Композитные материалы проникли практически в каждый уголок современного спорт- или супер-кара. Мы имеем карбоновый монокок, карбон-керамические тормоза и усиленные углеволокном кузовные панели. Доведя этот подход до предела, конструкторы Формулы-1 уже давно используют формованные из углеродного волокна детали подвески, крыльев и корпуса трансмиссии. Даже рулевые «колеса» болидов F1 изготавливаются сегодня из этого легкого и жесткого материала, чтобы сэкономить пару тройку граммов. По иронии судьбы, самая тяжелая деталь практически каждого автомобиля – это блок двигателя. И этот элемент является одним из последних, ожидающих перехода от металла к композитным материалам.
И тут в дело вступает инженер из Флориды Мэтти Хольтцберг (Matthew «Matti» Holtzberg). Последние четыре десятилетия он работал над созданием сверхлегкого пластикового двигателя с достаточной надежностью, чтобы заменить блоки цилиндров из чугуна или алюминия. Благодаря стратегическому использованию вставок, выдерживающих тепло и концентрированные нагрузки, он создает композитные блоки двигателей, которые, возможно, с течением времени, смогут отправить литой металл туда же, куда отправился кнут для лошади.
Около сорока лет назад Мэтти Хольтцберг узнал о существовании нового вида пластика, настолько прочного, что его можно использовать внутри двигателя. Это открытие определило ход его жизни, и вскоре он получил образец разработанного во Франции полимера, чтобы испытать его. Сначала, в 1969 году, был создан прототип в виде поршня, и опробован в двигателе Austin Mini друга. Верите или нет, но поршень проработал почти 20 минут, прежде чем развалиться на части...! Однако Хольтцберга это не остановило, и он приступил к разработке, а затем к производству и продаже пластиковых шатунов и поршней, оснащенных алюминиевыми термостойкими коронками, чтобы обеспечить гонщикам возможность расширить диапазон оборотов с помощью самого легкого из доступных материалов.
В 1972 году необычными изысканиями американского инженера заинтересовалась нефтехимическая компания AMOCO, при поддержке которой Хольтцберг основал компанию Polimotor Research - сокращение от Polymer Motor (Полимерный Двигатель), которая занялась конструированием первого пластикового двигателя. Основным материалом для блока цилиндров стал так называемый Torlon - полимер, обладающий исключительной сопротивляемостью к механическому, химическому и термическому воздействию. В основу конструкции должен был лечь проверенный четырехцилиндровый двигатель Ford Pinto SOHC объемом в 2,3 литра, который в стандартном виде весил почти 190 килограмм. Вместо использования чугунного блока и головки с одним верхним распредвалом в конструкции был применен армированный пластик для стенок блока, юбок поршней, шатунов, масляного поддона и части головки цилиндров. Втулки отверстий, "коронки" поршней и гильзы камер сгорания оставались чугунными или алюминиевыми. Коленчатый и распределительный вал перекочевали на инновационный пластиковый мотор непосредственно со стандартного фордовского агрегата. В результате двигатель весил около 90 килограмм – вдвое меньше оригинала! И при этом мог раскручиваться почти до 9000 оборотов, развивая колоссальную в сравнении с исходной мощность – около 300 лошадиных сил.
Но и на этом Хольтцберг не остановился. В 1985 году он решил испытать двигатель наилучшим образом, и отправился на гонки, в частности на чемпионат IMSA Camel GT. По-прежнему поддерживаемый компанией AMOCO, он разработал еще одну версию двигателя, на этот раз с использованием конструкции силовой установки Ford Cosworth DOHC с 16 клапанами. Он купил гоночную машину Lola T-616, и оснастил её новым двигателем, на этот раз весившим всего 73 кг, и к тому же обладавшим мощностью толи в 420 толи в 450 лошадиных сил. Двухлитровый агрегат с двумя верхними распредвалами, получивший имя Polimotor 1 DOHC, был предназначен не для установки каких-то рекордов, но для доказательства жизнеспособности самой концепции, и на самом деле, он неплохо справился. Белая Lola Хольтцберга с рекламой AMOCO и TORLON на кузове заняла два третьих места в течение сезона 1984 и 1985 годов всего с одной поломкой из-за отказа пластикового двигателя.
В ответ на растущий спрос на более легкие и экономичные автомобили, Хольтцберг вывел свою техническую экспертизу на новый уровень и создал Polimotor 2, используя при производстве блока цилиндров новейшие полимерные материалы, армированные волокном. Полимерный блок силовой установки Polimotor 2, масляный поддон и некоторые прочие конструкционные элементы были отлиты с использованием армированного волокном термореактивного формовочного компаунда и уникального процесса формовки, разработанного самим Хольтцбергом. На момент появления в 2010 году блок Polimotor 2 весил на 6 кг меньше, чем новейший алюминиевый блок Ecoboost 2.0 от Ford.
В начале 2020 года было объявлено, что первый в мире пластиковый двигатель вскоре превратится в первый в мире двигатель, напечатанный на 3D принтере, использующий как 3D-печатные полимерные детали, так и 3D-печатные металлические детали. Компания Polimotor Research, сотрудничавшая на тот момент с бельгийской химической фирмой Solvay S.A., работала в этом направлении полным ходом и обещала показать свою новейшую разработку в 2021, на гонке Pikes Peak Hill Climb… однако время обещанного дебюта давно прошло, но никаких новостей о суперлегких напечатанных на принтере композитных моторах с тех пор так и не появилось.