Виды автомобильных пластиков

В состав совре­мен­ных авто­мо­би­лей вхо­дит око­ло 120 кило­грамм дета­лей, сде­лан­ных из раз­лич­ных видов пластика.

Тер­мин пла­сти­ки (пласт­мас­сы) опи­сы­ва­ет груп­пу хими­че­ских соеди­не­ний назы­ва­е­мых поли­ме­ра­ми. Пла­стик полу­ча­ет­ся нагре­ва­ни­ем угле­во­до­ро­дов. Исполь­зу­ет­ся ката­ли­за­тор, что­бы раз­бить боль­шие моле­ку­лы на малень­кие. Этот про­цесс назы­ва­ет­ся крэкинг. Малень­кие моле­ку­лы, такие как эти­лен, про­пи­лен, бутан и дру­гие назы­ва­ют­ся моно­ме­ра­ми. Боль­шин­ство пла­сти­ков сде­ла­но из угле­во­до­ро­дов, взя­тых из при­род­ных иско­па­е­мых (газа, неф­ти и дру­гих). Осу­ществ­ля­ет­ся хими­че­ское соеди­не­ние моно­ме­ров и созда­ние поли­ме­ров. Раз­мер и струк­ту­ра моле­кул поли­ме­ров опре­де­ля­ют свой­ства пластиков.
Суще­ству­ет два базо­вых типа пла­сти­ка, кото­рые при­ме­ня­ют­ся в авто­мо­би­ле­стро­е­нии – тер­мо­пла­сти­ки и тер­мо­ре­ак­тив­ные пла­сти­ки. Тер­мо­пла­сти­ки пла­вят­ся от воз­дей­ствия высо­кой тем­пе­ра­ту­ры, а при осты­ва­нии сно­ва затвердевают.
Тер­мо­ре­ак­тив­ные пла­сти­ки нико­гда не пла­вят­ся и не раз­мяг­ча­ют­ся от тем­пе­ра­ту­ры (не меня­ют форму).

Термопластики

Тер­мо­пла­сти­ки – это назва­ние пла­сти­ков, состо­я­щих из раз­де­лён­ных раз­ветв­лён­ных мак­ро­мо­ле­кул, кото­рые, одна­ко, не свя­за­ны друг с другом.
Из-за сво­их мно­го­чис­лен­ных поло­жи­тель­ных свойств, тер­мо­пла­сти­ки явля­ют­ся наи­бо­лее часто исполь­зу­е­мы­ми пла­сти­ка­ми в авто­мо­биль­ной индустрии.
Тер­мо­пла­сти­ки могут быть рас­плав­ле­ны и исполь­зо­ва­ны сно­ва мно­го раз. Это важ­ный аспект эко­ло­гич­но­сти. Тер­мо­пла­сти­ки явля­ют­ся иде­аль­ным мате­ри­а­лом для пере­ра­бот­ки. Новые дета­ли могут быть сде­ла­ны из старых.

Термореактивные пластики (реактопласты)

При изго­тов­ле­нии изде­лий из тер­мо­ре­ак­тив­ных пла­сти­ков про­ис­хо­дит необ­ра­ти­мая реакция.
Эти пла­сти­ки нель­зя сва­ри­вать, рас­тво­рять или рас­тя­ги­вать, как эластомеры.
Тер­мо­ре­ак­тив­ные мате­ри­а­лы очень проч­ные и стой­кие к высо­кой тем­пе­ра­ту­ре. Они, к при­ме­ру, исполь­зу­ют­ся в под­ка­пот­ном про­стран­стве, рядом с двигателем.

Смеси пластиков (сплавы)

Сме­си (напри­мер, такие как PP + EPDM ) чаще все­го исполь­зу­ют­ся в допол­не­ние к чистым фор­мам. Сме­ши­ва­ют­ся два раз­ных типа пла­сти­ка. При сме­ши­ва­нии двух типов пла­сти­ка, их свой­ства объ­еди­ня­ют­ся, и полу­ча­ет­ся новый тип пла­сти­ка. Этот про­цесс похож на сме­ши­ва­ние метал­лов и полу­че­ние спла­вов с новы­ми свой­ства­ми. Кро­ме того, мно­гие пла­сти­ко­вые дета­ли при изго­тов­ле­нии уси­ли­ва­ют­ся стекловолокном.

Как определить тип пластика?

Опре­де­ле­ние типа пла­сти­ка необ­хо­ди­мо для выбо­ра спо­со­ба ремон­та и видов мате­ри­а­лов, необ­хо­ди­мых для этого.

1. Тип пла­сти­ка мож­но опре­де­лить по бук­вен­но­му обо­зна­че­нию на обрат­ной сто­роне пла­сти­ко­вой дета­ли. Это самый надёж­ный и точ­ный спо­соб. С обрат­ной сто­ро­ны есть несколь­ко латин­ских букв — сокра­ще­ние от назва­ния пла­сти­ка. Ино­гда допол­ни­тель­ные бук­вен­ные и циф­ро­вые обо­зна­че­ния пока­зы­ва­ют нали­чие раз­лич­ных доба­вок к пла­сти­ку. Могут так­же отме­чать­ся допол­ни­тель­ные свой­ства базо­во­го пла­сти­ка (напри­мер HD-High Density, высо­кая плот­ность), а так­же сме­си пла­сти­ков (зна­ком «+» тип пла­сти­ка после него). Ниже в ста­тье будут пере­чис­ле­ны наи­бо­лее часто встре­ча­ю­щи­е­ся сокра­ще­ния и их рас­шиф­ров­ка. Если по каким-то при­чи­нам нет воз­мож­но­сти опре­де­лить тип пла­сти­ка по коду, то мож­но это сде­лать, про­де­лав тест.
2. Тест с водой. Отрежь­те малень­кую полос­ку сни­зу бам­пе­ра. Очи­сти­те её от загряз­не­ний и крас­ки, что­бы полу­чить «голый» пла­стик. Поме­сти­те его в ёмкость с водой. Если пла­стик не тонет, то это PE , PP , PP + EPDM (тер­мо­пла­сти­ки). Из этих пла­сти­ков сде­ла­но 80% бам­пе­ров. 15% — это реак­то­пла­сты ( PUR / TPUR ), кото­рые пото­нут в воде. Осталь­ные 5% — xenoy/polycarbonate. Такой пла­стик мож­но най­ти на неко­то­рых Мер­се­де­сах и ста­рых Фор­дах. Он очень жёст­кий и при погру­же­нии в воду он пото­нет. Сто­ит сде­лать заме­ча­ние, что неко­то­рые сме­си пла­сти­ков могут пото­нуть, хотя явля­ют­ся тер­мо­пла­сти­ка­ми, но в основ­ном этот тест работает.
3. Тест огнём опре­де­ля­ет при­над­леж­ность к тому или дру­го­му типу пла­сти­ка по раз­ме­ру пла­ме­ни, его цве­ту и типу дыма. Вви­ду того, что в состав совре­мен­ных пла­сти­ко­вых дета­лей авто­мо­би­ля вхо­дят раз­лич­ные добав­ки, этот тест не все­гда помо­га­ет опре­де­лить тип пла­сти­ка пра­виль­но, поэто­му мы его рас­смат­ри­вать не будем.

В то вре­мя как несколь­ко видов пла­сти­ка может исполь­зо­вать­ся в машине, три основ­ных типа состав­ля­ют 65% все­го пла­сти­ка, исполь­зу­е­мо­го в авто­мо­би­ле: PP — поли­про­пи­лен (32%), PU / PUR поли­уре­тан (17%) и PVC — поли­ви­нил­хло­рид (16%).
Итак, рас­смот­рим наи­бо­лее часто исполь­зу­е­мые в авто­мо­би­лях типы пластиков.

Типы автомобильных пластиков

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) — термопластик

Твёр­дый, проч­ный и негиб­кий пла­стик. Он име­ет высо­кую проч­ность бла­го­да­ря ком­по­нен­ту бута­ди­е­ну, а твёр­дость и негиб­кость бла­го­да­ря акрилонитрилу.
Этот пла­стик обя­за­тель­но дол­жен быть покрыт защит­ным покры­ти­ем, так как на него раз­ру­ши­тель­но дей­ству­ют уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи.
При­ме­не­ние: Кор­пу­са зер­кал зад­не­го вида, кол­па­ки колёс, авто­мо­биль­ные пане­ли при­бо­ров, ради­а­тор­ные решёт­ки, мол­дин­ги, обрам­ле­ния фар.
Совет по ремон­ту: Опти­маль­ным мето­дом ремон­та явля­ет­ся скле­и­ва­ние спе­ци­аль­ным кле­ем (к при­ме­ру, PlastiFix). Если при­ме­ня­ет­ся сва­ри­ва­ние, то его мож­но допол­нять эпок­сид­ной смо­лой со стек­ло­во­лок­ном (с обрат­ной сто­ро­ны) для повы­ше­ния прочности.

ABS / MAT — реактопласт

Это пла­стик ABS , уси­лен­ный стекловолокном.
При­ме­не­ние: Пла­сти­ко­вые пане­ли кузова.

EPDM (Ethylen-propylene-diene-monomer) — реактопласт

Часто исполь­зу­ет­ся в спла­ве с поли­про­пи­ле­ном ( PP ) для изго­тов­ле­ния бамперов.
При­ме­не­ние: Уда­ро­проч­ные встав­ки бам­пе­ра, бам­пе­ра ( PP + EPDM ).

PA (Polyamide (Nylon)) — термопластик

Уме­рен­но жёст­кий или жёст­кий пла­стик. Хоро­шо шли­фу­ет­ся. Изве­стен как нейлон.
Явля­ет­ся стой­ким к орга­ни­че­ским рас­тво­ри­те­лям. Име­ет высо­кую сопро­тив­ля­е­мость к истиранию.
При­ме­не­ние: Пласт­мас­со­вые внеш­ние дета­ли отдел­ки кузо­ва, деко­ра­тив­ные кол­па­ки колёс, люч­ки бен­зо­ба­ка, ради­а­тор­ные бач­ки, кор­пу­са фар, кор­пус боко­вых зер­кал, пла­сти­ко­вые части двигателя.
Совет по ремон­ту: Нагре­вай­те пла­стик феном перед нача­лом сва­ри­ва­ния. При­са­доч­ный пру­ток дол­жен сме­ши­вать­ся с ремон­ти­ру­е­мым пластиком.

PC (Polycarbonate) — термопластик

У это­го пла­сти­ка высо­кая уда­ро­проч­ность, даже при очень низ­ких температурах.
При­ме­не­ние: Бам­пе­ра, ради­а­тор­ные решёт­ки, при­бор­ная панель, кор­пу­са фар.
Совет по ремон­ту: Перед сва­ри­ва­ние пла­стик луч­ше нагреть феном.

PPO (Polyphenylene oxide) — реактопласт

Име­ет хоро­шую стой­кость к высо­кой тем­пе­ра­ту­ре и высо­кую уда­ро­проч­ность. Ред­ко исполь­зу­ет­ся в чистой фор­ме из-за слож­но­сти тех­но­ло­ги­че­ско­го процесса.
При­ме­не­ние: Хро­ми­ро­ван­ные пла­сти­ко­вые дета­ли, решёт­ки ради­а­то­ра, обрам­ле­ние фар.

PE (Polyethylene) — термопластик

Уме­рен­но эла­стич­ный, обыч­но полу­про­зрач­ный пластик.
Поли­эти­лен име­ет высо­кую уда­ро­проч­ность и хоро­шо выдер­жи­ва­ет воз­дей­ствие кис­лот, спир­тов и нефтепродуктов.
Может быть двух типов – поли­эти­лен низ­кой плот­но­сти ( PE-LD ) и поли­эти­лен высо­кой плот­но­сти ( PE-HD ).
При­ме­не­ние: Под­крыл­ки, обли­цов­ка сало­на, рас­ши­ри­тель­ные бач­ки, бач­ки для «омы­вай­ки», под­крыл­ки, бен­зо­ба­ки (дела­ют­ся из поли­эти­ле­на высо­кой плот­но­сти PE- HD ).
Совет по ремон­ту: Нуж­но пом­нить, что на это этот вид пла­сти­ка име­ет плохую адге­зию к ремонт­ным мате­ри­а­лам и краске.

PP (Polypropylene) — термопластик

Уме­рен­но гиб­кий пла­стик, устой­чи­вый к воз­дей­ствию хими­че­ски актив­ных жид­ко­стей. Инер­тен к уль­тра­фи­о­ле­то­вым лучам. Поли­про­пи­лен име­ет отно­си­тель­но сла­бую ударопрочность.
При­ме­не­ние: бам­пе­ра (обыч­но смесь с EPDM ), изо­ля­ция про­вод­ки, кор­пу­са акку­му­ля­то­ров, под­крыл­ки, уплот­ни­те­ли сало­на, обли­цов­ка сало­на, панель приборов.
Совет по ремон­ту: Перед нане­се­ни­ем грун­тов или лако­кра­соч­ных мате­ри­а­лов тре­бу­ет­ся пред­ва­ри­тель­но при­ме­нять спе­ци­аль­ный грунт для пла­сти­ка для уве­ли­че­ния адгезии.

PU / PUR (Polyurethane) — реак­то­пласт, TPU (thermoplastic polyurethane) — термопластик

Поли­уре­тан очень изно­со­стой­кий, гиб­кий и проч­ный пла­стик. Он может быть изго­тов­лен твёр­дым, как шар для бой­лин­га, а так­же таким мяг­ким, как сти­ра­тель­ный ластик.

Этот пла­стик пред­став­ля­ет собой струк­тур­ную пену, твёр­дость и эла­стич­ность кото­рой может варьи­ро­вать­ся. Эла­стич­ный поли­уре­тан может вос­ста­нав­ли­вать пер­во­на­чаль­ную фор­му даже после дли­тель­но­го физи­че­ско­го воздействия.
При­ме­не­ние: Бам­пе­ра, под­крыл­ки, пла­сти­ко­вые наклад­ки кузо­ва, эле­мен­ты отдел­ки сало­на, пане­ли при­бо­ров, сиде­ния (вспе­нен­ный полиуретан).
Совет по ремон­ту: При сва­ри­ва­нии ( TPU ) не нуж­но нагре­вать и пытать­ся рас­пла­вить ремон­ти­ру­е­мый пла­стик. Рас­плав­лен­ный при­са­доч­ный пру­ток нуж­но поме­щать в зара­нее под­го­тов­лен­ную V‑образную канавку.

PVC (Polyvinyl chloride) — термопластик

Твёр­дый, хоро­шо шли­фу­ет­ся. Это гиб­кий пла­стик, име­ет хоро­шую сопро­тив­ля­е­мость к рас­тво­ри­те­лям. Вини­ло­вая состав­ля­ю­щая даёт хоро­шую проч­ность на раз­рыв, неко­то­рые поли­ви­нил­хло­ри­до­вые пла­сти­ки эластичные.
При­ме­не­ние: Боко­вые мол­дин­ги две­рей, эле­мен­ты обли­цов­ки салона.

Для пол­но­ты обзо­ра пла­сти­ков, при­ве­ду свод­ную таб­ли­цу, име­ю­щую так­же обо­зна­че­ния дру­гих видов пластика.

Устройство автомобильного колеса

Устройство автомобильного колеса:
1 — шина;
2 — обод;
3 — ступица

Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.
В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.

Неразборное колесо с глубоким ободом

Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.
Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.
Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.

Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.
Пример маркировки: 5J × 13H2 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и H2 — конструктивные особенности профиля обода;
ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.

Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса

Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.
Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.

Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.
Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически привлекательнее. Колеса изготавливались и из композитных материалов: например, еще в 70-е гг. фирма Citroёn выпускала армированные углепластиковые колеса, которые весили в два раза меньше металлических. Однако из-за высокой стоимости таких колес они устанавливаются только на дорогих спортивных автомобилях.

Конструкция разборного обода грузового автомобиля:
1 — закраина;
2 — обод;
3 — разрезная часть обода;
М — ширина обода;
D — диаметр обода

Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.

Бездисковое колесо, его общий вид (а) и крепление колеса (б):
1 — секторы колеса;
2 — ступица;
3 — крепление;
4 — шпилька;
5 — гайка

Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья позволяют облегчить эту задачу. Для некоторых шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными кольцами. Такие ободья состоят из двух частей, соединяемых между собой болтами. Такая конструкция надежно удерживает шину на колесе независимо от значения давления воздуха в шине.
Ступицы колес изготавливают из стали или ковкого чугуна. К ним крепятся элементы тормозных механизмов, диски и барабаны. Ступица устанавливается на подшипниках, которые должны воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия от действия боковых сил. В ступицах устанавливают конические роликовые или шариковые радиально-упорные подшипники.
В подшипники колес закладывается смазка, выдерживающая высокие температуры. Для предотвращения вытекания смазки и попадания грязи подшипники уплотняются сальниками.