高分子材料在汽车轻量化上的应用
高分子材料在汽车制造中的应用研究

高分子材料在汽车制造中的应用研究摘要:随着汽车制造工艺的不断发展,高分子材料在汽车制造中的应用逐渐增加。
本文将着重探讨高分子材料在汽车制造中的应用研究,并分析其在提升汽车性能、改善乘坐舒适度和减少能源消耗等方面所起到的影响。
引言:高分子材料是由大量单体分子通过化学键连接而成的材料,具有轻质、高强度、抗腐蚀等特性。
这些特性使得高分子材料在汽车制造中得到广泛应用。
在过去的几十年里,汽车制造商不断探索高分子材料的潜力,并在车身、内饰、发动机部件等方面进行了广泛的应用研究。
一、高分子材料在车身制造中的应用车身是汽车的重要组成部分,直接关系到外观设计、车辆结构强度和碰撞安全性能。
高分子材料能够满足车身轻量化的需求,提高汽车燃油经济性,减少能源消耗。
例如,聚合物基复合材料可以用于制造车身结构件,其具有较高的比强度和刚度,同时具有较好的吸能性能,能够在碰撞事故中有效保护车内乘员的安全。
二、高分子材料在内饰制造中的应用汽车内饰是提高乘坐舒适度和美感的关键因素之一。
高分子材料在内饰制造中发挥了重要作用。
例如,使用塑料材料代替传统的金属材料可以降低汽车的重量,提高燃油经济性。
此外,高分子材料还具有更好的音、热隔离性能,能够降低内饰噪音和温度,提升乘坐舒适度。
三、高分子材料在发动机部件制造中的应用发动机是汽车的核心部件,对汽车性能和能效有着重要影响。
高分子材料的应用可以提高发动机部件的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性。
例如,使用高温耐热塑料可以制造发动机罩,有效减少热气体的散失,提高发动机的工作效率。
此外,高分子材料还具有较低的磨损率和摩擦系数,能够减少零部件的磨损和能源消耗,延长发动机的使用寿命。
四、高分子材料在悬挂系统制造中的应用悬挂系统是汽车悬挂装置的核心组成部分,直接影响到汽车的操控性能和乘坐舒适度。
高分子材料在悬挂系统制造中有着广泛的应用。
例如,使用聚合物基复合材料制造悬挂弹簧可以减轻汽车重量,提高悬挂系统的回弹性能。
高分子材料在汽车轻量化中的应用

高分子材料在汽车轻量化中的应用在当今汽车工业的发展中,轻量化已经成为了一个至关重要的课题。
随着环保法规的日益严格和消费者对燃油经济性的更高要求,汽车制造商们纷纷寻求各种方法来减轻车辆的重量,而高分子材料的应用便是其中一项关键的技术手段。
高分子材料,简单来说,就是由大量重复单元组成的大分子化合物。
常见的高分子材料包括塑料、橡胶、纤维等。
这些材料具有许多优异的性能,如重量轻、强度高、耐腐蚀、易于加工成型等,使得它们在汽车轻量化领域中发挥着越来越重要的作用。
首先,塑料在汽车中的应用十分广泛。
汽车内饰件,如仪表盘、门板、座椅靠背等,大量采用了塑料材料。
与传统的金属材料相比,塑料不仅重量轻,还能够通过注塑成型等工艺实现复杂的形状和结构,满足汽车设计的多样化需求。
同时,一些高性能的工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚苯醚(PPO)等,具有出色的机械性能和耐热性能,可以用于制造汽车的发动机周边部件、电子电器部件等。
例如,PC 材料常用于制造汽车灯罩,其良好的透光性和耐冲击性能够保证车灯的照明效果和安全性;PA 材料则可用于制造进气歧管,其耐高温和高强度的特点能够适应发动机舱内的恶劣环境。
橡胶也是汽车中不可或缺的高分子材料之一。
轮胎是橡胶在汽车上最典型的应用。
现代轮胎通常采用合成橡胶,如丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)等,与天然橡胶混合使用,以获得良好的耐磨性、抗老化性和抓地力。
此外,橡胶还用于制造汽车的密封件、减震件等。
密封件能够防止液体和气体的泄漏,保证汽车的正常运行;减震件则可以减少车辆行驶过程中的震动和噪声,提高乘坐舒适性。
纤维增强复合材料是近年来在汽车轻量化领域中发展迅速的一种高分子材料。
这类材料通常由纤维(如碳纤维、玻璃纤维等)和树脂基体(如环氧树脂、不饱和聚酯树脂等)组成。
纤维提供了高强度和高模量,而树脂基体则将纤维粘结在一起,并赋予材料一定的韧性和耐腐蚀性。
碳纤维增强复合材料具有极高的强度和刚度,同时重量非常轻,因此被广泛应用于高端汽车的车身结构件、底盘部件等。
超高分子量聚乙烯在汽车工业中的应用案例分析

超高分子量聚乙烯在汽车工业中的应用案例分析超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE)是一种具有出色性能和广泛应用领域的高分子材料。
在汽车工业中,UHMWPE的应用范围不断扩大,其独特的特性使其成为汽车部件制造的理想选择。
本文将通过分析几个实际案例,探讨UHMWPE在汽车工业中的应用及其优势。
1. 减少磨损和摩擦UHMWPE因其极高的分子量和低摩擦系数,被广泛应用于汽车制动系统。
例如,UHMWPE可以用于制造刹车衬片,其良好的耐磨性和低摩擦系数能够减少制动系统的磨损和噪音。
实际案例表明,采用UHMWPE制造的刹车衬片能够显著提高制动性能,并延长整个制动系统的使用寿命。
2. 提高碰撞安全性能UHMWPE还可以在汽车车身和保险杠等部件中起到缓冲和吸能的作用。
由于其出色的抗冲击性能和高吸能能力,UHMWPE能够减少碰撞时对车身的冲击力,提高汽车的碰撞安全性能。
一些汽车制造商已经采用UHMWPE制造车身结构件,以增强车身的强度和安全性。
3. 减轻重量相较于传统的金属材料,UHMWPE具有极低的密度,因此可以用于制造轻量化的汽车零部件。
例如,UHMWPE可以制作轻便的零件,如汽车内饰件、门板等。
这不仅有助于减轻汽车整体重量,提高燃油效率,还可以减少环境污染。
4. 延长使用寿命由于UHMWPE具有出色的耐用性和耐腐蚀性,因此能够延长汽车零部件的使用寿命。
例如,采用UHMWPE制造的传动系统零件可以减少磨损和摩擦,从而降低维护和更换的频率,并提高整体使用寿命。
此外,UHMWPE还能够抵抗化学物质和恶劣的工作环境,使其在汽车工业中越来越受到青睐。
总结起来,UHMWPE在汽车工业中的应用案例分析表明,其在制动系统、车身结构、轻量化和延长使用寿命等方面具有明显优势。
强大的耐磨性、低摩擦系数、高抗冲击性能和耐腐蚀性使得UHMWPE成为理想的汽车部件材料。
轻量化技术和材料在汽车工程中的应用

轻量化技术和材料在汽车工程中的应用摘要:伴随着我国汽车制造行业的发展,汽车保有量在逐步提升,对人们的日常生活与工作产生了较为深远的影响,然而与此同时,汽车制造行业也正在面临能源短缺、环境污染等危机,节能减排成为我国乃至世界汽车工业需要重点解决的一项问题。
基于此,以下对轻量化技术和材料在汽车工程中的应用进行了探讨,以供参考。
关键词:轻量化技术和材料;汽车工程;应用引言随着汽车燃油价格的不断提高,汽车轻量化已经成为有效降低汽车能耗、控制成本的关键举措,这也是获取更多汽车消费者的关键所在。
为此,加大对汽车轻量化技术应用的研究,采用更多的新材料,在确保汽车安全性的同时推动汽车轻量化发展,实现降低能耗,推动汽车节能减排。
1车架轻量化设计方案车架结构轻量化的总体原则为:①不影响车架整体承载及抗扭性;②对于应力集中的位置进行局部加强;③精简结构,实现降重。
基于现有车型的车架结构,在满足承载及可靠性的基础上,对车架材料及结构进行优化。
轻量化方案既能减轻自重,又能提高车辆的承载能力,高强钢材料不可或缺。
高强度钢具有以下优点:①原材料价格低,经济性好;②综合性能优越,易实现零部件的强度和刚度要求;③与普通钢材强度相比,高强度钢具有较高的缓冲,从而提高汽车的安全性。
在不影响使用性能的前提下结构设计时,高强度钢的强度优点可以减轻构件壁厚,从而降低产品质量。
据研究,相对于传统510L的普通钢材,500MPa级高强钢种的减重潜能约为20%,700MPa级高强钢种的减重潜能可达到30%以上。
2汽车轻量化途径就当前总体情况来看,全球范围内的中型乘用车平均质量在1200-1400kg之间。
针对汽车轻量化而言,该目标可以通过以下途径来实现:a.加强轻质材料的使用,例如,密度相对较低的铝、铝合金以及碳纤维复合材料等都为轻质材料,对于此类材料的合理使用能够大大减少汽车重量;b.对原本汽车使用的普通钢材替换为高强度钢,通过此种方式有利于有效降低钢板厚度;c.加强现代化先进制造工艺的使用,目前汽车制造应用较为广泛的工艺包括半固态成形技术、液压成形技术以及激光拼焊技术等;d.针对汽车的结构设计展开全面优化,具体来说就是汽车车身、发动机等构件展开相应的结构优化,对于此方面尝试应用在前轮驱动以及超轻悬架结构等。
高分子材料在汽车领域应用探讨

高分子材料在汽车领域应用探讨作者:杨青来源:《卷宗》2016年第11期摘要:随着我国经济的快速发展,汽车已经进入千家万户,在给人们提供方便出行的同时也加大了能源消耗与有害气体的排放,污染了环境。
因此汽车要想实现持续化发展则必须解决工业能耗高与排放量大的问题。
而汽车轻量化无疑是最好的选择。
本文首先提出了汽车轻量化概念,接着提出了在汽车内饰与功能结构件上应用高分子材料的现状,最后论述了将高分子材料应用于汽车工业的策略。
关键词:高分子材料;汽车领域;应用当前汽车工业得到了快速发展,要求在车体结构、车身重量、防止腐蚀、做好隔音减振、节约能源等方面实现突破性进展,要求生产工艺实现自动化、行驶达到高速化。
因此在生产汽车过程中大量应用重量轻、韧性好、不易腐蚀、良好隔音隔热的高分子材料,不但可以在汽车行驶中节约大量的燃料而且也可以提高汽车综合性能。
所以当前高分子材料已普遍应用于汽车生产当中。
由于使用高分子材料,所以不但可以减轻汽车总体重量,减少能源排放,而且也可以利用塑料易成型加工的特点,可以减少生产成本。
当前,高分子材料已广泛应用于汽车饰件与功能结构件当中,在汽车总重量中占到了十分之一以上。
1 高分子材料在汽车上的应用状况1、汽车饰件上的应用汽车的饰件主要有内饰件与外饰件。
这些饰件的作用等同于汽车的功能结构件。
它们不但具有多方面的功能,而且主要占据着汽车的外观,是购买汽车者的首要选择。
(1)内饰件汽车的内饰件主要有仪表板、车门内板、方向盘、座椅、顶篷、地垫、遮阳板等。
内饰件不但要保证具有减振、隔热、隔音、遮音等作用,而且还要求做到耐热与高抗冲性、高强度与刚性、表面硬度高、不易被化学品腐蚀、不怕刮擦、保护环境等特点。
最早汽车内饰件主要应用金属、木材、纤维纺织品等制作而成,不但外观较差而且也不利于保护环境。
因此,高分子材料以其独有的优势迅速得到了汽车行业的应用。
当前,汽车内饰件当中应用的塑料在汽车全部塑料中占到了一半以上。
2024年先进高分子材料市场发展现状

2024年先进高分子材料市场发展现状1. 引言先进高分子材料是一类具有特殊性能和广泛应用前景的新型高分子材料。
随着科技的进步和工业的发展,先进高分子材料在各个领域中得到了广泛应用。
本文将对先进高分子材料市场的发展现状进行分析。
2. 先进高分子材料的种类及应用先进高分子材料包括但不限于聚合物复合材料、功能性高分子材料、生物医用高分子材料等。
这些材料具有优异的物理性质、化学稳定性和机械性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子技术、生物医药等领域。
在航空航天领域,先进高分子材料被用于制造轻质高强度的航空器零部件,以提高飞行器的燃油效率和减少碳排放。
在汽车制造领域,先进高分子材料可以用于制造轻量化车身和能源储存装置,以提高汽车的燃油经济性和减少尾气排放。
在电子技术领域,先进高分子材料被用于制造电子元件和柔性电子产品,以满足现代电子设备对小型化和高性能的需求。
在生物医药领域,先进高分子材料被用于制备医用仿生材料、药物传输系统和生物传感器,为医疗诊断和治疗提供了新的途径。
3. 先进高分子材料市场的发展趋势在全球范围内,先进高分子材料市场呈现出快速增长的态势。
这主要受到创新技术的推动和市场需求的拉动。
首先,先进高分子材料领域的技术创新不断突破。
随着纳米技术、复合材料技术、功能化改性技术的发展,先进高分子材料的性能得到了大幅提升。
同时,新型高分子材料的开发也为市场发展提供了新的机遇。
其次,各个行业对先进高分子材料的需求持续增长。
随着全球经济的发展和人民生活水平的提高,航空航天、汽车制造、电子技术、生物医药等领域对先进高分子材料的需求不断扩大。
同时,人们对产品性能和质量的要求也越来越高,促使先进高分子材料市场不断发展壮大。
4. 先进高分子材料市场的挑战与机遇虽然先进高分子材料市场发展迅猛,但仍面临一些挑战。
首先,高成本是先进高分子材料市场发展的制约因素之一。
与传统材料相比,先进高分子材料的制备成本较高,这使得其在大规模应用中面临一定的成本压力。
高分子复合材料的应用场景

高分子复合材料的应用场景随着科技的不断进步,高分子复合材料在各个领域得到了广泛的应用。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,使得它成为了替代传统材料的理想选择。
下面将以人类的视角,介绍高分子复合材料在不同领域的应用场景。
1. 轻量化汽车制造高分子复合材料在汽车制造领域得到了广泛应用。
与传统金属材料相比,高分子复合材料具有更轻的重量和更高的强度,能够减轻汽车的整体重量。
这不仅能够提升汽车的燃油效率,减少尾气排放,还能提高汽车的安全性能。
高分子复合材料在汽车车身、车门、座椅等部件上的应用,使得汽车更加节能环保,同时保证了车辆的舒适性和安全性。
2. 航空航天领域航空航天领域对材料的要求非常高,高分子复合材料凭借其良好的物理性能和化学性能,在航空航天领域得到了广泛的应用。
例如,高分子复合材料可以用于制造飞机机身、翼面、螺旋桨等部件,能够大幅度减轻飞机的重量,提高燃油效率,同时还能提高飞机的强度和耐久性。
此外,高分子复合材料还可以用于制造航天器的外壳和热防护材料,能够承受极端的温度和压力,保护航天器的安全。
3. 建筑领域高分子复合材料在建筑领域的应用也越来越广泛。
在地震频发的地区,高分子复合材料可以用于制造抗震支撑结构,提高建筑物的抗震能力。
此外,高分子复合材料还可以用于制造外墙保温材料,能够有效隔热保温,提高建筑物的能源利用效率。
高分子复合材料还可以用于制造建筑物的屋顶、地板等部件,具有轻质、强度高的特点,提高了建筑物的整体质量。
4. 医疗器械领域高分子复合材料在医疗器械领域的应用也非常广泛。
例如,高分子复合材料可以用于制造人工关节、骨修复材料等,具有良好的生物相容性和机械性能,能够有效替代传统的金属材料。
高分子复合材料还可以用于制造医用导管、缝线等,具有良好的柔韧性和耐腐蚀性,能够提高手术的安全性和舒适性。
高分子复合材料在汽车制造、航空航天、建筑和医疗器械等领域都有广泛的应用。
它的轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它成为了替代传统材料的理想选择。
汽车轻量化中的化工材料的运用分析

准。
在塑料方面,以工程塑料居多,如尼龙、高端聚烯烃、聚碳酸酯等。
在复合材料方面,以树脂基纤维增强材料为主,如碳纤维类的高性能纤维、环氧树脂类的热固性树脂材料应用等。
而且,复合材料大多属于高分子材料,其材料成型加工与应用,也能够以具有“质量体系管理标准”特征的工艺流程进行生产制造。
并且,实现“个性化订制生产”目标。
此类材料在汽车轻量化生产要素层面的比较优势,集中体现在“技术含量高”“功能性强”“性能优异”“质量轻薄”等方面。
从当前化工材料在汽车轻量化中的运用现状分析,其运用已经涉及到整个汽车实体。
比如,在动力系统零部件中的运用、在车窗零部件中的运用、在内饰与外饰中的运用、在车身中的运用等,几乎涵盖了整体汽车组成要素。
以汽车轻量化中应用相对普遍的塑料为例,已经实现了40个部位的具体应用[2]。
以车身中的化工材料运用现状为例,在“白车身”和“车身覆盖件”主体结构中,已获得有效应用。
比如,在“白车身”方面,以工程塑料、CFRP —碳纤维复合材料为主的轻量化应用,主要集中于受力结构加固。
典型的宝马7系列汽车中,在骨架加固件的材料选择方面,即以CFRP —碳纤维复合材料为准。
具体而言,在钢材为主体的基本骨架基础上,将CFRP —碳纤维复合材料应用到了车顶横梁、C 柱和A 柱加固件、行李舱和室内隔断等个别部位。
从应用效用看,车体骨架减轻量约为40 kg 、整体车型减轻量约在130 kg 。
另外,在B 柱中对尼龙塑料加强件的使用,也可以使整体减轻量达到2.9 kg 。
再如,宝马i3系列中,对于CFRP —碳纤维复合材料的大量应用,就是在宝马i7系列减轻量数据基础上,进一步将减轻量,提高到了250 kg 到350 kg 范围,其平均减轻量也达到了300 kg 左右。
3 汽车轻量化中的化工材料用量分析从汽车轻量化发展路径中的化工材料用量情况看,一方面,主要通过化工新材料逐渐替代钢材料,形成了“以塑代钢”0 引言汽车产品发展过程,先后经历了独立产品生产制造、流水线作业生产制造、工业产业链条生产制造三个主要时期。
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高分子材料在汽车轻量化上的应用张钰机械工程学院车辆131班 130565摘要本文就汽车数量的日益增长所带来的问题进行分析,进而提出详细策略,便是汽车的轻量化,也是汽车行业目前一重要发展方向。
要实现轻量化,高分子材料为实现途径提供了便捷。
从而介绍了目前汽车上应用广泛的几种高分子材料,分析了它们在汽车不同位置使用时所产生的效果,能减轻汽车质量,减少油耗和减少污染排放。
关键字汽车;轻量化;高分子材料;应用;展望0 引言当今社会,汽车成为人们出行必不可少的工具,也成了人们日常活动不可或缺的商品之一。
随着人均汽车占有量的增长,越来越多的汽车展现在了我们生活当中,它不仅能使我们的旅途更加便捷,也逐步地向舒适的方向发展,所以它不仅是一个交通工具,也渐渐成为一种可以依赖享受的物品。
但是,随着汽车数量的不断增加,一些不能回避的问题也日益显露。
交通拥堵、环境污染、能源消耗以及各种安全隐患让汽车行业不断地接受挑战,降低燃油消耗和减少污染排放已成为当今汽车工业发展和社会可持续发展亟待解决的关键问题。
1 汽车轻量化成为潮流为解决汽车带来的问题,相继出台了一系列的政策来解决,汽车行业的领军人物也开始不断地探索出新的方式来满足汽车量的增长所带来的需求,因此能更节省燃料、控制排放的技术正在不断创新和发展。
从国际发展趋势上看,主要采取以下措施:一是大力发展新型能源汽车;二是发展先进发动机技术;三是汽车轻量化。
在过去10年间,主要是通过改进汽车动力系统来达到节油和环保的标准,发展至今,动力系统技术的改进已接近极限。
而汽车轻量化是汽车零部件重要的发展方向之一,是实现汽车节能减排的最直接和最有效途径。
汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。
由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。
1.1 汽车轻量化更节能环保汽车质量的减少,会减小动力与动力传动系统的负荷,可在较低牵引负荷下,表现出同样或更好的性能。
相关资料及试验结果显示,汽车质量每减少10%,对汽车相关性能及节能减排的影响如下:加速时间减少约8%,制动距离减少约5%,疲劳失效减少约50%,燃油消耗减少约7%,尾气排放减少约5%,原材料成本降低约10%。
[1]根据国家要求,到2015年所有乘用车平均耗油必须降至6.9L/ 100km,节能型乘用车油耗降至5.9L/ 100km以下。
这样不管是从节约能源,还是从保护环境的角度出发,汽车的轻量化都有很大的必要性。
为此,我国一方面要大力发展节能发动机,另一方面是大力发展汽车轻量化技术。
2 高分子材料为汽车轻量化提供有效捷径汽车轻量化的实现途径有很多,但是经济与社会的发展使人们对汽车轻量化、节能、美观、环保、车速更快、更安全、更舒适等方面提出了更高要求。
而高分子材料由于具有良好的性能、低廉的价格、简单的加工工艺,在汽车工业扮演着愈来愈重要的角色。
在汽车工业领域大量使用塑料等高分子材料,以代替各种昂贵的有色金属和合金材料,不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性,降低了零部件加工、装配与维修费用,还可减轻汽车质量,降低汽车能耗与排放。
以塑料、纤维和橡胶为首的高分子材料在汽车工业领域已建立起不可或缺地位。
2.1 塑料在汽车上的应用塑料具有密度小、比强度高、抗腐蚀性好、易成形,从而降低了复杂零件的加工难度,其可设计性强,耐冲击并可绝热、不导电,因此,是汽车轻量化的重要材料。
工程塑料比钢板密度要小得多,对于刚强度要求不高的地方,用塑料代替钢板,减重效果良好,因此塑料在汽车上有广泛的应用,比如内饰件、装饰件和许多结构件,特别是近年来塑料正由内饰件和装饰件向结构件发展,以减轻汽车结构件目前的重量。
塑料目前在汽车上应用的品种有PP、PE、PVC、PA、POM、PC等。
汽车用的工程塑料大体可以分为两大类,目前在不同乘用车车型上应用的重量比大约为8%~10%,商用车车型上1%~2%。
[2]目前,我国每辆轿车塑料用量平均为100kg,占总重量的8%左右,达到国外20世纪80年代中期的水平,可以预料,塑料在汽车工业上的应用将会越来越广泛,开发并使用全塑汽车已不是梦想,一个塑化的汽车工业时代即将到来。
2.1.1 塑料在汽车内饰上的应用汽车内饰件制造过程中常常会采用50%左右的塑料当做原材料,并且汽车内部饰件、外部饰件和功能器件对塑料的要求也有一定的标准。
如所采用的塑料不会产生反光、没有其他异味、不会导致汽车玻璃变模糊、塑料容易去污、抗高温和阻燃性良好等。
在汽车内饰制造中,内部的仪表盘、车板、座椅、门把手以及其余的车内饰件等都是采用复合型的塑料。
仪表盘包括软仪表和硬仪表板,塑料制造的仪表盘能够耐高温,而且透明度较好,耐强度较好。
座位通常都会采用软质的皮革,其缓冲能力较好,而且这种复合型的塑料材料能够提高座位的舒适度。
2.1.2 塑料在汽车外饰上的应用塑料在汽车外饰中主要用于制作汽车的保险杠、格栅、翼子板。
汽车保险杠可以利用塑料着色快、耐热性和强度较高的特性来制作,并且成本相对较低。
保险杠格栅主要用于冷却汽车前方发动机温度而特定设置的汽车外饰,其位置在于汽车最前方,并且各种类型汽车的品牌标志也都镶嵌于散热器的格栅之上。
格栅主要采用ABS、PC或者是两者的合金材料,但是ABS的耐高温性能相对较差,所以在制造的过程中常常会添加黑色助剂。
有的汽车在制造散热器格栅的时候主要采用合金材料,然后利用特定颜色的喷漆来统一车身的颜色。
翼子板主要是用于阻挡泥水飞溅到车身底部的工具,因此必须要具有较强的耐腐蚀性和抗摩擦性。
2.2 碳纤维在汽车上的应用目前,汽车轻量化主要是针对汽车结构、变速器、发动机、悬架、车身及其他附件设计,并使用轻质材料的方式实现。
实现汽车轻量化,力学性能优异的碳纤维被寄予厚望。
碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量大于90%,具有加工能耗低、轻质高强、耐腐蚀、容易成型等优点,其成为汽车轻量化的理想材料。
2.2.1 汽车车身由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度,是作为汽车覆盖件的理想非金属材料,既可以减轻车重,又能够保持防撞性能。
此外,加工的零部件整合、模块化,安装成本低且投资小,可以很好的解决传统车身喷涂和环保处理等成本。
预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身和底盘质量减轻50%。
因此,可以大大节省燃油消耗,但是随之而来的成本问题也不容忽视。
2.2.2 制动器衬片碳纤维复合材料以比强度高、耐热性好、耐磨等优点而应用在刹车片上,成为很好的石棉替代品。
碳纤维制动盘能够在50m内将车速度由300km/h降低到50km/h,制动盘的温度达到900℃以上,碳纤维制动盘可以承受的高温达2500°C,且制动稳定性好。
2.2.3 传动轴汽车传动轴的受力情况比较复杂,尤其要承受很大的扭矩,考虑到碳纤维增强复合材料各向异性、比强度高和比模量相对较低等特性,以碳纤维增强复合材料替代金属产品。
碳纤维传动轴不仅减轻了60%的质量,而且具有更好的耐疲劳性和耐久性。
[3]2.3 橡胶在汽车上的应用橡胶是工业上用途广泛的高分子工程材料,具有耐磨、绝缘、不透气、不透水等性能,其最具独特的性能是高弹性,某些特种合成橡胶还具有耐油、耐燃、耐寒、耐热、耐腐蚀、耐辐射、耐老化等特点。
对于橡胶材料,为了发挥其密封或支承作用一般多使用实芯材料。
但在像汽车用门窗密封条那种要求能发生大形变且形变负荷小的场合,则需要使用内部经过发泡的橡胶海绵,这里希望用海绵橡胶代替传统实芯材料,使密度比以前的材料更低。
近年来,作为可能的替代材料,工业上已开始使用软质热塑性弹性体,它在汽车用橡胶制品中也有一些应用。
橡胶占汽车用材料总质量的5%,并在汽车系统中发挥着重要的作用。
用于汽车的橡胶部件有很多,如:汽车轮胎、门窗密封条、胶管、传动带、减震制品、发动机进气管、发动机进水管、发动机燃油管、液压举、散热器进水管、升系统高低压胶管、气管、制动油、离合油管、胶带、防尘罩、油封、皮膜、皮碗、脚踏板护垫、传动轴伸缩套、操作件防尘罩限位块等部件。
汽车上大量使用含氟橡胶、丙烯酸酯橡胶和硅胶等高档胶是将来汽车橡胶材料发展的主流方向。
用热塑性聚酯弹性体(即TPEE材料)生产的等速万向节防尘罩,取代原来的橡胶,可轻量化50%。
欧美、日本部分车上开始使用TPEE材料,能在满足耐油、耐热的同时,实现轻量化的目的。
[4]3 高分子材料在汽车轻量化应用上的展望如今,高分子材料在汽车轻量化上的应用日益剧增,高分子材料已成为人类不可或缺的材料,化学在生活中也起到了中流砥柱的作用,我们在感叹科技日新月异的同时,更要努力学习文化知识成为科技的领导者。
对于汽车行业,目前,轻量化是发展的重要课题,广泛采用轻量化技术,能使汽车在拥有高效动力的同时兼具杰出的燃油经济性。
汽车行业也提出了“以塑代钢”的思想,纵观国内外发展趋势,不难判断,未来的塑料行业将延伸至建筑、包装材料、家电及汽车等日常生活的方方面面。
而随着汽车轻量化技术、行人保护安全吸能技术、人体防护技术和3D打印技术的广泛应用,高分子材料成为科学家研究的方向,也成为工业的重要力量。
在各类交通工具中,高分子材料正在逐步替代大比重的金属材料与陶瓷材料,从而实现轻量化,如:汽车车身与车壳结构材料中已有50%是采用高分子材料,还有宇航与航空机身和机翼采用高分子复合材料占到总质量的70%~80%。
在有效实现轻量化的途径中,增加高分子材料的使用非常必要,并且在此基础上要努力探索其他新型材料来更好实现汽车轻量化。
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