На состоявшемся Североамериканском Международном Автосалоне в Детройте (Мичиган, США) легендарный Боб Лутц из компании General Motors говорил о развивающихся тенденциях в области автомобильных технологий и ответил на вопросы, относящиеся к этой теме.

Роберт А. Лутц, Вице-президент по разработке продукции, и Председатель General Motors по Северной Америке

– Как бы вы определили взаимосвязи между технологиями, применяемыми в автомобильной и электронной промышленности?
– В целом, прежде всего, осуществляется постоянная разработка электронных устройств, которую подстегивает рынок. В автомобильной промышленности идет постоянная замена механических систем электронными. Развитие микроконтроллерной и сенсорной технологий позволяет изготовителям комплектующих создавать комплексные системы, которые способны обеспечивать уровни управления и обеспечения безопасности транспортного средства, о каких еще десять лет назад мы и не слышали. В результате индустрия электронных устройств для автомобильной промышленности растет опережающими темпами по сравнению с ростом самой автомобильной промышленности. Прогнозируется расширение общемирового рынка электронных устройств для производителей комплектующего оборудования автомобильной отрасли (включая и автомобильные устройства для развлечения) с 27,6 млрд. долл. в 2006 г. до 44,8 млрд. долл. в 2015 г. (совокупные темпы годового роста 5,5%). Считается, что трансмиссия будет крупнейшим сектором применения автомобильных электронных устройств на протяжении этого периода до 2015 г., но предполагается, что наибольшие темпы роста будут достигнуты в области повышения комфорта вождения. В Северной Америке два крупнейших направления развития автомобильных электронных устройств, беспроводная связь и развлечения внутри автомобиля, сейчас сливаются для того, чтобы превратить транспортные средства в информационно-развлекательные центры.

– Какие виды продукции сформируются в будущем на основе этого информационно-развлекательного направления автомобильных электронных устройств?
– Планируется, что в Северной Америке спрос на детали к системам для развлечения со стороны производителей легких транспортных средств и послепродажного обслуживания будет увеличиваться с годовым уровнем в 6,3%, и достигнет к 2008 г. 9,6 млрд. долл. К числу последних новинок относится плоская спутниковая антенна от компании Delphi Corp, которая способна принимать более 100 каналов в то время, как автомобиль находится в движении (рис. 1).

Рис. 1. Послепродажная спутниковая антенна TracVision 5.

Производители автомобилей встраивают в верхнюю обшивку крыши, или в заднюю часть подголовника съемные плоские дисплеи портативных компьютеров, совместимых с WiFi/Bluetoothrhead (Visteon dockable family entertainment). Последней новинкой является автомобильная информационная система, которая разрабатывается компанией Microsoft. Система 'T Box', которая в настоящий момент официально известна как 'Windows Mobile for Automotive', включает в себя GPS (глобальную систему определения местоположения), управление музыкальным устройством, электронный справочник «Желтые страницы» и устройства доступа к диагностике автомобиля. Предполагается, что автомобильные компьютеры будут продаваться на сумму до 6 млрд. долл. к 2010 г.

– Распространяется ли слияние технологий на отрасли, занимающиеся производством структурных компонентов автомобиля?
– Здесь одним из примеров являются легкие полностью выполненные из пластмассы электромеханические регуляторы для окон. Особое внимание было обращено целым рядом производителей креплений на дверные модули на недавней IAA (Международной Автомобильной Выставке) во Франкфурте, Германия. Компания Johnson Controls, один из крупнейших в мире поставщиков внутренних автомобильных компонентов, продемонстрировала концепт дверного модуля, который позволяет непосредственно интегрировать компоненты в готовую к установке и легко снимаемую дверную панель.

– Каковы преимущества, предоставляемые слиянием технологий, с точки зрения промышленности и с точки зрения потребителя?
– По мере того, как все больше электроники и электронных устройств встраивается в дверные панели автомобилей, одним из путей снижения массы дверного модуля является новый полностью изготовленный из пластмассы регулятор окна от компании Dura Automotive Systems, Inc (рис. 2). Новый регулятор, изготовленный из легкого патентованного высокопрочного нейлонового материала, представляет собой пример радикально отличающегося от традиционного подхода к проектированию подъемных устройств для стекол, который используется в настоящее время для большинства автомобилей. Система, которая представлена на рынок DURA под торговой маркой RackLift, изготовлена, в первую очередь, на основе произведенных литьевым формованием из 30% стеклонаполненного нейлона 6/6 компонентов для решетчатой надставки, корпуса и шестерен; система состоит из 13 деталей и двух креплений. Традиционно функционирующие стеклоподъемные системы, изготавливаемые на основе стальной сборки, обычно состоят из примерно 21 детали с пятью креплениями.

Рис. 2. Регулятор автомата подъема стекла от DURA Automotive.

В результате происходит  снижение затрат на 15%, в основном, за счет объединения и исключения деталей. Racklift также исключает возможность нежелательного и потенциально опасного воздействия горизонтальных боковых сил, а также потребность в слишком мощных энергозатратных двигателях, которые преобладают в современных оконных системах автомобилей. Вся система приводится в действие одной полимерной червячной шестерней. Потребление энергии снижено на 51-69%, а таже данное устройство, произведенное из стеклонаполненного нейлона, полностью пригодно для рециклинга. По сравнению с традиционными стальными конструкциями, система RackLift на 25% легче, что позволяет сэкономить от 2,2 до 5,2 кг на четырехдверное транспортное средство. При годовом производстве данных устройств, составляющем примерно 50 млн. в США и 156 млн. в других странах, технология обладает потенциалом серьезной экономии для производителей автомобилей по всему миру. Для потребителя электромеханический подъемный механизм означает более тихое функционирование, самосмазывающиеся шестерни обеспечивают более надежную эксплуатацию с уменьшением износа и без смазки.
DURA Automotive получила лицензию на технологию от компании Mertech Intellectual Properties. В соответствии с подписанным соглашением DURA обладает эксклюзивными правами на производство и реализацию на рынке легких регуляторов стекол для таких компаний, как: GM, Ford, Volkswagen, Daimler-Chrysler и Nissan. Компания Mertech обладает мировыми правами на патентованную новую технологию, изобретенную материаловедом доктором Полем Фенелоном.

– В каких еще областях производства автомобильной продукции, по Вашему мнению, имеются большие возможности для использования пластмасс?
– Пластмассы быстро проникают в сферу производства «подкапотных» электронных устройств. Независимо от того, работает ли автомобиль на дизельном топливе или на обычном бензине, сейчас существует больше, чем когда бы то ни было «начинки», такой как пластмассовые электрические контакты, которая внедряется в отсек двигателя. Так, например, в новейшем Chevrolet Malibu, существует примерно 2500 контактов, расположенных под капотом, и, учитывая то, что место сейчас в большей степени ограничено, чем когда бы то ни было, многие из этих контактов приходится монтировать ближе к двигателю. Это делает термостойкость и устойчивость к воздействию химических веществ чрезвычайно важными свойствами. Кроме того, максимальные температуры эксплуатации для используемых в отсеке двигателя пластмассовых деталей автомобиля в последние годы возросли с эксплуатационного диапазона 200-210ºC до температур, приближающихся к 300ºC.
Другие факторы также вносят свой вклад в дело создания агрессивной рабочей среды для термопластов, используемых в электронных устройствах для двигателей автомобилей. Так, например, тенденции проектирования автомобилей требуют, чтобы модули управления располагались как можно ближе к сенсорам или приводам для того, чтобы максимально уменьшить количество используемых кабелей и их длину. Это означает, например, что масляные датчики модуля управления располагаются как можно ближе к горячим компонентам двигателя.
На выбор материала влияет фактор близости расположения электроники и датчиков к источникам тепла. На это обращают внимание поставщики смолы. Независимо от того, заключены ли они в жесткий корпус или же защищены покрытиями проводов и кабелей, электронные устройства чувствительны к повышенным температурам. Делаются отчаянные попытки защитить их, особенно в Европе, где более маленькие двигатели подвержены большему теплообразованию. По этой причине, Tefzel, политетрафторэтилен (PTFE) компании Dupont, применяется для изготовления покрытий проводов и кабелей некоторыми европейскими производителями автомобилей. Сообщается также, что Delphi (Мичиган, США) планирует заменить все свои материалы для покрытия проводов к 2010 г.

Рис. 3. Жароупорный и устойчивый к воздействию химических веществ датчик пониженного уровня охлаждающей жидкости.

Компания BASF разработала для корпусов своих автомобильных электронных устройств Ultramid A3WG6 LS – полиамид, который дает нужное сочетание термостойкости и устойчивости к воздействию химических веществ, для того, чтобы защитить электронные устройства при повышенной температуре. Компания предполагает использовать разработанные материалы на обрабатывающих установках, которые формуют корпуса, используемые для защиты таких электронных модулей управления, располагающихся в отсеке двигателя. Недавно компания Siemens VDO Automotive AG (Германия) при изготовлении корпуса автомобильного устройства для автомобиля Vectra (GM Opel) формовала корпуса датчиков уровня масла, заменив 40% стеклонаполненный армированный полифениленсульфид (PPS) на Stanyl PA46 от компании DSM Engineering Plastics (Нидерланды). В другом случае, Zytel используется в формованной сменной детали для автоматической коробки передач 7G-Tronic от компании DaimlerChrysler. Сложная деталь, несущая интегрированную систему управления, сохраняет свои жизненно важные свойства при погружении в трансмиссионное масло при температуре, доходящей до 140ºC.

Дон Росато, http://www.omnexus.com