汽車輕量化 我國應加快塑料進氣歧管發展步伐

2022-12-20 19:24:05 字數 1492 閱讀 7949

汽車輕量化是****發展方向之一,也是乙個汽車廠和國家技術進步和先進程度的重要標誌。為節能降耗、提高車速、改進外觀和舒適性、降低成本,汽車廠越來越多地選用塑料替代金屬。塑料發動機進氣歧管(airintakemanifold,aim)是近年來開發成功的塑料部件範例,也是各國競相開發的熱門塑料汽車部件。

塑料進氣歧管不僅質輕,而且由於內壁光滑,可改進氣體流動性,提高氣體流量,進氣效率高,隔熱效果好,因而能提高發動機效能和燃料利用率。

塑料進氣歧管誕生於2023年,後來開發成功去芯成型法,進氣歧管塑料化程序加快。但該法工序多、有汙染、成本高,生產效率低,已逐漸被振動摩擦焊接法所取代。歐美塑料進氣歧管研究和開發應用均領先於日本,歐洲塑料進氣歧管佔進氣歧管的市場份額在2023年就達60%,北美和日本相對較低,但增速快,預計2023年歐洲塑料進氣歧管市場占有率將提高到85%,日本和美國將達60%~70%左右。

汽車發動機室部件對材料效能要求較高,需要耐-40~150℃範圍溫度反覆變化的耐熱性、耐熱老化、耐燃油、耐各種潤滑油、耐化學性、耐落錘衝擊性、較好的振動和音訊衰減性以及對振動和外力有優良的耐久性,因此尼龍成為首選材料。basf、宇部興產等公司開發了進氣歧管專用尼龍牌號;德國寶馬公司bmw735i和745i新系列轎車進氣歧管則選用熱固性酚醛樹脂為原料;俄羅斯最大的汽車廠則採用了陶氏化學公司的35%玻纖增強間規聚苯乙烯(sps)和尼龍(pa)共混物,使進氣歧管減重50%,成本降低30%。部件一體化是降低成本和質量的重要因素。

塑料進氣歧管的進展不僅有賴於新材料的開發,而且新的加工方式也至關重要,其焊接方法也帶動和促進相應材料的開發。半結晶型聚合物聚鄰苯二醯胺(polyphthala-mide)這是十分引人注目的進氣歧管新材料,還是一種效能介於通用工程塑料和

特種工程塑料間但價效比較高的樹脂。比利時solvay高效能聚合物公司推出的35%玻纖增強牌號amodela-6135hsl已被用於製備名叫lsx的進氣歧管,替代現有的標準尼龍進氣歧管,2023年已有三家公司新型轎車採用了lsx。據稱lsx進氣歧管比現有標準尼龍進氣歧管輕25%左右,而且能使常用360馬力的發動機功率提高20馬力,高溫和高濕下拉伸強度比尼龍66高很多,具有更好的剛性和優異的耐拉伸蠕變性,因而降低進氣歧管墊圈處空氣洩漏。

這種新型樹脂的耐化學性也明顯優於尼龍,包括耐冷卻劑、燃油、潤滑油、油脂和其他汽車上流體,不僅質輕和耐高溫,而且在效能上超過尼龍進氣歧管。

新開發的雷射焊接法比振動焊接法成型條件溫和,製品焊接***,殘餘應力小,可以焊接異形曲面,生產效率高,而且可以製取結構和形狀更複雜的進氣歧管,因此許多廠家投入相當大精力開發用於進氣歧管的雷射焊接尼龍牌號。德國拜耳公司推出三個可雷射焊接黑色玻纖增強尼龍6牌號;而美國杜邦公司開發出雷射焊接尼龍66配混料;德國basf公司雷射焊接尼龍6牌號ultramidb3glt的雷射透過率高達72%,因而可縮短焊接時間,製備形狀複雜的進氣歧管。

塑料進氣歧管具有質輕,成本低和設計自由度大三大優點,替代金屬進氣歧管是必然趨勢,在汽車上應用份額逐步擴大,現已佔據主導地位,並將繼續提高市場占有率。歐美等工業發達國家在這一領域已取得了成功,塑料原料廠、進氣歧管加工廠和終端使用者汽車廠三方共同合作不斷開發出新塑料品種和加工方法。

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