車圈最近非常不太平，前有歐拉好貓變“壞貓”，后有蔡老板帶頭起訴保時捷區(qū)別對待中國消費(fèi)者。最近又有博主稱新款寶馬 5 系吊桿采用了塑料材質(zhì)，偷工減料。

       實際車用塑料占比越來越大一直是個熱門話題，在消費(fèi)者的認(rèn)知中，鋼總比塑料好，鋁總比鋼好。但是在我們行業(yè)人的眼中，“塑代鋼”這是必然的發(fā)展趨勢，而且性能大大超越鋼和鋁。

       汽車中的零部件是尼龍產(chǎn)品應(yīng)用的重要和快速發(fā)展的領(lǐng)域，尼龍具有非常好的綜合性能，容易成型且密度低，因此在模具開發(fā)和組裝上得到了很好的應(yīng)用；另外其隔熱性能和絕緣性能良好，使得尼龍的設(shè)計范圍廣范。

       尼龍中尼龍 6 和尼龍 66 用量占絕對首位，占總量 90 % 以上，在汽車上應(yīng)用也如此。

 

尼龍  6  和尼龍  6  的主要應(yīng)用領(lǐng)域

 

       此外，由于尼龍 11 和尼龍 12 具有良好的柔軟性、耐油性、耐腐蝕性、耐候性、低溫下韌性、耐磨性、耐水性和尺寸穩(wěn)定性。

 

       一、發(fā)動機(jī)區(qū)尼龍零部件

       汽車發(fā)動機(jī)區(qū)內(nèi)部的部件需要經(jīng)受長期的冷熱環(huán)境的影響，通常的標(biāo)準(zhǔn)是零部件需要耐受 -40 ~ 150 ℃ 的溫度，這樣的標(biāo)準(zhǔn)才能滿足一年四季冷熱交替的使用環(huán)境；另外發(fā)動機(jī)區(qū)的零部件還需要能耐受融雪劑氯化鈣、長效防凍液、各種油品及飛沙石的沖擊。

 

汽車發(fā)動機(jī)區(qū)零部件采用尼龍材料

 

       1、油過濾器

       油過濾器是通過在油管上所安裝的過濾網(wǎng)來實現(xiàn)浸在油盤內(nèi)吸出的油分配到發(fā)動機(jī)中各組成部分中去時過濾掉油渣和異物的零部件，在沒用尼龍?zhí)娲饘僦埃瓦^濾功能是通過在鋼管和法蘭之間安裝的過濾網(wǎng)來實現(xiàn)的；在用玻纖增強(qiáng)尼龍材料代替金屬后，在設(shè)計上將原方案中鋼管的上部和中間部分分別用尼龍 6 + 10 % 玻纖改性塑料注塑成型，將金屬過濾網(wǎng)和中間部分熔接為一體。油過濾器使用尼龍 6 + 10 % 玻纖改性材料注塑后可將空氣混入率降低 10 到30 個百分點(diǎn)，總體成本可降低 50 %，部件總重量可降低 70%。

 

油過濾器和油盤

 

       2、發(fā)動機(jī)蓋板

       為實現(xiàn)車輛使用過程中降噪和提高乘坐舒適性的目的，在發(fā)動機(jī)上采用有屏蔽噪音功能的玻纖增強(qiáng)尼龍材料制成的蓋板，其整體部件為玻纖增強(qiáng)尼龍材料制成，內(nèi)面復(fù)合有隔音材料，隨著汽車市場競爭的日益激烈，人們對車型可選擇范圍的不斷擴(kuò)大，對車型舒適性要求的不斷提高，越來越多的廠家在越來越多的車型的裝配該零部件。其可以大幅度屏蔽發(fā)動機(jī)尤其是燃油直噴發(fā)動機(jī)的聲音，并且也提高了機(jī)艙的外觀性，使得機(jī)艙看起來更為整潔。

       發(fā)動機(jī)蓋要求材料具有：高強(qiáng)度和韌性，低翹曲，表觀質(zhì)量高，高流動性、容易進(jìn)行快速加工。

 

發(fā)動機(jī)蓋板

 

       3、散熱器

       散熱器在汽車中是使發(fā)動機(jī)溫度從高溫降到低溫的冷卻裝置。該零部件由風(fēng)扇、上槽、下槽、中間支架、中間部分等部件所組成，中間支架、上槽、下槽、風(fēng)扇葉片和葉片保護(hù)罩為尼龍 6 + 玻纖或尼龍 66 + 玻纖材料制成。

 

       4、進(jìn)水口管件和排水口管件

發(fā)動機(jī)長效冷卻液進(jìn)口位置的連接管件為進(jìn)水口管件，這部分對耐溫要求不高，不超過 130 ℃ 的耐溫要求，用尼龍 6 + 玻纖增強(qiáng)或尼龍 66 + 玻纖增強(qiáng)材料都可以。但發(fā)動機(jī)長效冷卻液出口位置的排水口管件則對耐溫的要求較高，需要耐 230 ℃ 的高溫，需選擇耐溫增強(qiáng)材料，如 PA46 + 玻纖等。

 

       5、氣缸頭蓋

       汽缸頭蓋是尼龍材料在汽車上應(yīng)用較為廣泛的零部件之一，僅次于進(jìn)氣歧管的應(yīng)用。目前該應(yīng)用已經(jīng)在所有品牌廠商處獲得了車型上的應(yīng)用。至 2012 年，全球生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)的 90 % 均裝配該產(chǎn)品，已經(jīng)成為發(fā)動機(jī)的標(biāo)配零部件。裝配該產(chǎn)品主要的目的就是降噪，該部件是發(fā)動機(jī)區(qū)做降噪處理的第一個關(guān)鍵零部件。該產(chǎn)品使用尼龍 66 + 玻纖和礦物改性材料。

 

       6、進(jìn)氣岐管

       提高燃燒效率和降低重量是目前汽車 OEM 及其供應(yīng)商面臨的主要挑戰(zhàn)。目前市場的方向是集成功能并用塑料代替鋁合金及鋼材。進(jìn)氣歧管主要使用尼龍 6 + 玻纖改性材料生產(chǎn)，為尼龍材料應(yīng)用最大的零部件，現(xiàn)在所有汽車廠商都采用尼龍制造的進(jìn)氣歧管，2012 年全球該應(yīng)用消耗玻纖改性尼龍 6 約為 8 萬噸。改性尼龍材料制成的進(jìn)氣歧管具有輕質(zhì)化、較低的成本、歧管表面光滑、隔熱效果非常好、可提高發(fā)動機(jī)性能、降低噪音、生產(chǎn)設(shè)備投資低、利于環(huán)境保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

 

進(jìn)氣歧管

 

       二、汽車燃油系統(tǒng)零部件

       汽車燃油系統(tǒng)由燃油儲存系統(tǒng)（燃料箱及其相應(yīng)附屬的配件）、燃油注入系統(tǒng)、燃油供給的管路系統(tǒng)構(gòu)成回路，燃油供給管路燃油箱內(nèi)揮發(fā)的燃油氣體加上供油時的揮發(fā)氣體，使用濾毒罐來吸附，濾毒罐中吸附的可揮發(fā)氣體在發(fā)動機(jī)工作時，隨進(jìn)氣系統(tǒng)送入發(fā)動機(jī)，2000 年以前采用的主流回路方式是回流到燃油箱，因為那時燃油系統(tǒng)回路零部件是由金屬制成的。自從 1996 年開始使用塑料來生產(chǎn)燃油系統(tǒng)零部件后，到 2000 年已經(jīng)成為主流的方式。由于塑料質(zhì)量較輕、可以滿足汽車輕量化的要求，并且還可以降低成本，加上塑料本身的耐腐性能優(yōu)異，大大提高了零部件的防腐蝕性能，模塑成型可提高部件的易組裝性能，另外經(jīng)特殊配方改性的塑料其使用安全性，耐燃料滲透性、耐沖擊性均非常優(yōu)異，也可以根據(jù)要求做成抗靜電配方。

 

汽車燃油系統(tǒng)

 

       1、燃料蓋

       汽車的燃料注入口處的蓋子為燃料蓋，該零部件要求材料的耐沖擊性要好，在日常開關(guān)及落下時不容易損壞。還要該零部件的密封性要好，這跟密封墊圈的密封性和材料本身的柔韌性都有關(guān)系，目前主流的結(jié)構(gòu)設(shè)計是燃料蓋上部采用增韌改性的尼龍 6 或者尼龍 66 來制造，中間部分使用耐油性能優(yōu)秀的尼龍 11 或者尼龍 12 來制作，但為降低成本使用聚甲醛（POM）也基本可以滿足要求，但燃料揮發(fā)透過率比使用尼龍 11 或尼龍 12 的設(shè)計要高 20 % 左右。

 

       2、燃料截止閥

       為了在汽車倒轉(zhuǎn)的時候和燃油箱中燃油充滿的時候防止燃油不泄露而安裝的閥門成為燃料截止閥。由于在燃料截止閥安裝后需要進(jìn)行防腐涂層涂裝后的 100 ℃ 烘烤處理，因此制成該零部件材料必須要耐 130 ℃ 的溫度，目前制作該零部件較多的材料是玻纖增強(qiáng)的改性尼龍 6 材料，目前主流車型的約 70 % 使用尼龍 6 改性材料生產(chǎn)的閥體，另外 10 % 左右使用尼龍 66 材料所生產(chǎn)用于一些較為高端的車型，剩下 20 % 的車型使用成為較低一些的玻纖增強(qiáng)的 PBT 來生產(chǎn)。

 

       3、燃料箱

       為了在車型設(shè)計上實現(xiàn)輕量化和流線化，目前塑料燃料箱 PFT 已經(jīng)在全球普及使用，其優(yōu)點(diǎn)是相對于金屬燃料箱可以降低 30 % 左右的重量，由于塑料模塑成型可做更復(fù)雜、更靈活的形狀以打破之前放置場所固定形狀設(shè)計的束縛，使得車型外觀的設(shè)計大大減少考慮油箱的位置和大小的因素，從而使得汽車車型的外觀越來越多變和多樣化。

       上世紀(jì) 70 年代豐田汽車公司在出口到歐洲的車型上使用了單層的 HDPE 油箱，為燃料箱塑料化的發(fā)展做出了實際性的工作，自此全球各大汽車廠商均在很短的時間內(nèi)開發(fā)了自己的塑料燃料箱并裝配到各自的車型上，隨著對燃料排放要求的越來越嚴(yán)格，近年來單層油箱的滲透率已無法達(dá)到各國的要求，因此 2000 年后開始出現(xiàn)阻隔性更高的多層燃料箱。

       多層燃料箱的設(shè)計采用不同樹脂不同功能層組合在一汽的理念，使得在滿足滲透率要求的情況下成本最低化。由于尼龍 6 材料具有優(yōu)良的耐燃油透過性，因此通常作為阻隔層應(yīng)用到多層燃料箱中。

 

       4、燃油管或者燃油軟管

       燃油管之前的設(shè)計方案是使用環(huán)氧氯丙烷橡膠（ECO）和 NBR/PVC 于鋼管的組合，其要求必須要耐燃料的侵蝕、阻隔性好滿足各國對透過率的要求，并且 - 40 至 80 ℃的溫度，抗疲勞性好，柔韌性和耐候性均要非常好。

       在汽車降低成本、降低能耗的趨勢下，上世紀(jì) 90 年代中期開始出現(xiàn)組裝成本更低的并且滿足上述條件的塑料管解決方案，該塑料管是使用尼龍 11 材料制成的單層管，尼龍 11 是法國阿珂瑪公司全球獨(dú)家供應(yīng)的產(chǎn)品，隨著全球汽車產(chǎn)量的逐年增長尼龍 11 材料已無法滿足需要，因此尼龍 12、尼龍 1010、尼龍 1012、尼龍 612、尼龍 1212等產(chǎn)品相繼研發(fā)出來并產(chǎn)業(yè)化用于生產(chǎn)單層油管。

       伴隨著對燃料揮發(fā)物排放要求的日益嚴(yán)格，多層燃油管解決方案成為目前各大材料供應(yīng)商和管路生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)投入的重點(diǎn)。最典型的多層管是尼龍 12（外層）/ ETFE，粘接層（乙烯-四氟乙烯共聚物）/導(dǎo)電改性 ETFE。

 

       5、快速接頭

       近些年為了在油管安裝時更為方便，開發(fā)了快速接頭來配套尼龍燃油管的單觸式接頭設(shè)計，其優(yōu)點(diǎn)是可以避免安裝維護(hù)時對管路長度的尺寸的影響，在更換時只需更換相應(yīng)位置的管子即可而不需要整個管子全部替換，由于該零部件對材料耐油性和尺寸穩(wěn)定性要求比較高，因此使用尼龍 12 制成的快速接頭得到了應(yīng)用上的普及。

 

       6、燃料導(dǎo)軌

       燃料導(dǎo)軌是目前采用的多點(diǎn)電噴方式和電子控制燃料噴射裝置的主要構(gòu)成部件，為發(fā)動機(jī)各汽缸分配供給燃料的管狀零件，對材料的要求主要是需要耐油、耐熱、隔溫、密封性好，耐壓力、抗沖擊性好，目前主要使用玻纖增強(qiáng)尼龍 66 來生產(chǎn)。

 

       7、濾毒罐

       濾毒罐為燃料氣體吸附裝置，吸附從燃料箱內(nèi)由燃料揮發(fā)出來的氣體，通常是由活性炭、尼龍無紡布過濾器和尼龍 66 制成的蓋子組成。由于汽油發(fā)動機(jī)使用的是揮發(fā)性很高的汽油，而在環(huán)境保護(hù)中有嚴(yán)格要求汽油揮發(fā)氣體的標(biāo)準(zhǔn)，因此在裝配有汽油發(fā)動機(jī)的汽車內(nèi)設(shè)計使用濾毒罐，其工作原理是濾毒罐吸附揮發(fā)出來的汽油氣體，當(dāng)發(fā)動機(jī)開始工作的時候利用進(jìn)氣歧管的負(fù)壓可將空氣導(dǎo)入到濾毒罐中，并將被活性炭所吸附的揮發(fā)氣體送入進(jìn)氣系統(tǒng)。該部件需要耐沖擊、耐熱、耐振動，目前使用增韌改性的尼龍 6 或尼龍 66 來生產(chǎn)。

 

       8、燃料噴射器

       燃料噴射器是一種將燃料從氣缸蓋附近的入口定時噴射的電子控制式的噴射裝置，制成主體部分的材料是玻纖改性增強(qiáng)的尼龍 66，燃料噴射器的工作原理是從電子控制系統(tǒng)得到指令后通過連接內(nèi)部的電磁鐵轉(zhuǎn)動來控制噴射燃料的最佳數(shù)量。其中電磁鐵的線圈骨架需要使用到耐熱玻纖增強(qiáng)的尼龍產(chǎn)品，這種尼龍產(chǎn)品通常是尼龍 6T、尼龍 9T、尼龍 46。

 

       三、尼龍材料在汽車電器電子系統(tǒng)零部件上的應(yīng)用

       由于尼龍材料在各種物性指標(biāo)和加工成型性能方面滿足汽車電器電子零部件的要求，具體滿足耐熱性、耐老化、耐濕性、耐腐蝕、可操作性強(qiáng)，可降低系統(tǒng)重量從而降低成本。

 

汽車電器電子系統(tǒng)零部件上采用的尼龍材料

 

       四、汽車機(jī)能部件系統(tǒng)

       在汽車的各個系統(tǒng)中，對于耐久性和可靠性的要求最高的是驅(qū)動和底盤系統(tǒng)的零部件。這兩個系統(tǒng)的零部件要求材料具有極高的性能，尤其是在一些滑到和摩擦的零部件中表現(xiàn)的尤為普遍。尼龍材料由于其韌性優(yōu)異，耐磨性能突出并且具有較好的耐腐蝕、耐溫以及抗蠕變性能，并且生產(chǎn)工藝成熟、價格低廉，成為驅(qū)動和底盤系統(tǒng)中零部件的首先制成材料。例如：在動力傳動裝置系統(tǒng)中，變速控制桿罩上的應(yīng)用，其可以使用玻纖增強(qiáng)改性尼龍 6 和玻纖增強(qiáng)改性尼龍 66。底盤懸掛系統(tǒng)的穩(wěn)定器桿連動桿普遍使用玻纖耐磨改性尼龍 6 和玻纖耐磨改性尼龍 66。在發(fā)動機(jī)中普遍采用使用尼龍 6 或尼龍 66制成的正時鏈條導(dǎo)軌。

 

       五、安全系統(tǒng)部件

       在安全系統(tǒng)中，現(xiàn)目前使用玻纖增韌改性尼龍 6 來生產(chǎn)安全氣囊支架，其優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)異的韌性，耐溫，以確保安全系統(tǒng)的實時有效性。安全氣袋的作用是在數(shù)毫秒內(nèi)反應(yīng)以避免司機(jī)和乘客撞擊在硬表面上。為使安全氣袋能正常發(fā)揮功能，殼體材料必須滿足最嚴(yán)格的機(jī)械性能和熱性能，而且必須具有一定時期內(nèi)的穩(wěn)定性。

 

       六、渦輪增壓器到中冷器進(jìn)氣管路

       近些年隨著渦輪增壓技術(shù)的成熟和批量裝配市場化車型，對渦輪增壓器到中冷器之間連接的進(jìn)氣管路的塑料化研發(fā)一直是各主機(jī)廠和其配套 OEM 廠大力投入的地方。硬質(zhì)管路部分采用 20 % 玻纖增強(qiáng)尼龍 66 注塑后焊接成型，其相應(yīng)的連接卡箍材料 35 % 玻纖增強(qiáng)的尼龍 6 來生產(chǎn)，高溫段與膠管配套的接頭使用 30 % 玻纖增強(qiáng)的尼龍 66 來制作。

 

轉(zhuǎn)自——網(wǎng)絡(luò)

< 返回 >