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知识科普|改性尼龙在汽车发动机周边部件上的应用

09-22 11:09 阻燃材料百科

一、进气岐管,发动机的进气系统部件最重要的是进气歧管,它位于汽车发动机室内中央,是一种形状复杂的中空部件,进气歧管是发动机周边重要部件之一,过去一般用铝或铸铁制造,铝制进气歧管质量为4.5~7.3KG,尼龙制的进气歧管质量为2.2~3.4KG。进气歧管的基本功能是将汽油和空气按一定比例混合成“混合气”,通过它在汽化器分配到发动机的各气缸中。近年来的趋势是不用汽化器,直接将汽油在进气歧管和进气口用喷射的方式加入,此时的进气歧管的作用之一是控制空气进入各气缸,而且,汽油和空气的混合要迅速进行。目前德国的宝马汽车公司,在发动机上采用了以35%玻璃纤维增强尼龙为原料制造的进气歧管。美国福特汽车公司与杜邦公司合作,共同用35%玻璃纤维增强PA66制造进气歧管等等。聚酰胺改性进气歧管有下优点


 


①.轻量化,与铝制歧管相比轻,聚酰胺进气歧管质量减少40%~60%,可以节省能量。


②.进气歧管的成本降低40%~50%,聚酰胺进气歧管的制备方法目前主要采用熔芯法和振动焊接法,都是注射成型方法的改进,成型工序少(几个部品一次成型)加工部件少,节省加工工时,提高了生产性,降低了安装成本。


③.聚酰胺进气歧管内表面光滑,对气流阻力小,可提高燃油效率。由于聚酰胺的导热性低于铝,燃油喷嘴和进入空气的温度较低,这不仅可以改善热起动性,还可提高发动机的效率和扭矩,改善发动机性能,减少废气排放。


④.降低噪声,这是因为聚酰胺本身具有减震消音和耐磨耗的性能。


⑤.设计自由度较大,特别是熔芯法制歧管时,设计自由度大。


 


二、汽车发动机周边的环境及对塑料的要求,汽车发动机周边部件大致可以分为进排气系统部件、冷却系统部件、燃料系统部件和传动系统部件等。发动机是汽车的“心脏”,因而对其周边部件所用材料的要求十分苛刻,首先由于热的辐射、传导、对流,这些部件要经受长期热的环境,一般要经受-40℃~140℃左右的温度环境条件;同时也要经受道路上的飞砂石的冲击;还应耐汽车所用的油品,如汽油、柴油、润滑油等,洗涤剂、长效防冻剂、制动液、蓄电池酸液、油中各种添加剂、醇类、高温水等的侵蚀;要经受压力和振动负荷,由于发动机外形尺寸的缩小和减少发动机分隔室,可以降低汽车的体积和质量,以达到降低能耗的目的,但是,随着分隔室的减小,阻火壁变薄,汽车在运转时,振动噪声大。针对这些严酷的工作环境、结构部件本身的要求,对用于汽车发动机周边部件的工程塑料,必须具有下列性能。


1)要有良好的减振,耐摩擦磨耗及防噪声的性能。


2)具有足够的强度,弹性模量及冲击强度,特别是低温冲击强度。


3)要具有耐油(如汽油、柴油、润滑油等)洗涤剂、长效防冻剂、制动液、蓄电池酸液、油中各种添加剂、醇类等的性能。


4)要求制品要有优良的表面性能,特别是进气岐管的表面要光滑。


5)要求制品要有足够的精度,尺寸稳定性,长期使用功能不变;要有良好的经济性。


 


6)用于冷却系统部件,还要具有较好耐水解性和耐热变形性。


7)要具有优良的熔融流动性和成型加工性,因为这些部件大多采用注射成型方法成型,有的部件结构十分复杂,特别是进气岐管,如采用熔芯法制造,是低速压注射成型,因此,树脂必须要有较好的熔融流动性,否则是难于成型的。


8)要求塑料的废料和废旧部件,能回收循环使用。


 


由于发动机周边部件主要是发热和振动部件,其部件所用材料大多数是玻璃纤维增强尼龙。这是因为尼龙具有较好的综合性能,用玻璃纤维改性后的尼龙,主要性能得到很大地提高,如强度、制品精度、尺寸稳定性等均有很大地提高。 


 

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