汽車發(fā)動(dòng)機(jī)材料動(dòng)態(tài)

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1、１．現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)材料的發(fā)展趨勢　　隨著公路建設(shè)的發(fā)展，交通管理?xiàng)l件的改善，汽車性能的提高，汽車平均行駛速度增大，高速行駛越來越多。汽車不單自身處在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，而且汽車的各種運(yùn)動(dòng)零部件就更處在高速運(yùn)動(dòng)之中。這就對(duì)汽車的各種零部件，提出了各種嚴(yán)苛的要求?！　〗陙恝煬F(xiàn)代汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)逐步向輕量化方向發(fā)展輕量化的材料具有代表性的有輕金屬、高彈力鋼、塑料等。在構(gòu)成材料中，這些材料所占有的比例漸漸增加。特別是美國被日本和歐洲制小型車占據(jù)了市場以后，在汽車的小型輕量化方面投入了巨大的研究開發(fā)費(fèi)用，以與外國汽車公司相抗?fàn)?，根?jù)通用汽車公司的戰(zhàn)略，今后將轉(zhuǎn)向使用鋁和塑料的輕量化材料。

2、在這之前，有很多例追求輕量化極限的車樣，例如菲亞特ＶＳＳ車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋使用與聚酯和塑料的特性相適應(yīng)的材料。以塑料復(fù)合材料為主體的復(fù)合式發(fā)動(dòng)機(jī)在美國汽車公司已試制成功。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的特性是大量使用玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧、聚酰亞胺、聚酰亞胺基樹脂７７ｋｇ，占全體的６５％，金屬部件僅用于缸套、曲軸、凸輪軸、閥彈簧、排氣閥、燃燒室等?！　≡跇?gòu)造上，波爾舍和奔馳汽車公司采用五構(gòu)件發(fā)動(dòng)機(jī)，用螺栓、襯墊、粘合劑將２８個(gè)復(fù)合材料板粘合在一起，因此，福特用發(fā)動(dòng)機(jī)２３００ｍＬ有１８７ｋｇ，但試制發(fā)動(dòng)機(jī)已被大幅度減輕７６ｋｇ，而且這種發(fā)動(dòng)機(jī)在３０００ｒ／ｍｉｎ全負(fù)荷條件下能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)１００ｈ，有足夠的

3、實(shí)用性。各汽車制造廠和研究所對(duì)輕型新材料研究雖十分盛行，但對(duì)大批量生產(chǎn)還存在成本平衡問題。在汽車界價(jià)格激烈競爭的情況下，輕量化帶來的成本提高是不容易得到認(rèn)可的。要進(jìn)行輕量化，有必要用鋁和塑料來代替鑄鐵和鋼板，但同時(shí)成本也要上升，特別是輕量化２０％以上，將帶來成本大幅度提高是不容質(zhì)疑的。為此，實(shí)施輕量化，應(yīng)盡可能降低成本的提高，是設(shè)計(jì)者們的目標(biāo)，如凱迪拉克和別克發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼，原采用深沖壓鋼板，制造時(shí)不得不將其分成兩部分再作焊接，但改用成型性良好的尼龍，并將它熱壓成型一體化，就可避免成本的提高，從而達(dá)到輕量化的目的。　?。玻畽C(jī)用塑料零件　　塑料在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的制造中扮演著重要的角

4、色。從空氣進(jìn)氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)到發(fā)動(dòng)機(jī)部件，塑料不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)更容易設(shè)計(jì)和裝配，而且也使發(fā)動(dòng)機(jī)重量更輕。聚酰胺和ＰＰ可用來制造空氣的凈化系統(tǒng)，從不潔空氣中分離出塵埃和微粒。近來生產(chǎn)的輸氣管和節(jié)流閥已使用了ＰＢＴ，制造的塑料搖桿、封蓋合二為一，這不僅節(jié)約了制造材料和裝配成本，也減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，有益于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化和提高燃料的利用率。塑料吸進(jìn)管幾乎全部由ＰＡ構(gòu)成。ＰＡ表面光滑平整，在使汽車功能最大化的同時(shí)，能有效地降低噪音和震動(dòng)。塑料在汽車輸油管的應(yīng)用中也有著重要的意義。塑料燃油管成本低、并具有耐腐蝕、質(zhì)輕、形狀穩(wěn)定的特點(diǎn)。為了開發(fā)新一代空氣、燃?xì)饣旌吓?，可采用更多的塑?/p>

5、部件，包括空氣凈化器、電子控制裝置、燃料管、噴射頭、模擬壓力傳感器、氣體溫度傳感器、壓力調(diào)節(jié)器、節(jié)流閥等零部件可配置成一個(gè)部件單位，因而方便了汽車裝配，降低了裝備成本。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零件來說，采用塑料調(diào)速閥是一項(xiàng)革新。塑料電子調(diào)速閥被用來代替目前的機(jī)械調(diào)速閥。發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油盤由乙烯基酯樹脂和ＰＡ制成，可以制造包括氣流盤、墊圈、過濾器和對(duì)接傳感器等整體的、容易裝配的組件。由于冷卻技術(shù)的革新，以及塑料在散熱板中的應(yīng)用，散熱片比以前更輕，塑料的可塑性使散熱片小巧而美觀塑料的高耐腐蝕性有利于阻止塑料散熱器泄漏，用的材料就是ＰＡ。由于ＰＡ耐高溫的特性，可使散熱器的底盤保持完整而不會(huì)產(chǎn)生任何的

6、彎曲，不會(huì)減少散熱器的氣體流動(dòng)。ＰＡ的輕質(zhì)和易伸縮性使散熱片底盤可由更小的部件組成，因而可以減輕整體質(zhì)量。由ＰＰ制成的散熱片和由ＰＡ制成的底盤特點(diǎn)相似，目前在制造中都比較流行。另外，ＰＡ和聚苯硫醚ＰＰＳ都有很強(qiáng)的耐腐蝕性和耐高壓的性能，是水泵的理想材料。　　利用塑料的質(zhì)輕、防銹、吸振、設(shè)計(jì)自由度大的特點(diǎn)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)的塑料結(jié)構(gòu)件在９０年代取得了長足的進(jìn)步，而且是今后重點(diǎn)發(fā)展方向之一。塑料制品不僅能夠減少零件質(zhì)量，在降低噪音方面也起到很好的作用。生產(chǎn)廠家應(yīng)利用塑料制品成型的特點(diǎn)，盡量使多個(gè)零件一體化，減少零件的數(shù)目，設(shè)法達(dá)到一次成型復(fù)雜零件的目的?！　“l(fā)動(dòng)機(jī)零部件塑料化的開

7、發(fā)和發(fā)展可以分成兩大類。一個(gè)是替代金屬件的注射成型制品，另一個(gè)是聚烯烴、尼龍等的吹塑成型制品。前者是以速度表齒輪、油泵齒輪等的塑料化開始，最近發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋、皮帶輪罩、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管等，后者是２０％ＣＴＦ玻璃纖維增強(qiáng)ＰＡ６和ＰＡ１１彈性體２種材料一體成型的連接管等。到目前為止發(fā)動(dòng)機(jī)零部件開發(fā)中最引人注目的是塑料進(jìn)氣歧管和油門腳踏板?！　“l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管歐洲部分車型的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管由塑料制成。進(jìn)氣歧管塑料化的目的是減輕零件質(zhì)量之外，塑料管內(nèi)表面比鑄鐵或鑄鋁件內(nèi)表面光滑，因此空氣流動(dòng)阻力小，