Tehnika Plastični cilindri

TEHNIKA y PLASTIČNI CILINDRI Plastično je fantastično?

Nijemcima je uspjelo izraditi blok motora od plastike umjesto aluminija, što može biti potencijalni izvor nepotrebnih problema, ili pak dobra prilika da se bez povećanja troškova uštedi 20% na težini. I više, ako se posegne za karbonom

PIŠE: TOMISLAV BEŠENIĆ

ako se plastika obilato koristi na modernim motociklima, utjecaj tog laganog i jeftinog materijala dosad je bio tek površinski. Tako se plastika praktično još nije ni dotakla suštine pogonskog agregata,pa nam kao iznimka koje potvrđuju to pravilo pada na um tek Ducati Panigale, kod kojeg su zupčanici pumpe ulja i rashladne tekućine izrađeni od tehno-polimera.

Budući je riječ o strojnim elementima od presudnog značaja za pouzdano funkcioniranje agregata, moglo bi se činiti kako su Talijani previše toga stavili na kocku da bi ostvarili uštedu mjerljivu u gramima i centima. No, valjda ima nešto u tome ako su uvijek oprezni Nijemci otišli i korak dalje te pronašli recepturu kojom bi se korištenjem plastike uštedjeli cijeli kilogrami i to bez povećanja troškova. Sve što treba je aluminijski blok agregata zamijeniti onim plastičnim, što je, dakako, lakše reći nego učiniti.

Sama ideja postoji već tri desetljeća, ali je trik u tome da je u dosadašnjim pokušajima proizvodnja blokova cilindara od plastike zahtijevala mnogo ručnog rada, te je kao takva bila preskupa i nepogodna za serijsku proizvodnju. No, sada su znanstvenici razvili novu metodu za otapanje posebnih plastičnih granula i ubrizgavanja u kalupe gdje se smjesa ohladi i pritom otvrdne. Dakako, ako nešto zvuči tako jednostavno, onda vjerojatno vrijedi baš suprotno, posebno kada se od te plastične smjese traži da bude izuzetno tvrda i čvrsta, a istovremeno i otporna na benzin, ulje i antifriz.

Posebnu komplikaciju predstavljaju velika termička opterećenja, pri čemu se od plastičnog bloka ne traži samo da bez gubljenja svojstava podnese visoku temperaturu, nego istovremeno ne smije imati veći koeficijent toplinskog širenja od same košuljice cilindra koja je i dalje izrađena od metala. Štoviše, i sama košuljica cilindra je morala biti drugačije dimenzionirana nego što je to slučaj na serijskom agregatu koji je poslužio kao baza za prototip, ne bi li tako metalni dijelovi ipak „upili“ glavninu topline. Osim toga, u plastičnu konstrukciju se umeću i dodatna metalna ojačanja na mjestima gdje je blok izložen najvećih mehaničkim i termičkim stresovima.

Ducatijev Superquadro agregat ima plastične zupčanike pumpe ulja i rashladne tekućine. Hoće li jednog dana imati i plastične cilindre?

Njemačka ideja, japanska plastika

U potrazi za plastičnom masom sposobnom zadovoljiti dosad spomenute visoke zahtjeve, njemački znanstvenici su surađivali s japanskom tvrtkom SBHPP, koja je razvila posebni kompozitni materijal ojačan staklenim vlaknima. Kod njega 45% čini smola, a 55% vlakna, pri čemu je jedna od sekundarnih prednosti cijele ideje i to što gotovi plastični odljevak traži bitno manje završnog dorađivanja nego što je to slučaj s aluminijskim blokom motora.

Znanstvenici u Franhoferu prvenstveno žele privući pažnju moćne automobilske industrije, gurajući plastične blokove i s tim povezano smanjenje težine kao još jednu od niza mjera u „svetoj misiji“ smanjenja potrošnje i emisije CO2. Međutim, i nama je njihov rad zanimljiv i iz najmanje dva razloga. Za početak, funkcionalni prototip su razvili na bazi jednocilindričnog Rotax agregata od 652 ccm, preuzetog iz BMW motocikla serije F 650. Osim toga, prednosti koje donosi plastični cilindar mogle bi biti daleko izraženije na motociklu nego na automobilu. Jasno, krećemo od toga da bi plastični blok cilindra trebao biti 20% lakši od aluminijskog ekvivalenta, a istovremeno ništa skuplji. Dakle, u teoriji po istoj cijeni dobijete motocikl koji je možda i 2 kilograma lakši (ako je riječ o četverocilindričnom agregatu), te je kao takav još koji postotak okretniji i agilniji. Tu su i neke druge zgodne nuspojave, pa tako plastika bolje prigušuje mehaničku buku agregata, a ušteđene decibele proizvođač motocikala može iskoristiti za ugradnju bučnijeg i protočnijeg ispušnog sustava. Isto tako, preko plastičnog bloka cilindara se emitira manje topline, što kod automobila i nije posebno važno, ali bi vožnju motocikla trebalo učinit ugodnijom, posebno za vrućih dana. Stvar je u toliko zanimljivija što se ista receptura može smiješati i s karbonskih vlaknima, te tako dodatno spustiti težina, dakako, uz povećanje cijene.

Iako je ovdje riječ o tek jednom uspjelom prototipu, Nijemci vjeruju u svijetlu budućnost te ideje i kreću u razvoj sličnog višecilindričnog agregata, kod kojeg od plastike neće biti samo blokovi motora, nego i dijelovi koljenastog vratila. Dakle, otvaraju se neke nove mogućnosti, no proći će još dosta godina prije negoli eventualno ugledamo motocikl s „plastičnim“ agregatom, a onda i još koja godina više da vidimo kakve je to probleme stvorilo u praksi. Možda bi idealan poligon za probijanje leda mogli biti motokros motocikl, kod kojih je već i ušteda pokojeg dekagrama vrijedna riskiranja borbe s eventualnim dječjim bolestima jednog takvog pionirskog koncepta. n