Tehnologii Speciale de Fabricare a Autovehiculelor

1. Tendinţe actuale in domeniul tehnicilor şi tehnologiilor speciale de fabricare şi

reparare a autovehiculelor

Pentru a satisface exigenţele manifestate faţă de calitatea, costul şi performanţele autovehiculelor, preocupările specialiştilor sunt îndreptate în direcţia valorificării în practică a celor mai noi cuceriri ale ştiinţei prin elaborarea de tehnologii revoluţionare în domeniul metalurgiei metalelor şi aliajelor feroase şi neferoase, prelucrării metalelor şi nemetalelor prin procedee neconvenţionale, automatizării şi robotizării proceselor de fabricaţie şi montaj, conceperii şi realizării unor sisteme de proiectare, încercare, reparare şi control al producţiei asistate de calculator.

Prin aplicarea tehnicilor şi tehnologiilor moderne la conceperea, fabricarea şi testarea autovehiculelor moderne se asigură îmbunătăţirea randamentelor motoarelor şi transmisiilor, reducerea componentelor poluante din gazele de eşapament, afirmarea caroseriilor cu forme aerodinamice din materiale rezistente la acţiunea agenţilor corozivi, în condiţiile ameliorării confortului, creşterii sarcinii utile şi simplificării operaţiilor de întreţinere şi exploatare.

Caracteristicile principalelor tehnologii de vârf aplicate la proiectarea, fabricarea, repararea şi controlul calităţii autovehiculelor moderne vor fi analizate în detaliu în cele nouă capitole ale lucrării.

1.1 Materiale utilizate în construcţia autovehiculelor moderne

O tendinţă ce se manifestă, în domeniul materialelor din care se execută piesele de autovehicule este aceea a înlocuirii fontei cu aluminiul şi aliajele sale, masele plastice şi materialele compozite (ponderea greutăţii materialelor ce intrau în construcţia unui autoturism produs de General Motors in anul 1988 se prezenta astfel: fontă 10,5 %, oţel 60%, aluminiu 6,7%, plumb 0,7%, cupru 1,0%, zinc 0,3%, sticlă 2,7%, cauciuc 2,8%, materiale plastice 9,0% alte materiale 6,3%).

Pentru modelele de viitor, marile firme producătoare de autoturisme extind nomenclatorul reperelor ce vor fi realizate din materiale neconvenţionale. Astfel, dacă la autoturismele europene de clasă medie aflate în producţie (Volkswagen Golf si Audi 100) greutatea pieselor de aliaje uşoare şi materiale plastice reprezintă 8...10%, iar la cele japoneze 16% (Datsun), aceasta va ajunge în viitorii ani la 20...35% (Renault, la modelul experimental EVE, utilizează piese din aliaje uşoare şi materiale plastice a căror greutate reprezintă 35% din cea a autoturismului; Peugeot, pe prototipul experimental VERA foloseşte 167 kg piese din materiale plastice şi compozite; Porsche 928 are in construcţie 70 de repere din aluminiu, cântărind 265 kg, ceea ce reprezintă 29% din masa totală; Fiat a inclus în concepţia modelului VSS piese din materiale plastice, care deţin 25% din greutatea vehiculului).

Datorită posibilităţilor de obţinere economică, prin procedee moderne de turnare şi prelucrare, bunei rezistenţe la coroziune, conductibilităţii termice ridicate, aspectului plăcut şi greutăţii reduse, a reperelor din aluminiu, o serie de piese cum sunt blocurile motoarelor, chiulasele, pistoanele, cilindrii (Mercedes foloseşte tehnologia elaborată de Reynolds Metals la turnarea blocului motor din aliaj supereutectic pe bază de aluminiu cu 17% siliciu; pistoanele şi cilindrii se execută din aluminiu tratat special împotriva coroziunii; cămăşile cilindrilor sunt finisate după lepuire cu scule diamantate şi supuse ulterior decapării electrochimice), radiatoarele, carcasele cutiilor de viteze, ambreiajelor, diferenţialelor, punţilor şi alternatoarelor, accesoriilor sistemelor de frânare şi direcţie; elementele de caroserie şi ornamentele, jantele etc. se execută din aliajele acestui material.

Temperatura ridicată din exploatare şi aciditatea crescută a uleiurilor întrebuinţate la ungerea motoarelor diesel de mare turaţie impun folosirea unui aliaj special aluminiu-siliciu (Al-11 Si-1 Cu) pentru lagărele de alunecare ale arborelui cotit. Aliajul acesta este superior celui cu staniu (Al-20 Sn-Cu).

Comparând rezultatele mecanice şi densităţile diferitelor materiale, rezultă că o piesă din aluminiu cu masa de 1kg poate înlocui una din fontă de 2,2kg. Dacă se mai adaugă la aceasta şi economiile de 0,5kg material care se obţin prin efectele dependente (uşurarea motorului, transmisiei, suspensiei etc.), reiese că unui kilogram de aluminiu utilizat în construcţia unui automobil, îi corespunde o reducere a greutăţii totale a acestuia cu 1,7kg.

Un salt în modernizarea autovehiculelor l-a constituit introducerea materialelor plastice, mai întâi ca înlocuitoare ale celor tradiţionale (piele, materiale textile naturale, arcuri metalice), iar o data cu apariţia ABS-ului, poliuretanului, policarbonaţilor, poliacetatului, fluorocarbonului, răşinilor acrilice etc. ca elemente de bază pentru piese cu rol decorativ şi funcţional.

Această evoluţie a continuat cu soluţii îndrăzneţe, care au condus la apariţia unor materiale cu proprietăţi complet noi, obţinute prin combinarea răşinilor cu fibrele sintetice de mare rezistenţă şi foliile metalice.

Printre reperele reprezentative fabricate din materiale plastice şi compozite se pot menţiona uşile, aripile, capotele motorului şi portbagajului, planşeul pavilionului, paraşocurile, grilele, ornamentele, volanul, tabloul şi accesoriile panoului de bord, consola, scaunele, tapiţeria interioară, arborii de acţionare (realizaţi din fibre de aramid 70% şi răşini epoxidice 30%), geamurile spate şi laterale (din Lusita SAR- Super Abrasive Resistent Schelet), reflectoarele şi dispersoarele farurilor (din policarbonat transparent acoperit cu o peliculă de lac rezistent la abraziune), axele punţilor spate (65% fibre de sticlă şi 35% SMC – Sheet Molding Compound), lămpile de poziţie şi semnalizare, circuitele electrice flexibile, bacurile şi separatoarele acumulatoarelor electrice, rezervoarele, conductele sistemelor de alimentare şi de frânare, ventilatoarele, lagărele de alunecare şi rostogolire, bazinele radiatoarelor, rotulele şi calotele sistemului de direcţie, filtrele de aer, combustibili şi lubrifianţi, pinioanele, bielele motoarelor, arcurile, barele de torsiune, arborii cardanici etc. (fig1.1).

Fabricarea în serie a automobilelor construite numai din materiale plastice este în prezent o viziune în curs de materializare. În acest sens, deja au fost explorate noi concepţii constructive în care oţelul constituie suportul panourilor caroseriei, elementelor de acţionare, roţilor şi habitaclului din polimeri.