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用塑料制造發(fā)動機油底殼

2025China.cn   2008年12月13日

2009年起,最后一種金屬油底殼將完成其歷史使命,屆時,曼-胡默爾公司計劃將第一種轎車用塑料油底殼投放市場。人們普遍認為:工作環(huán)境的溫度過高是在發(fā)動機中使用塑料零部件的一大障礙,而這種看法將會因塑料油底殼的問世而發(fā)生改變。

 

“當塑料零部件大批量投放市場之后,隨后的一切都水到渠成了?!钡聡?/SPAN>-胡默爾公司負責創(chuàng)新技術的Thomas Jessberger先生說道。這種成功首先體現(xiàn)在1968年的塑料空氣濾清器上,第一個塑料進氣管誕生于1989年,曼-胡默爾公司計劃從2009年開始在轎車發(fā)動機的生產中大批量采用塑料油底殼(Polyamid 6)。與鋁合金壓鑄油底殼相比,塑料油底殼的重量會減輕60%Jessberger先生指出,到那時,曼-胡默爾公司每年要生產10萬個塑料油底殼,但他并沒有透露究竟是哪個OEM廠家采用這一產品。

 

據(jù)Jessberger先生介紹,2006年曼-胡莫爾公司就接到了某OEM廠商的塑料油底殼的訂單,但由于完成這份訂單需要具有大批量生產的能力,而當時該公司還不具備批量供貨的能力,因此未能供貨。 

 

寶馬公司也許是塑料油底殼的用戶?

 

據(jù)了解,寶馬公司的X5轎車的翼子板使用了塑料材料,在BMW 6系列轎車中使用了復合材料(SMC片狀模壓料),在BMW 5系列、7系列和Land Rover轎車中靠近發(fā)動機的聚酯變速器油底殼是在轎車中使用塑料件的先驅。

 

寶馬公司動載荷和材料研發(fā)部門的領導人Rudolf Stauber教授認為,未來汽車生產領域中塑料零部件的利用率將會從占轎車重量的16%左右(不含塑性塑料)提高到20%。在現(xiàn)代化的汽車制造業(yè)中,聚合物材料將扮演重要的角色,為更加經濟地制造那些形狀復雜、技術要求更高的產品提供了新的可能。也就是說,塑料零部件不僅重量輕,而且還具有價格低的優(yōu)勢。

 

油底殼也是如此。塑料油底殼不僅可以減少模具制造的費用,而且也省略了鋁合金油底殼壓鑄后的機械加工工序,其生產成本應比鋁合金油底殼低30%40%。另外,塑料油底殼還因為集成了油道、吸油管、機油過濾器、單獨的備用油口和防濺板等,進一步減少了空間占用、生產制造費用和裝配費用。Jessberger先生認為,在塑料材料的應用方面,幾乎挖掘了輕結構設計的全部潛力,但是還沒有完全實現(xiàn)其功能集成。 

 

更加廣泛的用途

 

據(jù)杜邦工程塑料公司歐洲汽車研發(fā)中心的領導人Klaus Bender先生介紹,利用他們的塑料材料除了可以完成吸氣管、閥蓋或者油底殼的生產制造之外,還有著更加廣泛的用途。 

 

汽車工業(yè)領域中塑料材料的使用自然也受到了一定的限制,主要是其持久使用時的最高溫度。目前,塑料零部件允許的工作溫度隨環(huán)境條件不同而有所不同,一般在170200℃之間(如用作水箱和油箱時)。也就是說,發(fā)動機燃燒室的工作溫度高達1 000℃時,集中承載的結構件采用塑料材料是不合適的。

 

安裝在汽車發(fā)動機附近使用最多的塑料材料是聚酰胺材料,約占發(fā)動機重量的4%6%,其他的有一小部分是PP(聚丙烯)材料、PBT(聚丁烯)材料和BMC(不飽和聚酯團狀模塑料)材料。在20多年前,人們曾考慮利用碳纖維增強的塑料材料來完成這些任務,然而這一切都成了幻想。

 

塑料―金屬復合材料

 

塑料―金屬復合材料是一種將塑料和金屬的優(yōu)點結合在一起的新型材料。這種復合材料已經不是什么新的理念了。金屬框架或者金屬格柵噴涂塑料的零部件早在多年前就已經問世了,而杜邦公司則直接將塑料噴涂到金屬表面,因為按照機械原理,金屬表面有著最大的強度。

還有就是帶有金屬納米涂層的塑料材料。杜邦公司于200710月份在 杜塞爾多夫市舉辦的“K-2007”塑料技術博覽會上已經首次展出了這種有著金屬納米涂層的塑料材料。杜邦公司的目標是計劃用這種材料百分之百地代替鋁。

 

使用塑料材料的動力

 

使用塑料材料的動力是汽車塑料零部件的功能性。功能性好的塑料零部件能夠提高生產能力,同時也能降低生產成本。僅塑料模具一項可以節(jié)約的費用就相當可觀:塑料模具的使用壽命是鋁合金模具使用壽命的10倍。越來越嚴格的汽車尾氣排放標準也要求汽車的重量越來越輕,越來越多地用塑料零部件來替代金屬零部件。SCR選擇性催化器系統(tǒng)就是一個很好的例子,它需要非常耐用的材料,以便尿素的再生。

 

另外,日本廣闊的市場也是汽車塑料零部件發(fā)展的動力,豐田公司的汽車中使用的塑料零部件比歐洲汽車生產廠使用的塑料要少4%5%,例如在豐田Aygo轎車中,塑料零部件的重量占總重的11%。Bender先生認為,日本人比較保守,他們在觀望,看是否會出現(xiàn)其他的新材料。

 

Jessberger先生則認為,到目前為止還沒有看到“由塑料材料制造的汽車零部件又重新使用了金屬材料”。

 

 

 

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