Все, что вы когда-либо хотели узнать об алюминии.

Алюминий везде, где требуется либо легкая конструкция, либо высокая теплопроводность и электропроводность. Типичный спортивный мотоцикл имеет алюминиевый блок цилиндров, головку и картера, а также сварное алюминиевое шасси и маятник. Внутри двигателя решающее применение алюминия - его поршни, которые благодаря высокому тепловому излучению способны выдерживать воздействие температур горения намного выше их температуры плавления. Колеса, охлаждающие и масляные радиаторы, ручные рычаги и их кронштейны, верхние и (часто) нижние вилочные кронштейны, верхние вилочные трубы (в вилках USD), тормозные суппорты и главные цилиндры также алюминиевые.

Мы все восхищались алюминиевым шасси, чьи сварные швы напоминают легендарную упакованную стопку покерных фишек. Некоторые из этих шасси и качелей, такие как двухдисковые 250 гонщиков Aprilia, являются изящными произведениями искусства.

Алюминий можно легировать и подвергать термообработке до прочности, превышающей прочность мягкой стали (растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм), однако большинство сплавов быстро и легко. Алюминий также можно отливать, ковать или выдавливать (как это делают некоторые боковые балки шасси). Высокая теплопроводность алюминия приводит к тому, что его сварка требует большой силы тока, а горячий металл должен быть защищен от атмосферного кислорода защитой от инертного газа (TIG или гели-дугой).
Хотя алюминий требует большого количества электроэнергии, чтобы выиграть от своей бокситовой руды, как только она существует в металлической форме, она мало что может переработать и не потеряна для ржавления, поскольку сталь может быть.

Ранние производители мотоциклетных двигателей быстро приняли новый металл для картера, который в противном случае должен был быть из чугуна весом почти в три раза больше. Чистый алюминий очень мягкий - я помню гнев моей матери на использование моим папой своего 1,100-сплавного двойного бойлера в качестве импровизированной ловушки BB: его дно стало массой ямочек.

Вскоре была обнаружена повышенная прочность простого сплава с медью, и именно такой сплав был автопилоном W.O. Бентли использовал в своих экспериментальных алюминиевых поршнях перед Первой мировой войной. При параллельном тестировании против чугунных поршней, тогда доминирующих, алюминиевые поршни Bentley с первой попыткой сразу увеличивали мощность. Они бежали кулером, меньше нагревали входящую смесь топливно-воздушных потоков и сохраняли большую плотность. Сегодня алюминиевые поршни универсально используются в автомобильных и мотоциклетных двигателях.

До прихода самолёта Boeing на углепластик 787 авиалайнера, это был базовый факт авиации, что почти каждый пустой вес самолета составлял 60 процентов алюминия. Рассматривая относительные веса и прочность алюминия и стали, это сначала кажется странным. Да, алюминий весит всего на 35 процентов больше, чем сталь, объем по объему, но высокопрочные стали по крайней мере в три раза прочнее алюминиевых сплавов высокой прочности. Почему бы не построить самолеты из тонкой стали?

Это сводилось к устойчивости к выпучиванию эквивалентных конструкций из алюминия и стали. Если мы начнем с алюминиевых и стальных труб одинакового веса на ногу, и мы уменьшим толщину стенки, стальная трубка застегивается сначала, потому что ее материал, составляющий лишь одну треть толщиной алюминия, обладает гораздо меньшей способностью к самоблокировке.
В 1970-е годы я работал с фреймворком Фрэнком Камильери. Когда я спросил его, почему мы не использовали стальную трубу большего диаметра более тонкой стены, чтобы сделать более легкие, более жесткие рамки, он сказал: «Когда вы это сделаете, вы обнаружите, что вам нужно добавить кучу материала, например, держите их от взлома, так что экономия веса исчезает ». Кавасаки впервые применил алюминиевые качели на своих фабричных велосипедах MX в начале 1970-х годов; другие последовали этому примеру. Затем в 1980 году Yamaha поставил Кенни Робертса на 500 двухтактных мотоциклах GP, чья рамка была изготовлена ​​из алюминиевой трубки с квадратным сечением. Было много проектных экспериментов, но в конечном итоге, используя идеи испанского инженера Антонио Кобаса, кадры Yamaha по дорожным гонкам GP превратились в знакомые большие двойные алюминиевые балки сегодня.

Конечно, есть успешные шасси других типов - стальная трубка Ducati «решетка» для одного, а также «углеродно-волокнистая шасси» Джона Бриттена в начале 1990-х годов. Но теперь шасси с двумя алюминиевыми балками стали доминирующими. Я уверен, что пригодное шасси можно было бы изготовить из формованной фанеры, если бы оно имело прочные точки крепления и обычную доказанную геометрию.

Другое существенное различие между сталью и алюминием состоит в том, что сталь имеет так называемый предел усталости: уровень рабочего напряжения, ниже которого время жизни детали практически бесконечно. Большинство алюминиевых сплавов не имеют предела усталости, поэтому алюминиевые планеры «ожидают» для запланированного использования часов. Ниже этого предела сталь прощает нам наши посягательства, но алюминий помнит все оскорбления в виде невидимого внутреннего утомления.

Красивое шасси GP 1990-х годов никогда не могло быть основой для массового производства. Эти шасси состояли из кусков, сваренных вместе из обработанных, прессованных и литых алюминиевых элементов. Это не только комплекс, но и требует, чтобы все три сплава были взаимно свариваемыми. Сварка стоит денег и времени, даже если они выполняются производственными роботами.

Технология, которая сделала сегодняшние легкие четырехтактные двигатели и литые шасси возможными, - это технологии с низкой турбулентностью плесени, которые не захватывают пленки оксида алюминия, которые мгновенно образуются на расплавленном алюминии. Такие пленки образуют зоны слабости в металле, которые в прошлом требовали отливки намного толще для достижения достаточной прочности. Литые детали из этих новых процессов могут быть довольно сложными, но сегодняшнее алюминиевое шасси может быть собрано со счётами, счетными с одной стороны. По оценкам, новые методы литья экономят 30 или более фунтов веса в производстве мотоциклов. Алюминий, наряду с широким разнообразием сталей, является основной рабочей лошадкой человеческой цивилизации, но это больше, чем для современных мотоциклов. Это мясо велосипеда, настолько вездесущее, что мы едва видим его или не признаем, сколько из производительности машины мы ему обязаны.