Aluminiul şi aliajele sale reprezintă un domeniu destul de puţin utilizat în industria automobilelor. Pe lângă realizarea jantelor şi a unor piese sau subansambluri din aluminiu, cu noile tehnologii se pot realiza şi caroserii din aluminiu.
Noile echipamente destinate creşterii confortului şi securităţii (airbag, ABS, ranforsarea habitaclului, insonorizarea, noile aparate din domeniul informaticii şi comunicaţiilor) au adăugat multe kilograme în plus automobilelor moderne. Greutatea suplimentară a impus şi creşterea puterii motoarelor, care, implicit, necesită consumuri de carburant mărite. Singura soluţie viabilă pentru micşorarea consumului de carburant, odată cu realizarea unor motoare mai economice, continuă să fie reducerea greutăţii automobilului.
Fiindcă o reducere cu 10% a masei poate produce, implicit, o scădere a consumului de carburant cu 6-8%. Iar reducerea greutăţii se poate realiza, deocamdată, prin folosirea aluminiului şi a maselor plastice.
Folosirea aluminiului
Aluminiul prezintă unele calităţi pe lângă care specialiştii în automobile nu au putut trece nepăsători: densitate mică, rezistenţă bună la coroziune şi conductibilitatea termică ridicată. Specialiştii afirmă că fiecare tonă de aluminiu utilizată pe autovehicul scade emisia de noxe cu 20 de tone pe toată durata vieţii autovehicului.
Utilizarea aliuminiului mai permite şi reducerea maselor unor componente, instalaţii şi sisteme. Prin utilizarea aluminiului la confecţionarea structurilor caroseriilor se crede că se va putea atinge un obiectiv mult dorit de specialiştii din lumea întreagă: coborârea consumului de carburant sub 3 litri/100km.
Printre avantajele utilizării aluminiului trebuie să mai amintim şi faptul că este un metal reciclabil în proporţie de 100%, rata de recuperare a aluminiului de pe automobilele casate fiind în prezent de peste 95% în ţările industrializate. Totodată reutilizarea aliuminiului reciclat în fabricaţia de automobile permite realizarea unei economii de energie electrică de 90-94%. Mai amintim şi faptul că înlocuirea oţelului cu aluminiul înseamnă reducerea, în proporţie de 90%, a poluării atmosferei cu CO2 în zonele industriale în care se fabrică oţelul.
Scurt istoric
Trebuie să amintim că utilizarea aluminiului a început chiar din primii ani ai secolului XX. Începând din 1905, dar mai pregnant din 1920, unele piese de motor încep să fie realizate din aliaje de aluminiu cum ar fi carburatoarele, carterele, chiulasele şi pistoanele motoarelor.
Primul automobil prototip francez, cu caroserie realizată complet din aluminiu, datează din anul 1934, iar cel de al doilea, denumit Gregoire, din anul 1942. O dată cu îmbunătăţirea tehnologiilor de realizare a pieselor din aluminiu turnat şi de prelucrare a acestora tot mai multe piese şi subansambluri din oţel de pe automobil sunt înlocuite cu cele din aluminiu. Mai ales în ultimii ani ponderea greutăţii aluminiului pe automobile a crescut cu circa 6% pe an.
Ca exemplu, în 1996, statisticile arătau că seajunsese la un consum de aluminiu pe automobil de 114 kg în SUA, de 90 kg în Japonia şi de 70 de kilograme în Europa. Acum, un automobil european conţine peste 100 kg de aluminiu la o greutate totală medie de 1100 kg. În funcţie de modelul maşinii însă greutatea aluminiului utilizat variază foarte mult putând depăşi 270 kg pe un automobil Jaguar, 310 kg la un Porche şi 384 kg la un Audi A8.
[_newpage_]
În urmă cu vreo zece ani a fost lansat la Frankfurt, automobilul Audi A2, primul automobil de serie, care avea caroseria construită integral din aluminiu. Această caroserie a fost concepută pe baza unei tehnologii noi, aplicată pentru prima oară mai înainte cu câţiva ani la Audi A8. Ea constă din confecţionarea unor panouri din aluminiu fixate într-o structură spaţială din cadre extrudate din acelaşi metal, care asigură rezistenţa necesară.
Cu aceste panouri automobilul Audi A2 prezintă o caroserie cu 40% mai uşoară faţă de una similară realizată din tablă de oţel, dar şi mai rezistentă. Utilizarea aluminiului a permis realizarea unei caroserii mai aerodinamice, cu un coeficient de numai 0,28, printre cele mai bune la această clasă. Totodată, Audi A2 are asigurată o garanţie de 12 ani pentru caroseria din aluminiu deoarece problema protecţiei anticorozive a acestui metal este mult mai simplă.
Foarte multe piese auto se realizează în prezent din aluminiu turnat. Dacă în anul 1996 ponderea medie a aluminiului turnat pe un automobil era de 56 kg, din care carterele reprezentau 35%, motorul 48%, iar transmisia şi frânele 14%, în anul 2005 se ajunsese la creşterea cantităţii de aluminiu turnat la 95 kg, din care carterele 23%, motorul 36% şi frânele şi transmisia 26%. Creşterea va fi mult mai mare la automobilele ce se vor realiza în viitor cu caroserii în întregime din aluminiu.
Avantajele aluminiului
Sunt clare multe avantaje ce se obţin prin folosirea aluminiului pe automobil. În mod deosebit sunt ameliorate cerinţele consumatorilor cum sunt securitatea, performanţele, economia de carburant precum şi protejarea mediului ambiant prin:
– Realizarea unei bune securităţi active. Distanţele de frânare se scurtează datorită reducerii greutăţii maşinii. Câţiva metri câştigaţi la reducerea spaţiului de frânare pot însemna evitarea unui accident. Totodată accelerările şi decelerările se fac cu mai multă uşurinţă la o maşină mai uşoară care devine astfel mai agilă şi mai uşor de condus.
– Creşterea securităţii pasive. În caz de şoc profilele de aluminiu absorb prin deformare cantităţile mai mari din energia de impact.
– Micşorarea consumului de carburant. Scăderea greutăţii maşinii cu circa 100 kg determină o economie de carburant de 0,6 litri/100 km, iar specialiştii străini afirmă că, la ora actuală, cu tehnologiile existente de realizare a aliajelor din aluminiu, greutatea automobilelor poate fi redusă cu până la 300 kg. Această realizare ar însemna un consum de carburant redus cu 1,5-2 litri/100 km. Odată cu economia de carburant se reduc şi noxele. S-a calculat că la o scădere a greutăţii maşinii cu 25% se poate obţine şi o reducere cu 12,5% a emisiilor poluante.
Pe măsură ce proiectanţii şi cercetătorii vor îmbunătăţi comportarea aliajelor din aluminiu la oboseală, la şocuri termice şi mecanice şi vor realiza noi tehnologii de turnare şi de prelucrare a acestor piese, tot mai mulţi fabricanţi vor trece la realizarea carcaselor automobilelor din aluminiu. Viitoarele automobile vor îngloba în ele, de la an la an, tot mai mult aluminiu şi tot mai puţin fier.
