General Motors испытала алюминиевый сплав для ДВС на 350 °C
General Motors и Окриджская национальная лаборатория США завершили испытания алюминиевых сплавов для двигателей внутреннего сгорания, рассчитанных на работу при температурах до 350 °C. Материалы проверили на перспективном моторе семейства LMHE, где блок цилиндров, головку и поршни выполнили из новых составов. По данным разработчиков, это позволило снизить массу двигателя примерно на 15% и улучшить топливную экономичность более чем на 10% по сравнению с конструкциями из чугуна и стандартных алюминиевых сплавов.
Для автопрома задача не новая: алюминий помогает выиграть в массе, а значит и в расходе топлива, но у тяжёлых пикапов и коммерческих машин требования другие. Под высокой нагрузкой и при длительном нагреве свыше 200 °C обычные алюминиевые сплавы теряют прочность, поэтому в таких моторах производители часто сохраняют чугунные блоки или используют более тяжёлые промежуточные решения вроде вермикулярного графитистого чугуна.
В проекте GM и ORNL применили два материала. Сплав ACMZ, в состав которого входят алюминий, медь, марганец и цирконий, предназначен для литых деталей и сохраняет прочность при 350 °C. Из него изготовили блок цилиндров и головку. Второй материал, DuAlumin3D, рассчитан на 3D-печать. Его использовали для поршней, где критична не только термостойкость, но и стойкость к циклическим нагрузкам.
Отдельный результат связан не только с самим сплавом, но и со сроками разработки. Обычно путь от лабораторной формулы до автомобильного применения занимает 10-15 лет. В этом проекте цикл сократили до 2-4 лет за счёт компьютерного моделирования, методов машинного обучения и ускоренных испытаний. Разработку также отметили премией R&D 100 Award.
У крупных автоконцернов интерес к таким материалам сохраняется, несмотря на электрификацию. В США пикапы и коммерческие модели остаются одним из самых маржинальных сегментов для GM, Ford и Stellantis, а их базовые версии ещё долго будут опираться на ДВС или гибридные схемы. Если новый сплав подтвердит ресурс в серийной эксплуатации и не выйдет за пределы приемлемой себестоимости, он может перейти сначала в тяжёлые бензиновые моторы, а затем и в другие силовые агрегаты, где каждый процент экономии топлива быстро превращается в деньги для корпоративных парков.
