Aluminium znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagana jest lekka konstrukcja lub wysoka przewodność cieplna i elektryczna. Typowy motocykl sportowy ma aluminiowy blok cylindrów, głowicę i skrzynie korbowe, a także spawane aluminiowe podwozie i wahacz. Najważniejszym zastosowaniem aluminium w silniku są tłoki, które dzięki tak dobremu przewodzeniu ciepła są w stanie przetrwać działanie temperatur spalania znacznie przekraczających ich temperaturę topnienia. Koła, chłodnice płynu chłodzącego i oleju, dźwignie ręczne i ich wsporniki, górne i (często) dolne korony widelca, górne rurki widelca (w widelcach USD), zaciski hamulcowe i główne cylindry również są aluminiowe.

Wszyscy z podziwem patrzyliśmy na aluminiową obudowę, której spoiny przypominają legendarny stos żetonów do pokera. Niektóre z tych podwozi i wahaczy, na przykład dwusuwowe wyścigowe 250 Aprilii, to pełne wdzięku dzieła sztuki.

Aluminium może być stopowane i poddawane obróbce cieplnej do wytrzymałości większej niż stal miękka (wytrzymałość na rozciąganie 60 000 psi), jednak większość stopów można obrabiać szybko i łatwo. Aluminium może być również odlewane, kute lub wytłaczane (tak powstają niektóre belki boczne podwozia). Wysoka przewodność cieplna aluminium sprawia, że ​​jego spawanie wymaga dużego natężenia prądu, a gorący metal należy chronić przed tlenem atmosferycznym za pomocą osłony gazu obojętnego (TIG lub łuk heliokrystaliczny).

Chociaż aluminium wymaga dużych ilości energii elektrycznej do uzyskania rudy boksytu, gdy istnieje w postaci metalicznej, jego recykling kosztuje niewiele i nie ulega rdzewieniu, jak to może być w przypadku stali.

Pierwsi twórcy silników motocyklowych szybko przyjęli nowy metal do skrzyń korbowych, który w przeciwnym razie musiałby być wykonany z żeliwa o wadze prawie trzykrotnie większej. Czyste aluminium jest bardzo miękkie — pamiętam złość mojej matki, gdy mój tata użył jej podwójnego bojlera wykonanego ze 1100 stopów jako improwizowanej pułapki na kulki: na jego dnie pojawiła się masa wgłębień.

Wkrótce odkryto zwiększoną wytrzymałość prostego stopu z miedzią i właśnie takiego stopu użył pionier motoryzacji WO Bentley w swoich eksperymentalnych aluminiowych tłokach sprzed I wojny światowej. W testach porównawczych z dominującymi wówczas żeliwnymi tłokami, zastosowane po raz pierwszy aluminiowe tłoki firmy Bentley natychmiast zwiększyły moc. Działały chłodniej, mniej podgrzewały napływającą mieszankę paliwowo-powietrzną i zachowywały większą gęstość. Obecnie tłoki aluminiowe są powszechnie stosowane w silnikach samochodowych i motocyklowych.

Do czasu pojawienia się samolotu pasażerskiego Boeing 787 z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym podstawowym faktem w lotnictwie było to, że masa własna prawie każdego samolotu składała się w 60% z aluminium. Patrząc na względną masę i wytrzymałość aluminium i stali, na pierwszy rzut oka wydaje się to dziwne. Tak, aluminium waży tylko 35 procent więcej niż stal, biorąc pod uwagę objętość, ale stale o wysokiej wytrzymałości są co najmniej trzy razy mocniejsze niż aluminium o wysokiej wytrzymałości. Dlaczego nie budować samolotów z cienkiej stali?

Sprowadziło się to do wytrzymałości na wyboczenie równoważnych konstrukcji z aluminium i stali. Jeśli zaczniemy od rur aluminiowych i stalowych o tej samej wadze na stopę i zmniejszymy grubość ścianki, rura stalowa wygnie się jako pierwsza, ponieważ jej materiał, będący tylko jedną trzecią grubości aluminium, ma znacznie mniejszą zdolność samousztywniania.

W latach 70. współpracowałem z konstruktorem ram Frankiem Camillieri. Kiedy zapytałem go, dlaczego nie zastosowaliśmy rur stalowych o większej średnicy i cieńszych ściankach, aby stworzyć lżejsze i sztywniejsze ramy, odpowiedział: „Kiedy to robisz, okazuje się, że musisz dodać trochę materiału na takie rzeczy, jak mocowania silnika do chroń je przed pękaniem, dzięki czemu zniknie oszczędność masy.

Kawasaki po raz pierwszy zastosowało aluminiowe wahacze w swoich fabrycznych motocyklach MX na początku lat 70-tych; pozostali poszli w ich ślady. Następnie w 1980 roku Yamaha umieściła Kenny'ego Robertsa na dwusuwowym rowerze GP 500, którego rama została wykonana z wytłaczanej rury aluminiowej o przekroju kwadratowym. Konieczne było wiele eksperymentów projektowych, ale ostatecznie, korzystając z pomysłów hiszpańskiego inżyniera Antonio Cobasa, wyścigowe ramy Yamaha GP przekształciły się w znane dziś duże, podwójne aluminiowe belki.

Z pewnością istnieją udane podwozia innych typów – na przykład „krata” z rur stalowych Ducati i podwozie z włókna węglowego „skóra i kości” Johna Brittena z początku lat 90. Jednak dziś dominuje podwozie z podwójnymi belkami aluminiowymi. Jestem pewien, że wykonalne podwozie mogłoby zostać wykonane z formowanej sklejki, pod warunkiem, że miałoby trwałe punkty mocowania i typową sprawdzoną geometrię.

Inną znaczącą różnicą między stalą a aluminium jest to, że stal ma tak zwaną granicę zmęczenia: poziom naprężenia roboczego, poniżej którego żywotność części jest w zasadzie nieskończona. Większość stopów aluminium nie ma limitu zmęczenia, dlatego też aluminiowe płatowce są „żywotne” przez planowaną liczbę godzin użytkowania. Poniżej tej granicy stal wybacza nam nasze przewinienia, natomiast aluminium pamięta wszelkie zniewagi w postaci niewidocznych wewnętrznych uszkodzeń zmęczeniowych.

Piękne podwozie GP z lat 90-tych nigdy nie mogło być podstawą do masowej produkcji. Podwozia te składały się z elementów zespawanych ze sobą z elementów obrobionych maszynowo, prasowanych i odlewanych z aluminium. Jest to nie tylko skomplikowane, ale wymaga, aby wszystkie trzy stopy były wzajemnie spawalne. Spawanie kosztuje i kosztuje, nawet jeśli jest wykonywane przez roboty produkcyjne.

Technologia, która umożliwiła produkcję współczesnych lekkich czterosuwowych silników i odlewanych podwozi, to metody napełniania form przy niskich turbulencjach, które nie powodują porywania warstw tlenku glinu, które natychmiast tworzą się na roztopionym aluminium. Takie folie tworzą strefy osłabienia metalu, co w przeszłości wymagało znacznie grubszych odlewów, aby uzyskać odpowiednią wytrzymałość. Odlewane części powstające w wyniku tych nowych procesów mogą być dość złożone, a mimo to dzisiejsze aluminiowe podwozia można składać za pomocą spawów, które można policzyć jedną ręką. Szacuje się, że nowe metody odlewania pozwalają zaoszczędzić 30 lub więcej funtów masy motocykli produkowanych seryjnie.

Wraz z szeroką gamą stali aluminium jest podstawowym koniem pociągowym ludzkiej cywilizacji, ale w przypadku nowoczesnych motocykli to coś więcej. To podstawa roweru, tak wszechobecna, że ​​ledwo ją zauważamy i nie zdajemy sobie sprawy, jak dużą część wydajności maszyny zawdzięczamy jej.