Рецепты баварских диетологов

Снижение веса – навязчивая идея не только у прекрасного пола. За каждый грамм массы борются конструкторы ведущих автокорпораций. С «АЦ» секретами «похудения» поделились инженеры BMW Group.

Снижение веса – навязчивая идея не только у прекрасного пола. За каждый грамм массы борются конструкторы ведущих автокорпораций. С «АЦ» секретами «похудения» поделились инженеры BMW Group.

Меньшая масса – это сниженный расход горючего, лучшая динамика и меньше выбросов СО2. Однако простым облегчением тяжелых деталей в автоконструировании не обойтись. В отличие от сидящих на диете барышень каждый «сброшенный» инженерами грамм может нарушить баланс между прочностью, надежностью, безопасностью, долговечностью и заданной стоимостью машины. У стратегии снижения массы три вектора: применение легких конструкционных материалов, целенаправленное создание конструкционных схем специального «легкого» типа (к примеру, компактных) и, наконец, достижение меньшей массы за счет усовершенствования технологий производства.

Кузов

При уменьшении веса кузовных деталей меняются прочностные характеристики всего кузова. Это приходится учитывать, рассчитывая зоны деформации и иные факторы пассивной безопасности. А опасность электрохимической коррозии из-за образования гальванических пар в местах сопряжения деталей из разных сплавов вынуждает технологов применять нестандартные виды сборочных операций. Однако современные методы расчетов, новые изоляционные материалы и технологии сборки позволяют решить эти вопросы, благодаря чему достигается весьма значительное сокращение массы.

Каркас крышки багажника BMW GT отлит целиком из алюминиевого сплава.	Применение алюминиевой крыши влечет за собой изменение технологии крепления деталей кузова, но игра стоит свеч (минус 5 кг).
Полностью алюминиевая дверь седана BMW 5 Series сохраняет все характеристики стальной, но легче ее на 5,25 кг (минус 23 кг).	Несущий элемент кузова – алюминиевая часть брызговика с опорной чашкой подвески получена методом литья под давлением и весит лишь 4,2 кг (минус 5 кг).
Капот с оболочкой из волокнистого пластика и наполнителем из «пчелиных сот» применяется на автомобилях BMW М Series (минус 5 кг).

Ходовая часть

Легкосплавные детали подвески применяются давно – правда, прежде всего на автомобилях премиум-класса. Однако пришло время шагать дальше – к использованию пластиков, а также нетрадиционных конструкционных схем. Здесь особое значение имеет даже незначительное, на первый взгляд, снижение веса. Ведь зачастую речь идет о неподрессоренных массах, которые влияют не только на плавность хода, но и на плотность контакта колеса с дорогой, а значит – на безопасность движения при маневрах, торможении, проезде неровностей.

Легкосплавные диски научились делать пустотелыми, заполняя объем упрочняющим силикатным пластиком (минус 1,5 кг).	Такой сборный тормозной диск легче, а больший его диаметр позволяет применить легкие суппорты и колодки (минус 4,8 кг ).
При аналогичной прочности литых пластиковых хомутов (1) крепления втулок стабилизаторов и отштампованных   из стали (2) первые на 65% легче (минус 0,4 кг).	Пластиковые стойки (1) стабилизатора почти наполовину легче стальных (2). Минус 0,4 кг.

Салон

В интерьере борьба за вес идет с учетом показателей безопасности и комфорта: легкие тонкие детали отделки ломаются при ударах, вибрируют и шумят на неровностях, не выдерживают нагрузок, которые к ним прилагают пассажиры. Поэтому экономия на весе в интерьере особенно дорого обходится покупателям люксовых автомобилей.

Оболочку передней панели «выдувают» из нового термопластика Poyolefin. Теперь она вдвое легче прежней (минус 3,4 кг).	Жесткий монолитный каркас торпедо из магниевого сплава на 40% легче прежнего. Отштампованный в один прием «на горячую», он заменяет сборку из 25 деталей. Премиум-бренды BMW, Mini и Rolls-Royсe могут себе позволить такую дорогостоящую технологию.
Облегчить монолитный «ковш» для М Series помогли карбон и сотовый наполнитель: вес каркаса – 3 кг.	Благодаря улучшенной конструкции сиденье кабриолета весит только 32,7 кг (минус 6,6 кг).

Силовой агрегат

Блоки цилиндров, их головки, картеры агрегатов трансмиссии, отлитые из легких алюминиевых и магниевых сплавов, массово выпускаются с середины минувшего столетия. Не первый десяток лет применяются пластиковые коллекторы, патрубки и крышки корпусных деталей агрегатов. Глубже в двигатели и коробки передач процесс облегчения пока не проник, но вес внешнего оборудования инженеры систематически снижают.

Даже по сравнению с алюминиевой пластмассовая балка крепления КП вдвое легче (минус 0,93 кг).	Теплозащитный кожух катализатора делают многослойным. При его малых толщине и весе он успешно экранирует элемент, нагревающийся до 700 градусов.
Для подшипников трансмиссии разработаны облегченные пластиковые сепараторы (минус 0,8 кг ).
	Верхняя крышка современного дизеля – не просто пластиковый щиток, это многослойная шумопоглощающая конструкция. Внизу и впереди шумы гасят экраны, отформованные из сверхлегкого волокнистого материала.

Системы управления

Казалось бы, во вспомогательных системах осталось экономить только на мелочах, но это не так. Резервы сокращения массы здесь далеко не исчерпаны, в первую очередь – в сфере конструкционных материалов. Высокая ответственность узлов в системе управления вынуждает создателей в поисках более легких вариантов применять недешевую альтернативу традиционным материалам. Это высококачественные пластмассы, армированные пластики, магниевые сплавы. Вопрос облегчения электрооборудования, частично решенный еще в 1990–2000-е путем замены тяжелых «сигнальных» жгутов проводки CAN-шиной, сегодня дополняется заменой медных силовых кабелей алюминиевыми проводами.

После «упаковки» в магниевый корпус вместо алюминиевого рулевая колонка стала весить 4,1 кг. Многие ее детали – пластиковые (минус 2,0 кг).	Сделав основание педального узла цельным и пластиковым, конструкторы сэкономили 40% массы и облегчили сборку (минус 1,5 кг).
	Большая удельная масса меди перевесила ее электротехнические преимущества перед алюминием. Силовые провода из «крылатого» металла «экономят» до 30% веса кабеля (минус 1,0-3,0 кг).

Киев – Мюнхен – Киев

Игорь Широкун
Фото BMW и автора