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改性尼龙在汽车发动机周边应用现状
来源: 作者: 发布日期:2020-03-30 阅读次数:245 关注度:0 被收藏数:0 评论数: 0
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 尼龙具有很高的冲击强度及优异的耐摩擦性、耐热性、耐化学药品性、润滑性和染色性等综合性能,尤其是经纤维增强或制成合金后,其强度、制品精度、尺寸稳定性等都有很大的提高,主要品种是尼龙6,尼龙66,尼龙ll,尼龙l2等产品。

在汽车工业中,尼龙主要应用于汽车发动机及其周边部件。发动机周边的零部件主要是发热和振动部件,要求能承受-40℃-140℃温度,而且要耐砂石冲击和盐雾腐蚀,以及各种油、洗涤剂的侵蚀。

进气歧管

一般的进气歧管采用铸铁和铝合金材料,20世纪80年代以来,相继开发成功了用尼龙通过熔芯法和磨擦焊接法来制造进气歧管。用尼龙制造空气进气歧管代表了塑料代替金属的真正突破。由于设计的灵活性,使产品装配更方便,再配以功能集成,可使主机厂和一级供应商在生产效益和成本方面获益。与铝合金比较,塑料进气歧管可以减轻40%左右的重量,生产成本降低20%30%,同时通过部件集成还可以进一步减低成本。另外,由于进气歧管的内壁光滑,从而有利于提高发动机的动力性和燃油的经济性。进气歧管目前主要的生产方法是采用振动摩擦焊接技术,也有采用熔芯法等生产一些复杂的、小批量的产品。通常尼龙进气歧管采用的材料是30%35%玻璃纤维增强的尼龙6或尼龙66 , 如罗地亚公司的TECHNYL C218V30Black(尼龙6GF30)和TECHNYL A218V30Black(尼龙66GF30)都广泛用于制造进气歧管。

尼龙进气歧管有四大优点:一是轻,通常重量为铝合金的40%;二是快,由于内壁光滑有利于提高进气冲量,可使动力加速3%-5%;三是省,尼龙进气支气管能带来良好的气流,有助于汽油充分燃烧;四是廉,成本比铝合金低20%-35%。
制动管和油管
由于尼龙11管路具有质量轻、耐腐蚀、不易疲劳开裂使用寿命长、安全方便、密封性好等优点,欧美国家广泛使用其作为汽车的制动管和油管,当今尼龙材料最大的消费领域就是在汽车领域,其市场总需要量约占30%。而在近年中,汽车底盘制造中使用塑料也明显地多了起来,此时,尼龙就因其优异的耐温性和抗化学品性能充分被应用。
比如尼龙6,就因其极好的可塑性,机械性能和易于二次加工性而取代金属制造,被广泛采用于汽车进气歧管中,尼龙在汽车领域的另一个重要应用就是燃油系统,大部分的多层燃油管使用尼龙12作为基础材料,再加入氟碳树脂或乙烯一乙烯醇(EVOH)为衬层,尼龙材料在这一领域的重要应用,使尼龙燃料管预计会以更快的速度增长而为了适应日益规范严格的环保要求,汽车制造商也正在生产多层燃油管系统,而尼龙一粘土杂混CNCID材料,正好可提升对燃油蒸汽溢出的阻隔性能,因而代替含卤素的聚合物被燃油系统广泛运用。

气门室罩盖

气门室罩盖是用来保护凸轮的盖子,同时它又能防止机油泄露和降低噪音。该部件传统上都是用铝或者热固性塑料模压制造的,但是玻璃或矿物增强的尼龙正逐渐成为这一领域的理想选择。尼龙高温下优异的刚性、机械强度和突出的热老化性能,可满足发动机舱部件苛刻的应用要求。同时,由于玻纤和矿粉的和谐搭配,具有低收缩率和各向同性,因而翘曲变形小。另外,由于改性材料在温度升高时具有比较低的热膨胀(成型零件在通过5000h的高温测试后蠕变很小),因此可以避免漏油。再者,通过焊接可以集成比较复杂的油汽分离系统,以便降低机油耗,满足日益严格的排放标准。

冷却及散热系统

汽车冷却及散热系统是影响发动机寿命的主要因素,特别是当今新一代强劲发动机需要在较高的温度下运转,造成发动机冷却部件在乙二醇环境下遭到强烈的温度和压力变化,此时如果冷却或散热不良会给发动机带来灾难性的后果。涉及汽车冷却及散热系统的尼龙应用主要有:散热器水室、膨胀箱、节温器罩壳、风扇页片及风扇支架等。玻璃纤维增强尼龙66材料在相对较高的温度下且在防冻剂环境中仍能保持其机械性能。不仅如此,为了占领未来的至高点,新一代的发动机冷却部件用尼龙新材料,在同等使用条件的使用寿命比标准牌号提高了70%以上,用其制造的部件可以在高达160的冷冻液环境下使用。

发展趋势

纵观国内外,发达国家己将车用塑料量作为衡量汽车设计及制造水平高低的一个重要标准众所周知,德国是世界上汽车塑料用量最大的国家,如奥迪A2型轿车塑料总重量己达材料总量的24.6%;其改性尼龙在车用塑料的比重就越来越大。近年来,在许多领域中,纳米技术也受到普遍关注。由此推广到了材料技术,伴随着将材料结构控制到纳米级,很多新的性能被广泛地开发了出来,纳米技术付诸应用的首批材料也正是尼龙。

今后汽车用改性尼龙的重点发展方向是开发结构件、外装件用增强改性尼龙复合材料。但我国汽车行业大量应用尼龙等塑料尚存在一些问题:

汽车用尼龙等专用料牌号少,产品性能有时不能满足选材要求;

汽车用改性尼龙品种较多,材料标准混乱,不利于大批量生产与应用;

缺乏生产汽车尼龙专用料的领头企业,现有生产企业规模小而分散,技术水平小一,模具开发能力差,塑料制品质量难以保证。针对这些问题,我国急需投入大量的人力物力、财力,以便实现汽车轻量化、以塑代钢的愿景。

随着社会的飞速发展,人们日常生活节奏的加快以及价值观的逐步转变,作为一种动感强烈的动力工具,人们对轿车的安全性的要求逐步提高,与此同时,人们对驾驶乐趣的追逐和对座驾要求的也逐步提高,轻便“快捷”舒适等也被列入购车的考虑范围,那么作为汽车使用部件,尼龙具有以下优点:性能稳定“质量轻”易加工成型“不生锈”维护成本低,因此一些金属部件逐渐被尼龙所取代,改性尼龙在汽车上的用量将得到快速增。

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