Motors de plàstic en automòbils

1993/09/01 Alargunsoro, F. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Materialak
• Komunikazioak

Algun dia aquests motors de plàstic, aparentment tan launas i acolorides com la joguina, podran ser desmuntats immediatament. Aquests motors tindran una forma de quatre o cinc peces en motlles. La reparació del motor serà també molt senzilla, ja que cada tasca (absorció, cocció, refrigeració, etc.) tindrà el seu color. Canviem tota la peça i ja està.

En l'actualitat, la companyia Ford ha desenvolupat, al costat dels seus sis proveïdors, un motor d'automòbil fabricat en plàstic gairebé per complet. La cambra de cocció, amb una temperatura aproximada de 1000 °C, està composta únicament per peces mòbils.

En el seu centre de recerca en Dunton a Gran Bretanya, el motor de 999 cm³ ha tingut 200 hores de funcionament en el banc d'assajos sol·licitant tota la potència en 40 hores. Aquest motor de plàstic, dissenyat per a ser aplicat transversalment en l'automòbil “Ford Festa”, emet un terç menys de soroll que el motor convencional de la mateixa potència.

Abans de Ford, l'empresa Polymotor de Nova Jersey havia demostrat en 1988 els avantatges que els automobilistes poden obtenir amb els motors de plàstic. Des del punt de vista de fabricació basten quatre minuts per a treure el bloc del motor del motlle i començar a muntar sense mecanitzat de manera immediata. El muntatge pot ser realitzat per un operari a mitja jornada. A més, per a reduir els costos de fabricació no és necessari recórrer a sèries grans. I és que, mancant màquines de mecanitzat, tota la maquinària necessària és només unes premses i uns motlles. Per això, la producció de 5.000 motors és suficient per a moure's a preus de mercat.

Quant a les prestacions del motor, amb una cilindrada de 2,3 litres, setze vàlvules i dos eixos de lleves, té una potència de 175 cavalls a una velocitat de gir de 5.800 rpm. El motor només pesa 79 quilos, és a dir, la meitat de la de fosa de la mateixa potència.

El bloc motor i la culata es fabriquen en motlles d'injecció amb resina fenòlica (bakelita) reforçada amb fibra de vidre. El càrter es realitza amb resina de vinil polièster amb fibres de vidre i el pinyó de la cadena de distribució amb poli(amida-imida).

Es van provar vuitanta motors similars als esmentats en 1988 en bancs d'assaig i carreteres. La signatura Ford va adquirir tres motors d'aquest tipus i l'empresa Polymotor tenia previst construir una planta de fabricació de 25.000 motors a l'any. No obstant això, les intencions s'han anul·lat i la raó és que els automobilistes no tenen capacitat financera per a substituir els seus equips de producció d'un dia a un altre. Tenen unes cadenes de fabricació molt costoses, que cal amortitzar amb motors durant molts anys.

És per tant una qüestió de paciència. Tècnicament es pot fabricar un motor de plàstic degut al gran desenvolupament de la química de polímers. Actualment existeixen resines que suporten temperatures superiors a 150 °C, però el preu pot ser un obstacle. De fet, la resina fenòlica passa de 1.000 a 2.000 ptes. (50-100 lliures) per quilo, i el quilo de ferro colat costa 60 ptes. (3 lliures). A més, fins que els automobilistes comencen a fabricar motors de plàstic en grans sèries no sembla que vagin a baixar els preus.

No obstant això, els automobilistes no han abandonat el camí dels polímers. Igual que la casa Ford, els altres experimenten en els seus laboratoris.

Sota el capó de l'automòbil cada vegada entren més peces de plàstic i en el motor. En l'actualitat l'automòbil porta una mitjana de més de deu quilos de plàstic, exclòs el cautxú. En el motor, no obstant això, fins ara només s'han utilitzat metalls. No obstant això, filtres d'aire, tapes de culata, rampes d'injecció de combustible, tubs d'entrada del cilindre, etc. estan fabricats en plàstic perquè no tenen problemes de corrosió.

El plàstic està penetrant cada vegada més en el motor, sobretot en la part superior, i no és casualitat. Aquest aspecte és la part que no surt de les cadenes automàtiques de producció. El bloc motor i el culatín, en canvi, surten d'aquestes cadenes que s'amortitzen en 15 o 20 anys. En canvi, per a treballar el plàstic no fan falta instal·lacions tan costoses. El plàstic es treballa en motlles i no té mecanitzat complex, ja que en l'emmotllament es poden obtenir formes molt entremaliades. En les canonades d'entrada d'aire al cilindre, per exemple, a diferència de les d'alumini, es dóna una forma ideal a les poliaminscripciones reforçades amb fibra de vidre, millorant el rendiment del motor en un 2%.

Pel fet que el plàstic és fàcil de modelar, en lloc de diverses peces metàl·liques compostes (unides per ràcords, caragols, etc.), la de plàstic és una peça única, reduint els costos de mecanitzat i muntatge. En els motors de la casa Peugeot, per exemple, en els mecanismes de carburació i explosió el nombre de peces ha arribat a la meitat. El mecanisme d'encesa del combustible a l'interior del cilindre és d'òxid de fenileno, tereftalato de polibutilè i totalment electrònic. Resisteixen diferències de potencial de fins a 100.000 volts i canvis de temperatura de fins a 200 °C.

A més, en tenir menys peces, els motors de plàstic són més bells. L'estètica també afecta als compradors, per la qual cosa molts automobilistes estan subministrant la part superior dels seus motors amb una bella tapa de plàstic (per a ocultar cables, canonades, etc.). A més de l'estètica, pot ser important el color de les peces de plàstic. D'una banda es pot aconseguir que sigui agradable per al comprador, però d'altra banda es poden utilitzar els colors per a diferenciar diferents circuits. Per exemple, el circuit de refrigeració del motor pot ser d'un color, el circuit d'absorció de combustible d'un altre, etc.

No obstant això, el plàstic de moment té alguns aspectes que difícilment pot abastar: cilindres, pistons, bieles, cigüeñes i eixos de lleves, sobretot. En aquestes peces, les pressions i temperatures són molt altes (des de 200 fins a 950 °C) i de moment es pot dir que estan sota la dependència de metalls. No obstant això, Opel ha aconseguit fabricar peces mòbils (engranatges) en les caixes del canvi del seu model “Astra” amb poliamida de fibra de vidre. Resultats satisfactoris en assajos a diferents temperatures.

General Electric Plastics també ha aconseguit un pinyó de poliimida Ultem a 180 °C. Material car (2.000 ptes. o 100 lliures per quilo), es reproduirà en breu, al no tenir que desmoldar ni mecanitzar i el temps de fabricació disminueix fins a la desena part. A més, la poliimida és cinc vegades més lleugera que l'acer. Si abans veiem les caixes de canvi completes dels automòbils també de plàstic, no és d'estranyar.