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塑料在汽車工業(yè)中的應用

2025China.cn   2008年03月10日

汽車塑料化前景

  汽車是陸上主要的靈活交通運輸工具,汽車工業(yè)是國民經濟中極為重要的基礎工業(yè)之一,1996年世界小汽車產量高達3741萬輛。

  中國汽車工業(yè)起步較晚,但前景不可限量。

  隨著汽車的大量生產,由之產生了如何節(jié)能省油,提高質量,提高功能,節(jié)約用材,簡化生產工序,降低成本等問題。

  汽車塑料化是眾志所向,它是基于三個主要理由,一是節(jié)能,二是提高功能,三是簡化制造工序與工藝。

  68——1 汽車表格中

  由此看出;汽車行業(yè)中消費的能量占總消耗的82%,這是絕對大頭,抓住大頭,節(jié)能在望。

  當今世界汽車制造業(yè)從三方面改進燃料效率,也即汽車節(jié)能大頭。

  減輕汽車重量 縮小汽車尺寸(小輕化)

  提高 (輕量化) 轉向輕質材料(輕量化)

  燃料 提高發(fā)動機 改進汽油發(fā)動機(采用電子技術)

  效率 效率 開發(fā)柴油,酒精及電氣等發(fā)動機

  減少汽車行駛時的阻力(從空氣動力學上變革)

  世界各國考核汽車行車時節(jié)能指票是MPG或KMPL,即每加侖汽油行車英里數或每公升汽油行車公里數。

  日本是汽車小型化的先驅者,日本主要汽車制造廠家如豐田,日產,東洋,本田,三菱,鈴木,等所產小汽車重量者在1t 以下,而且70年代以來更向微型化推進。

  西歐和美國在汽車小型化方面也做了大量工作,進展很快,上海大眾的san-tana小汽車即是其中之一,自重只有991kg德國大從的Golf的Jetta小汽車則體積更小,質量更輕。

  汽車節(jié)能的第二個措施是選材轉向輕質材料,即汽車輕量化,輕質材料有:塑料,鋁合金和高強度鋼,其中以“塑料”和“高強度鋼”進展很快,而尤以塑料最為被汽車制造業(yè)所吸引。

  美國在汽車塑料化工作中處于世界領先地位。塑料材料比例中由1980年的6。1%上升到1990年的12%,日本則由1979年的5.3%上升到1990年的10%。

  汽車塑料化當前的趨勢是由作為普通的裝飾件和軟墊轉向結構件和功能件,換言之,由汽車內部裝飾擴展到汽車外部結構,因而由單一塑料轉向塑料合金,纖維增強復合材料將登上汽車工業(yè)的寶座,展望未來,全塑料的汽車將為您服務。

  美國Franklin Associated Ltd對汽車上16種配件由金屬改用塑料后減輕質量對比。

  上述16種配件實現塑料化后即可減輕質量344kg/輛,輕量化率為47.7%。

  據報道,美國小汽車每輛使用塑料1979年為83kg,1985年上升到90 kg,1990年,達到116kg。

  西歐每輛小汽車使用塑料1983年為60~70kg,1985年為90~100kg,1990年達100~130kg。

    汽車塑料化帶來了汽車輕量化,汽車輕量化則帶來了節(jié)約能源,所以,塑料——輕量化——節(jié)能 三者關系何等密切。據美國統(tǒng)計,汽車的質量每減輕425kg,每升汽油就可多跑1km路程,1977年美國用于汽車上的塑料,使每輛汽車的質量減輕125kg,按照全美在路上行駛的所有汽車數量估算,一年可以節(jié)能4。85×1012kj,相當于節(jié)約原油1400萬桶。折300萬噸,美國1977年每輛汽車平均使用塑料還不到70kg,而到1990年已達116kg,美國現在的節(jié)油量比1977年大得多

  汽車節(jié)能的第二方面是提高發(fā)動機效率

  汽車節(jié)能的第三方面是著眼于減少汽車行駛的阻力即從空氣動力學上變革。車輛在高速行駛中,空氣對它產生了很大的阻力,使車速減慢多耗了燃料。為了減少空氣阻力,近年來研究出了新辦法,關于載重車行駛時空氣對貨箱之間產生了很大阻力,因而設計在貨箱左右兩側裝上玻纖增強塑料導風板,載重車高速行駛時藉以減少空氣阻力,節(jié)約了油耗。據美國統(tǒng)計可以節(jié)約10%燃料,早在1977年美國已有13%車隊裝有導風板,現在估計已有80%以上都裝置了,如在車隊總數仍按1976年計算,節(jié)約原油400萬噸,此數字非??捎^。日本近年來也在這方面急起直追,1980年日本自動車輸送技術協(xié)會做了一系列實車行駛試驗,得出結果:大型載重車玻纖增強導風板后,平均時速在70km時可節(jié)油4%~7%,80km時可節(jié)油4。5%~8%甚至可高至9.67%

  至于小汽車,為了行車時空氣阻力,除車身設計流線型,車頭改扁往下傾斜外,近年來設計在車身后部尾門邊緣橫向裝上泡沫塑料車尾導流板,它不僅能有效地控制車后的氣流,而且在其他措施的共同協(xié)同下,還可以減少空氣的磨擦,從而降低了油耗。

  根據專家預測:到2000攫,全國汽車保有量為1800~2100萬輛,汽油需求量為3200~3800萬噸,然而預測到2000年我國汽油五筆型產量只有4000噸,換句話說汽油產量的80%~95%和柴油產量36%~45%都消耗在汽車跑路上。到2010年,汽油生產量的93%和柴油產量的58%都將消耗在汽車上

  從以下數據看出,隨著汽車產量的上升,全國汽車保有量的直線上升,隨之而來的燃料油的需求量急劇上升。因此,汽車節(jié)能將會提到最高議事日程,要使汽車節(jié)能,就要使汽車輕量化,而汽車輕量化最有效的途徑是汽車塑料化。

  2. 提高汽車配件功能

  塑料配件節(jié)能功能已于前節(jié)作了全面敘述。對每一種塑料件而言,還有它獨特的功能,例如:塑料燃油箱與金屬燃油箱相比具有:1改善了長期使用性能;2安全性能良好;3低導熱率,即萬一失火時,遲發(fā)生危險;4改善了設計自由度;5可充分有效利用汽車車身與底盤間的不規(guī)則空間,從而增大了燃油箱容積;6質量減輕;7燃油箱里外均耐化學腐蝕;8減少燃料油在油箱中晃動聲;9生產過程中產生的廢邊料可回收利用;10成本降低。

  再如塑料復合結構儀表板與金屬儀表板相比當一旦撞車事故發(fā)生時,對駕駛員和前座客人沖撞碰傷程序可大大降低,而且對儀表的防震也有改善。

  再如塑料保險杠特別是TPE保險杠,當一旦發(fā)生撞車時,對吸收沖擊能大有改善,使沖撞引起的傷害與損失降低到低限度。

  3簡化制造工序

  以燃油箱為例,金屬板沖壓成型的燃油箱制造工序不下20道以上,而塑料燃油箱只須一次吹塑成型,大大簡化了生產制造工序,其他汽車塑料配件不勝枚舉。

  我國汽車工業(yè)起步晚產量小,預測2000年國產汽車對塑料的需求量見表

  1995年根據發(fā)展情況,我國汽車用塑料需求預測見表

  其中上海桑塔納轎車塑料件一覽表見表

  4汽車塑料件成型

  汽車塑料件(一輛小汽車大約裝配一二百件塑料件)的成型加工方法多種多樣,即便是一種塑料件也可由幾種成型方法制得,下面列舉汽車塑料件的成型方法:

  片材擠出壓延成型(軟,硬塑料)

  異型材擠出成型,復合擠出成型

  注塑成型

  反應注射成型(RIM)

  增強反應注射成型(RRIM)

  中空吹塑成型

  多層中空吹塑成型

  結構吹塑成型

  模壓成型(包括片狀模塑料,塊狀模塑料的模壓成型)

  回轉成型

  熱成型(真空吸塑)

  其他成型加工(發(fā)泡,刻花,印刷,噴漆)例如,前后保險杠根據其材質不同,可采用注塑成型,或RIM,或RRIM,或模壓(SMC)又如燃油箱可采用吹塑成型,或多層共擠吹塑成型,或板材熱成型(真空吸塑)兩哈夫再焊接,或注塑成型兩哈夫再焊接,或結構吹塑成型。

 

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