塑料在汽车中的应用是什么?
塑料在汽车中的应用有发动机罩盖、冷却风扇、汽车水室、散热器格栅等。汽车上的塑料不但降低零部件加工、装配及维修费用,还使汽车更轻量化、节能和环保。汽车中由塑料制成的部件:发动机罩、冷却风扇、汽车水箱、散热器格栅、保险杠、滤清器、轮罩、汽车地毯、后视镜支架、门把手、翼子板、灯支架、方向盘、各种内饰、仪表板。汽车用塑料的分类:尼龙材料,尼龙主要用于汽车发动机及发动机周边零部件,主要品种有GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6等产品。聚酯,在汽车制造领域,PBT广泛用于生产汽车零部件,如保险杠、化油器总成、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器、油门、离合器踏板等。聚甲醛材料,汽车工业是聚甲醛材料最大的潜在市场。聚甲醛具有重量轻、硬度高、耐磨、抗蠕变、耐化学腐蚀等优点。聚碳酸酯材料,由于其优异的耐热性、耐冲击性、刚性和良好的加工流动性,改性PC主要用于汽车零部件如内外饰件、仪表板周围零件、防冻板、门把手、百叶窗、支架、转向柱护套、装饰板、车灯零件等。
随着人们对于汽车的使用、安全、环保等性能要求的不断提高,“汽车塑料化”进程被不断的加速,无疑,这对于车用塑料也提出了更高的要求。
保险杠、仪表板的尺寸进一步增大,这就要求材料具有良好的加工性。另外随着多功能和小型汽车产量的不断增大,在未来的汽车塑料应用中,车用塑料材料仍会以PP、ABS为主导,通过各种改性和复合技术,如共混、共聚、纤维增强等使其高性能化,工程化和功能化,更进一步扩展在汽车中的应用领域,降低汽车的制造成本。通用塑料高性能化,可降低汽车制造成本。PP、ABS因密度小、良好的力学性能和加工性能,且成本低,其通过纤维增强和抗冲改性的品种用于汽车的内饰、仪表板、保险杠、轮罩等部件已被人们广泛接受。
工程塑料具有良好的机械性能、综合力学性能,耐热、耐酸、寿命长、可靠性好,有的还具有良好的自润滑性等特点,是通用塑料无可比的。工程塑料通过共混改性可制备高性能的合金材料,用于制造汽车结构部件和动力部件,可以在满足强度等方面性能要求的同时,还可减少制品的厚度,以减轻制品重量和降低成本。另外还可通过工程塑料的共混改性改善工程塑料的加工性能,以利于制造大型的汽车部件,也可降低成本。
玻璃纤维增强塑料虽可提高塑料的力学强度和耐热性,但存在脆性较大,且加工流动性差,视觉疵点、易翘曲等缺点。因此应用其它高强轻量的纤维增强塑料是今后复合增强材料的一个发展方向。最近宝马、奔驰等公司都已先后研制开发了高强轻量的碳纤维复合材料(CFRP)用于车体板等部件,其刚性比普通钢制部件还高,表面手感舒适。另外用天然纤维,如亚麻、剑麻增强塑料制造车身零件,在汽车行业也已经得到认可。一方面由于天然纤维是环保材料如用亚麻增强PP制作车身底板,材料的拉伸强度比钢要高,刚度不低于玻纤增强材料,制件更易于回收。另一方面植物纤维比玻纤轻40%,可减轻车重,降低油耗。
为了有效合理地利用能源及原材料、降低汽车成本,不同类型汽车部件采用统一的几种材料类型,不仅可以扩大原料的生产规模,降低成本,还更有利于提高材料质量。同时也有利于废旧车的回收处理。由于汽车工业的迅猛发展,随之而来的是废品回收处理的问题,因此目前对汽车的环保性提出了更高的要求。生物塑料具有可降解性,是未来汽车用材料的一大发展方向。丰田汽车公司采用聚乳酸和洋麻的复合材料已研制开发了汽车轮胎罩和车垫,并打算到2015年逐渐将以往丰田汽车中的一些通用塑料部件全部采用生物制件代替,而且首先更换的是汽车内饰件。随着汽车向轻量化、环保化方向的发展,塑料和复合材料研究的进一步深入,纳米技术在生产中的逐步应用,可以预料,在不久的将来,开发并使用全塑料汽车已不是梦想,一个塑料化的汽车工业时代即将到来。
尼龙主要应用于汽车发动机和发动机周边零部件,其主要品种有GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6等产品。
1.在汽车发动机外围零件中的应用:由于发动机外围零件主要是发热和振动零件,所以零件使用的材料大部分是玻璃纤维增强尼龙。这是因为尼龙具有良好的综合性能,用玻璃纤维改性的尼龙的主要性能,如强度、产品精度、尺寸稳定性等都有了很大的提高。此外,尼龙的种类很多,容易回收,相对便宜。这些因素使得尼龙成为发动机外围部件的 理想 材料。进气歧管是改性尼龙材料在汽车领域最典型的应用。1990年,德国 宝马 汽车公司首次将玻璃纤维增强尼龙制成的进气歧管应用于六缸发动机。之后,美国 福特 用玻璃纤维增强PA66制造的进气歧管应用于V6发动机,被世界各大汽车公司效仿,改性尼龙进气歧管得到广泛应用。2.应用于汽车发动机零部件:发动机罩、发动机装饰罩、缸盖罩等零部件一般采用改性尼龙作为首选材料。与金属材料相比,以缸盖罩为例,质量降低50%,成本降低30%。除发动机零件外,增强尼龙还可用于汽车的其他受力零件,如机油滤清器、雨刮器、散热器格栅等。
二、聚酯材料
在汽车制造领域,PBT广泛用于生产汽车零部件,如保险杠、化油器总成、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表板、汽车点火器、加速器和离合器踏板。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业的竞争激烈,PA易吸水,PC的耐热性和耐药性不如PBT。在汽车喷嘴方面,PBT由于其吸水性优于PA,将逐步取代PA。在高相对湿度和高湿度的情况下,湿度容易导致电接头处的塑性降低和腐蚀,因此可以经常使用改性PBT。在80℃和90%相对湿度下,PBT仍然可以正常使用,效果非常好。
三.聚甲醛材料
汽车行业是聚甲醛材料最大的潜在市场。聚甲醛具有重量轻、硬度高、耐磨、抗蠕变、耐化学腐蚀等优点。,非常适合制造汽车泵、化油器零件、油路管道、动力阀门、万向节轴承、电机齿轮、曲柄、手柄、仪表盘、车窗升降器、电动开关、安全带扣等。特别是滑块等耐磨零件是改性聚甲醛的强项,对金属磨损小,减少了润滑油的用量。
四.聚碳酸酯材料
由于其优异的耐热性、耐冲击性、刚性和良好的加工流动性,改性PC主要用于汽车零部件如外、内饰件、仪表板周围零件、防冻板、门把手、百叶板、支架、转向柱护套、装饰板、空调制系统零件、车灯零件等。汽车用的主要塑料件有哪些?
发动机配件、水箱配件、空调节配件、空滤清器配件、各种水壶、仪表盘配件、座椅配件、地板配件、车顶配件、变速杆配件、方向盘配件、车门装饰件、后视镜、各种卡扣和紧固件、前后灯、进气格栅、挡泥板和后视镜。
@2019
底盘塑料件大致有发动机配件、水箱配件、空调配件、空滤配件、各种水壶等;
内饰塑料件大致有仪表盘配件、座椅配件、地板配件、顶板配件、档杆配件、方向盘配件、车门内饰件、后视镜以及各种卡扣和固定件;
外观塑料件有前后车灯、进气格栅、挡泥板、倒车镜。
1 技术的变迁从来都是服务于人的
这么说当然有其道理,不过技术的变迁从来都是服务于人的,为什么会出现这种转变肯定不仅仅是轻量化这么简单,而且从保险杠的发展来看,它已然变成一套更为复杂的系统。
现今乘用车最常使用到的汽车保险杠系统可以被分为三大部分,下图是汽车保险杠系统的爆炸图,很好地说明了三者之间的布置关系。
关于他们的特点,简单归纳如下:
▎保险杠壳体,也就是我们看得到的塑料外包围,这里是碰撞破损的重灾区;
▎金属防撞梁,通常由冷轧钢材制成,一般在保险杠壳体之后10cm左右的距离。有的车型会在他们之间再加装泡沫板提高支撑性,它的作用是在保证不影响行人安全的前提下,让塑料壳体的受损程度降低些;
▎吸能盒位于金属防撞梁之后。关于吸能盒的作用,大家可跳转至车聚君此前的文章——《揭秘汽车吸能盒:保险杠的玄机就在这里 | 聚技》。简单说它是用来应对中低速碰撞的吸能装置,吸能盒种类和材料因各家设定有所不同,一般来说采用可拆卸式+铝合金+溃缩引导的吸能盒效果最佳。
2 为什么保险杠会发展成这套系统?
翻看60年代及以前的汽车,汽车保险杠系统并不是这样,外露的金属防撞梁很常见,在其后的外包围也多采用金属材质。可以说当年的汽车保险杠系统很单一,复杂程度远不及现在。
因为防撞梁外露,给车身带来的伤害相应的要小一些,这套系统在很长一段时间内都是主流配置。像澳洲这类地方,因为经常发生汽车撞死动物事故,外露式防撞梁依然被大量使用。有些朋友还会特意加装外露防撞梁,以避免汽车受损。