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汽车工业中的塑料应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-09-04  浏览次数:820
核心提示:汽车塑料化前景 汽车是陆上主要的灵活交通运输工具,汽车工业是国民经济中极为重要的基础工业之一,1996年世界小汽车产量高达374
汽车塑料化前景
汽车是陆上主要的灵活交通运输工具,汽车工业是国民经济中极为重要的基础工业之一,1996年世界小汽车产量高达3741万辆。
中国汽车工业起步较晚,但前景不可限量。
随着汽车的大量生产,由之产生了如何节能省油,提高质量,提高功能,节约用材,简化生产工序,降低成本等问题。
汽车塑料化是众志所向,它是基于三个主要理由,一是节能,二是提高功能,三是简化制造工序与工艺。
68——1 汽车表格中
由此看出;汽车行业中消费的能量占总消耗的82%,这是绝对大头,抓住大头,节能在望。
当今世界汽车制造业从三方面改进燃料效率,也即汽车节能大头。
减轻汽车重量 缩小汽车尺寸(小轻化)
提高 (轻量化) 转向轻质材料(轻量化)
燃料 提高发动机 改进汽油发动机(采用电子技术)
效率 效率 开发柴油,酒精及电气等发动机
减少汽车行驶时的阻力(从空气动力学上变革)
世界各国考核汽车行车时节能指票是MPG或KMPL,即每加仑汽油行车英里数或每公升汽油行车公里数。
日本是汽车小型化的先驱者,日本主要汽车制造厂家如丰田,日产,东洋,本田,三菱,铃木,等所产小汽车重量者在1t 以下,而且70年代以来更向微型化推进。
西欧和美国在汽车小型化方面也做了大量工作,进展很快,上海大众的san-tana小汽车即是其中之一,自重只有991kg德国大从的Golf的Jetta小汽车则体积更小,质量更轻。
汽车节能的第二个措施是选材转向轻质材料,即汽车轻量化,轻质材料有:塑料,铝合金和高强度钢,其中以“塑料”和“高强度钢”进展很快,而尤以塑料最为被汽车制造业所吸引。
美国在汽车塑料化工作中处于世界领先地位。塑料材料比例中由1980年的6。1%上升到1990年的12%,日本则由1979年的5.3%上升到1990年的10%。
汽车塑料化当前的趋势是由作为普通的装饰件和软垫转向结构件和功能件,换言之,由汽车内部装饰扩展到汽车外部结构,因而由单一塑料转向塑料合金,纤维增强复合材料将登上汽车工业的宝座,展望未来,全塑料的汽车将为您服务。
美国Franklin Associated Ltd对汽车上16种配件由金属改用塑料后减轻质量对比(见表)
上述16种配件实现塑料化后即可减轻质量344kg/辆,轻量化率为47.7%。
据报道,美国小汽车每辆使用塑料1979年为83kg,1985年上升到90 kg,1990年
达到116kg,各种塑料量见表
西欧每辆小汽车使用塑料1983年为60~70kg,1985年为90~100kg,1990年达100~130kg,各种塑料用量见表
汽车塑料化带来了汽车轻量化,汽车轻量化则带来了节约能源,所以,塑料——轻量化——节能 三者关系何等密切。据美国统计,汽车的质量每减轻425kg,每升汽油就可多跑1km路程,1977年美国用于汽车上的塑料,使每辆汽车的质量减轻125kg,按照全美在路上行驶的所有汽车数量估算,一年可以节能4。85×1012kj,相当于节约原油1400万桶。折300万吨,美国1977年每辆汽车平均使用塑料还不到70kg,而到1990年已达116kg,美国现在的节油量比1977年大得多
汽车节能的第二方面是提高发动机效率
汽车节能的第三方面是着眼于减少汽车行驶的阻力即从空气动力学上变革。车辆在高速行驶中,空气对它产生了很大的阻力,使车速减慢多耗了燃料。为了减少空气阻力,近年来研究出了新办法,关于载重车行驶时空气对货箱之间产生了很大阻力,因而设计在货箱左右两侧装上玻纤增强塑料导风板,载重车高速行驶时藉以减少空气阻力,节约了油耗。据美国统计可以节约10%燃料,早在1977年美国已有13%车队装有导风板,现在估计已有80%以上都装置了,如在车队总数仍按1976年计算,节约原油400万吨,此数字非常可观。日本近年来也在这方面急起直追,1980年日本自动车输送技术协会做了一系列实车行驶试验,得出结果:大型载重车玻纤增强导风板后,平均时速在70km时可节油4%~7%,80km时可节油4。5%~8%甚至可高至9.67%
至于小汽车,为了行车时空气阻力,除车身设计流线型,车头改扁往下倾斜外,近年来设计在车身后部尾门边缘横向装上泡沫塑料车尾导流板,它不仅能有效地控制车后的气流,而且在其他措施的共同协同下,还可以减少空气的磨擦,从而降低了油耗。
根据专家预测:到2000攫,全国汽车保有量为1800~2100万辆,汽油需求量为3200~3800万吨,然而预测到2000年我国汽油五笔型产量只有4000吨,换句话说汽油产量的80%~95%和柴油产量36%~45%都消耗在汽车跑路上。到2010年,汽油生产量的93%和柴油产量的58%都将消耗在汽车上
从以下数据看出,随着汽车产量的上升,全国汽车保有量的直线上升,随之而来的燃料油的需求量急剧上升。因此,汽车节能将会提到最高议事日程,要使汽车节能,就要使汽车轻量化,而汽车轻量化最有效的途径是汽车塑料化。
2. 提高汽车配件功能
塑料配件节能功能已于前节作了全面叙述。对每一种塑料件而言,还有它独特的功能,例如:塑料燃油箱与金属燃油箱相比具有:1改善了长期使用性能;2安全性能良好;3低导热率,即万一失火时,迟发生危险;4改善了设计自由度;5可充分有效利用汽车车身与底盘间的不规则空间,从而增大了燃油箱容积;6质量减轻;7燃油箱里外均耐化学腐蚀;8减少燃料油在油箱中晃动声;9生产过程中产生的废边料可回收利用;10成本降低。
再如塑料复合结构仪表板与金属仪表板相比当一旦撞车事故发生时,对驾驶员和前座客人冲撞碰伤程序可大大降低,而且对仪表的防震也有改善。
再如塑料保险杠特别是TPE保险杠,当一旦发生撞车时,对吸收冲击能大有改善,使冲撞引起的伤害与损失降低到低限度。
3简化制造工序
以燃油箱为例,金属板冲压成型的燃油箱制造工序不下20道以上,而塑料燃油箱只须一次吹塑成型,大大简化了生产制造工序,其他汽车塑料配件不胜枚举。
我国汽车工业起步晚产量小,预测2000年国产汽车对塑料的需求量见表
1995年根据发展情况,我国汽车用塑料需求预测见表
其中上海桑塔纳轿车塑料件一览表见表
4汽车塑料件成型
汽车塑料件(一辆小汽车大约装配一二百件塑料件)的成型加工方法多种多样,即便是一种塑料件也可由几种成型方法制得,下面列举汽车塑料件的成型方法:
片材挤出压延成型(软,硬塑料)
异型材挤出成型,复合挤出成型
注塑成型
反应注射成型(RIM)
增强反应注射成型(RRIM)
中空吹塑成型
多层中空吹塑成型
结构吹塑成型
模压成型(包括片状模塑料,块状模塑料的模压成型)
回转成型
热成型(真空吸塑)
其他成型加工(发泡,刻花,印刷,喷漆)例如,前后保险杠根据其材质不同,可采用注塑成型,或RIM,或RRIM,或模压(SMC)又如燃油箱可采用吹塑成型,或多层共挤吹塑成型,或板材热成型(真空吸塑)两哈夫再焊接,或注塑成型两哈夫再焊接,或结构吹塑成型。
 
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