Motores de plástico en automóbiles

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

• Materialak
• Komunikazioak

Algún día estes motores de plástico, aparentemente tan launas e coloridas como o xoguete, poderán ser desmontados inmediatamente. Estes motores terán una forma de catro ou cinco pezas en moldes. A reparación do motor será tamén moi sinxela, xa que cada tarefa (absorción, cocción, refrixeración, etc.) terá a súa cor. Cambiamos toda a peza e xa está.

Na actualidade, a compañía Ford desenvolveu, xunto ao seu seis provedores, un motor de automóbil fabricado en plástico case por completo. A cámara de cocción, cunha temperatura aproximada de 1000 ºC, está composta unicamente por pezas móbiles.

No seu centro de investigación en Dunton en Gran Bretaña, o motor de 999 cm3 tivo 200 horas de funcionamento no banco de ensaios solicitando toda a potencia en 40 horas. Este motor de plástico, deseñado paira ser aplicado transversalmente no automóbil “Ford Festa”, emite un terzo menos de ruído que o motor convencional da mesma potencia.

Antes de Ford, a empresa Polymotor de Nova Jersey demostrara en 1988 as vantaxes que os automobilistas poden obter cos motores de plástico. Desde o punto de vista de fabricación bastan catro minutos paira sacar o bloque do motor do molde e comezar a montar sen mecanizado de forma inmediata. A montaxe pode ser realizado por un operario a media xornada. Ademais, paira reducir os custos de fabricación non é necesario recorrer a series grandes. E é que, a falta de máquinas de mecanizado, toda a maquinaria necesaria é só unhas prensas e uns moldes. Por iso, a produción de 5.000 motores é suficiente paira moverse a prezos de mercado.

En canto ás prestacións do motor, cunha cilindrada de 2,3 litros, dezaseis válvulas e dous eixos de levas, ten una potencia de 175 cabalos a unha velocidade de xiro de 5.800 rpm. O motor só pesa 79 quilos, é dicir, a metade da de fundición da mesma potencia.

O bloque motor e a culata fabrícanse en moldes de inxección con resina fenólica (bakelita) reforzada con fibra de vidro. O cárter realízase con resina de vinilo poliéster con fibras de vidro e o piñón da cadea de distribución con poli(amida-imida).

Probáronse oitenta motores similares aos mencionados en 1988 en bancos de ensaio e estradas. A firma Ford adquiriu tres motores deste tipo e a empresa Polymotor tiña previsto construír una planta de fabricación de 25.000 motores ao ano. Con todo, as intencións anuláronse e a razón é que os automobilistas non teñen capacidade financeira paira substituír os seus equipos de produción dun día a outro. Teñen unhas cadeas de fabricación moi custosas, que hai que amortizar con motores durante moitos anos.

É por tanto una cuestión de paciencia. Tecnicamente pódese fabricar un motor de plástico debido ao gran desenvolvemento da química de polímeros. Actualmente existen resinas que soportan temperaturas superiores a 150 ºC, pero o prezo pode ser un obstáculo. De feito, a resina fenólica pasa de 1.000 a 2.000 ptas. (50-100 libras) por quilo, e o quilo de ferro fundido costa 60 ptas. (3 libras). Ademais, ata que os automobilistas comezan a fabricar motores de plástico en grandes series non parece que vaian baixar os prezos.

Con todo, os automobilistas non abandonaron o camiño dos polímeros. Do mesmo xeito que a casa Ford, os demais experimentan nos seus laboratorios.

Baixo o capó do automóbil cada vez entran máis pezas de plástico e no motor. Na actualidade o automóbil leva una media de máis de dez quilos de plástico, excluído o caucho. No motor, con todo, até agora só se utilizaron metais. No entanto, filtros de aire, tapas de culata, ramplas de inxección de combustible, tubos de entrada do cilindro, etc. están fabricados en plástico porque non teñen problemas de corrosión.

O plástico está a penetrar cada vez máis no motor, sobre todo na parte superior, e non é casualidade. Este aspecto é a parte que non salgue das cadeas automáticas de produción. O bloque motor e o culatín, en cambio, salguen desas cadeas que se amortizan en 15 ou 20 anos. En cambio, paira traballar o plástico non fan falta instalacións tan custosas. O plástico trabállase en moldes e non ten mecanizado complexo, xa que no moldeo pódense obter formas moi travesas. Nas tubaxes de entrada de aire ao cilindro, por exemplo, a diferenza das de aluminio, dáse una forma ideal ás poliaminscripciones reforzadas con fibra de vidro, mellorando o rendemento do motor nun 2%.

Debido a que o plástico é fácil de moldear, en lugar de varias pezas metálicas compostas (unidas por racores, parafusos, etc.), a de plástico é una peza única, reducindo os custos de mecanizado e montaxe. Nos motores da casa Peugeot, por exemplo, nos mecanismos de carburación e explosión o número de pezas chegou á metade. O mecanismo de aceso do combustible no interior do cilindro é de óxido de fenileno, tereftalato de polibutileno e totalmente electrónico. Resisten diferenzas de potencial de até 100.000 voltios e cambios de temperatura de até 200ºC.

Ademais, ao ter menos pezas, os motores de plástico son máis belos. A estética tamén afecta os compradores, polo que moitos automobilistas están a fornecer a parte superior dos seus motores cunha fermosa tapa de plástico (paira ocultar cables, tubaxes, etc.). Ademais da estética, pode ser importante a cor das pezas de plástico. Por unha banda pódese conseguir que sexa agradable paira o comprador, pero doutra banda pódense utilizar as cores paira diferenciar diferentes circuítos. Por exemplo, o circuíto de refrixeración do motor pode ser dunha cor, o circuíto de absorción de combustible doutro, etc.

Con todo, o plástico polo momento ten algúns aspectos que dificilmente pode abarcar: cilindros, pistones, bielas, cigüeñes e eixos de levas, sobre todo. Nestas pezas, as presións e temperaturas son moi altas (desde 200 até 950 ºC) e polo momento pódese dicir que están baixo a dependencia de metais. Con todo, Opel conseguiu fabricar pezas móbiles (engrenaxes) nas caixas de cambios do seu modelo “Astra” con poliamida de fibra de vidro. Resultados satisfactorios en ensaios a diferentes temperaturas.

General Electric Plastics tamén conseguiu un piñón de poliimida Ultem a 180ºC. Material caro (2.000 pts. ou 100 libras por quilo), reproducirase en breve, ao non ter que desmoldar nin mecanizar e o tempo de fabricación diminúe até a décima parte. Ademais, a poliimida é cinco veces máis lixeira que o aceiro. Si antes vemos as caixas de cambio completas dos automóbiles tamén de plástico, non é de estrañar.