塑料進(jìn)氣歧管的對(duì)話

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1、1塑料進(jìn)氣歧管的制造技術(shù)隨著塑料進(jìn)氣歧管的廣泛應(yīng)用，人們開(kāi)發(fā)出了多種可行的制造技術(shù)，其中熱熔芯技術(shù)和振動(dòng)摩擦焊接技術(shù)已為人們所熟知。目前，一種新的技術(shù)——粘接劑粘合技術(shù)已被開(kāi)發(fā)出來(lái)。本文對(duì)這三種技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析對(duì)比。最初的AIM生產(chǎn)工藝自20世紀(jì)80年代以來(lái)，塑料進(jìn)氣歧管（AIM）逐漸被越來(lái)越多的汽車OEM所接受。目前，只有一些小批量生產(chǎn)的特種汽車仍然采用鋁金屬制成的進(jìn)氣歧管。對(duì)于大批量生產(chǎn)的塑料進(jìn)氣歧管而言，大多采用尼龍工程塑料作為首選材料。世界上最先被開(kāi)發(fā)出的塑料進(jìn)氣歧管是采用熱熔芯（Lostcore）

2、技術(shù)完成的，這種工藝與金屬鑄造非常相似。首先用低熔點(diǎn)的合金制成一個(gè)芯，然后將這個(gè)合金芯放入注塑模具中，圍繞合金芯將尼龍工程塑料注射到模具中，從而成型出進(jìn)氣歧管。最后，將注塑成型的進(jìn)氣歧管被放入高溫的油浴中，以使其中的合金芯被熔化掉。合金芯的熔點(diǎn)一般在200℃左右，而用來(lái)熔化合金芯的油浴溫度通常為220℃~240℃。適合該溫度的尼龍材料為PA66+30%～35%GF。通常，熱熔芯技術(shù)使塑料進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)非常靈活，任何可以用金屬鑄造的進(jìn)氣歧管都可以采用熱熔芯工藝來(lái)完成，熱熔芯技術(shù)甚至可以被用來(lái)完成用鋁金屬鑄造工藝無(wú)

3、法完成的設(shè)計(jì)。2采用熱熔芯技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫單片的塑料進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)。這種無(wú)縫式設(shè)計(jì)可以使塑料進(jìn)氣歧管獲得優(yōu)異的抗爆裂能力，從而避免了因采用其他熔接工藝而帶來(lái)的抗爆裂測(cè)試的失效。抗爆裂測(cè)試是塑料進(jìn)氣歧管的主要測(cè)試項(xiàng)目，主要用來(lái)模仿發(fā)動(dòng)機(jī)的逆（回）火。熱熔芯技術(shù)的最大缺點(diǎn)是成本太高。盡管與鋁金屬材料的鑄造工藝相比，由于熱熔芯可以重復(fù)利用，因此該技術(shù)仍有一定的成本優(yōu)勢(shì)。但由于需要重復(fù)制造芯并熔化芯，因此它的成本還是很高。除了需要正常的注塑機(jī)及模具之外，該技術(shù)還需要其他附加的設(shè)備。例如，用于制造芯的金屬?zèng)_壓設(shè)備或沙澆鑄

4、設(shè)備，其中還包括所使用的模具，并且模具費(fèi)用是除注塑成型之外的附加費(fèi)用。另外還需要支付用于熔化芯的油浴費(fèi)用。由于在熔化芯時(shí)，需要對(duì)油浴溫度進(jìn)行精確控制，并且需要使用輸送裝置或平臺(tái)將注塑成型的進(jìn)氣歧管放入油浴中，同時(shí)還需要一個(gè)可以重復(fù)利用合金芯的系統(tǒng)，因此這些合計(jì)起來(lái)的費(fèi)用與注塑和模具費(fèi)用基本接近。第二代AIM生產(chǎn)工藝隨著熱熔芯技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，很快，一種更簡(jiǎn)單的塑料進(jìn)氣歧管生產(chǎn)技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)——這就是目前被廣泛采用的焊接（Welded）技術(shù)。焊接成型的進(jìn)氣歧管實(shí)際上就是利用振動(dòng)焊接技術(shù)將二片或更多片外殼焊接在一起

5、。這些外殼通常擁有一致的平面，采用通常的注塑工藝即可成型。在振動(dòng)焊接的過(guò)程中，兩個(gè)部件的接觸面互相摩擦，從而使接觸面材料熔化，最終熔合在一起。在兩個(gè)部件熔合的過(guò)程中，隨著摩擦停止并冷卻后，兩個(gè)部件即焊接為一體。與熱熔芯技術(shù)相比，焊接技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是成本相對(duì)較低，其總的成本只有熱熔芯技術(shù)的一半，其中注塑和模具費(fèi)用與熱熔芯技術(shù)相同，而振動(dòng)焊接裝置和焊接用模具的費(fèi)用只是注塑費(fèi)用的一半。另外，對(duì)于單個(gè)焊接成型的進(jìn)氣歧管而言，由于每一片外殼的成型周期較短，而且在下一個(gè)成型周期的注塑過(guò)程中就可完成前一成型外殼的焊接工藝，再

6、加上沒(méi)有類似于熱熔芯技術(shù)那樣的材料損失（制造芯用的合金及油?。?，因此單個(gè)焊接成型的進(jìn)氣歧管的成本要低很多。振動(dòng)焊接技術(shù)的缺點(diǎn)是，為了保證兩個(gè)部件的接觸面充分摩擦，每一個(gè)接觸面都必須是平面，這就大大降低了進(jìn)氣歧管設(shè)計(jì)的自由度。另外，在振動(dòng)焊接時(shí)，為了保證兩個(gè)部件的接觸面能準(zhǔn)確地定位在一起，以實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)合，要求每一3個(gè)部件的接觸面都必須留有5~10mm的焊接邊緣（Weldflange）。在狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)周圍，這種多余的焊接邊緣常常給進(jìn)氣歧管的裝配帶來(lái)困難。目前，人們正在考慮將激光焊接（Laserwelding）技術(shù)

7、應(yīng)用于進(jìn)氣歧管的制造，該技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作還處于初期階段。用激光來(lái)加熱并熔化材料時(shí)，由于兩個(gè)接觸面不會(huì)出現(xiàn)因振動(dòng)而發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象，因此可以把焊接邊緣設(shè)計(jì)得小一些。采用激光焊接技術(shù)的最大問(wèn)題是，必須保證兩個(gè)焊接面緊密地接觸在一起，注塑部件任何微小的翹曲都可能引起焊接缺陷。塑料進(jìn)氣歧管的對(duì)話近年來(lái)，功能性塑料在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用已取得了突破性的進(jìn)展，越來(lái)越多的發(fā)動(dòng)機(jī)部件開(kāi)始采用塑料材料制作，尤其是用塑料進(jìn)氣歧管取代金屬進(jìn)氣歧管已成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的必然趨勢(shì)。下面是圍繞塑料進(jìn)氣歧管的技術(shù)話題對(duì)天津大學(xué)塑料進(jìn)氣歧管研究所劉德新

8、教授進(jìn)行了專訪。塑料進(jìn)氣歧管的特點(diǎn)：同傳統(tǒng)的金屬進(jìn)氣歧管相比，塑料進(jìn)氣歧管具有哪些優(yōu)點(diǎn)？劉德新教授：進(jìn)氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)最關(guān)鍵的部件之一，其核心功能是為發(fā)動(dòng)機(jī)各缸提供充足而均勻的混合氣，因此它是影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和油耗的關(guān)鍵因素。此外，進(jìn)氣歧管還為發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)中的主要傳感器和執(zhí)行器提供結(jié)構(gòu)支撐，噴油器、油軌、進(jìn)氣壓力傳感器、溫度傳感器、碳罐、節(jié)氣門(mén)體、可變進(jìn)氣閥、怠速控制、剎車助力等均被安