высокой производительностью, эксклюзивных или тюнинг-машинах, владельцы которых глубоко погрузились в кошелек.
Он защищает себя
Одним из первых энтузиастов пластика в мотоцикле был британский Vincent. В 1954 году у него было две модели (Tour 1000 Black Knight и Black Prince), в которых были установлены крупногабаритные стеклопластиковые панели. В то время это даже считалось футуристической идеей.
Пластическая лавина началась в начале семидесятых. Все началось с корпусов фар, корпусов распределительных щитов, боковых крышек, крыльев. Вскоре появились обтекатели – частичные и полные.
Первый полностью пластиковый корпус использовался немецкой BMW в модели R 100RS с 1976 года. Скептиков не было недостатка, и сторонники «железа» издевались над новинкой еще в восьмидесятые годы. Первое эндуро с полным корпусом (Honda Transalp) называлось «стаканчик для йогурта». Сопротивление материалам не имело смысла, однако, если принять во внимание, что благодаря им мы имеем более легковесный, легкий в управлении и более экономичный двухколесный транспорт. Но что касается долговечности мотоциклов, то тут «пластиковые» скептики были правы.
Примером тому служит группа энтузиастов старого автопрома, которая несколько лет назад решила выпустить вековой мотоцикл, оставшийся неподвижным на протяжении всего века. Это сработало потому, что металлические детали, если они защищены от коррозии, слегка деградировали даже в течение столь длительного времени. Мотоцикл, полный пластмассы, вероятно, не будет работать через сто лет, потому что пластмасса, хотя ее на разъедает ржавчина, не стареет, не окисляется, не деформируется, не попадает в микротрещины. Проблемы могут быть вызваны незапечатанным корпусом или могут быть выброшены только из сопла во всасывающем канале.
Однако никто не остановит прогресс. Доля пластиковых компонентов в конструкции мотоцикла может достигать 10% веса. Материалы сделаны из материалов, которые были связаны только с металлом около десятка лет назад. Мы найдем их даже в различных, мало загруженных, тихоходных передачах.
Конструкторы современных двухколесных транспортных средств не скрывают, что из-за их малого веса или других полезных свойств они используют материалы везде, где это возможно. Примером могут служить полимеры, подаваемые в резиновые смеси в шинах. Но у сторонников металла, особенно стали, могут быть причины для удовлетворения. Почти 70% серийных мотоциклов с двигателями свыше 125 куб. см до сих пор имеют стальные рамы. Кроме того, в течение нескольких лет для мотоциклов существует четкая мода, относящаяся к конструкциям прошлых лет или к простому спартанскому персонажу. Пластмасса в них, как и в медицине, доминирует над «железом», с которым так сильно отождествляются многие бескомпромиссные мотоциклисты. Сталь, в дополнение к низкой цене, обладает, как вы можете видеть, некоторой магической силой, которая позволяет людям возвращаться во времена, когда мотоциклы были машинами для действительно тяжелых людей. Пластик может только мечтать о таких последователях.
Загрузка...
