金屬與非金屬材料對汽車輕量化的影響

〔汽車行業(yè)金屬與非金屬材料對汽車輕量化的影響金屬與非金屬材料對汽車輕量化的影響汽車輕量化汽車輕量化的必要性2023年，我國汽車銷量到達了880萬輛，汽車消費規(guī)模居世界其次。我國汽境保護等方面的影響日益明顯，因此要承受的節(jié)能減排的壓力也日趨增大。有關爭論數(shù)據(jù)說明，假設汽車整備質量降低10%，燃油消耗可削減6%～8%。汽車總質量的3070%的油耗是用在車身質量上的，因此車身來車輛操控穩(wěn)定性和沖撞安全性的提升:由于車輛行駛時的顛簸會因底盤重量減汽車輕量化的技術內涵是:承受現(xiàn)代設計方法和有效手段對汽車產品進展優(yōu)同時汽車本身的造價不被提高，以免給客戶造成經濟上的壓力。實現(xiàn)汽車輕量化的主要途徑合理的構造設計目前國內外汽車輕量化技術進展快速，主要的輕量化措施是輕量化的構造設制造、防腐、連接等工藝的爭論應用融為一體。在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，利用CAD/CAE/CAM一體化技術起著格外重要的作用，涵蓋了汽車設計和制造的各個環(huán)節(jié)。運用這些技術可以實現(xiàn)汽車的輕量化設計、制造。輕量化的手段之一就是對汽車總體構造進展分析和優(yōu)化，實現(xiàn)對汽車零部CAD/CAE/CAM一體化技術，可以準確實現(xiàn)車身實體構造設計和布局設計，對各構件的開頭配置、板材厚度的變化進展分析，并可從數(shù)據(jù)庫中提取由系統(tǒng)直接生成的有關該車的相關數(shù)據(jù)進展工程分析和剛度、強度計算。對于承受輕質材料的零部件，還可以進展布局進一步分析和運動干預分析等，使輕量化材料能夠滿足車身設計的各項要求。此外利用CAD/CAE/CAM振動、疲乏和碰撞分析。通過開發(fā)汽車車身、底盤、動力傳動系統(tǒng)等大型零部件整體加工技術和相關的模塊化設計和制造技術，使節(jié)能型汽車從制造到使用的各個環(huán)節(jié)都真正實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。通過結合參數(shù)反演技術，多目標全局優(yōu)化等現(xiàn)代車身設計方法，爭論汽車輕構造上削減零部件數(shù)量，確保在汽車整車性能不變的前提下到達減輕自重的目的。具體構造合理設計有以下3個方面:剛度進展校核，確保汽車在滿足性能的前提要求下減輕自重。用性能不變的狀況下，縮小尺寸。實行運動構造方式的變化來到達目的。比方承受轎車發(fā)動機前置，前輪驅使整車局部變小，實現(xiàn)輕量化的目標。使用型材料據(jù)統(tǒng)計，汽車車身、底盤(含懸掛系統(tǒng))、發(fā)動機三大件約占一輛轎車總重量65%以上。其中車身外、內掩蓋件的重量又居首位。因此削減汽車車身重量對降低發(fā)動機的功耗和削減汽車總重量具有雙重的效應。為此，首先應當在白車身制造材料方面查找突破口。具體說來可以有如下幾種方案:材料等；使用同密度、同彈性模量而且工藝性能好的截面厚度較薄的高強度鋼；屬基復合材料板、激光焊接板材等。高強度鋼在汽車輕量化中的應用1.0-1.2mm的車身板可減薄至0.7～15%～20%，節(jié)油8%～15%，為此，世界各國大力開發(fā)各種高強度鋼板，主要包括雙相鋼(DP鋼)板以及目前最先進的相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)板等等。DP鋼具有低的屈強比、較高的伸長率〔均勻伸長率和斷裂伸長率〕以及很高的加工硬化率。其高的伸長DP鋼在構造件等。高強度低合金系列中的TRIP鋼是一種型汽車構造用鋼，它利用組織中存在度從而減輕汽車的質量，對節(jié)約能源、削減排放和提高安全性有顯著效果。輕質材料在汽車輕量化中的應用輕質金屬材料在汽車輕量化中的應用鋁合金在汽車上的應用及特點鋁合金的特點Cu、Mg、Zn、Si、Mn、稀土等合金元素配制成各種鋁合金，再用強化措施來提高其強度、硬度、疲乏性能等材料綜合性能，以滿足工程應用的需要。與鋼鐵相比，鋁合金具有質量輕、導熱性有利于環(huán)境保護；有些鋁合金材料的物理性能已與車用鋼材相像，具有相當?shù)膹姸群蛣偠?。鋁合金零部件的應用，可以大大減輕整車質量，依據(jù)美國鋁學會的報告，汽車上每使用0.45kg鋁就可減輕車重lkg，理論上鋁制汽車可以比鋼制汽車減重40%左右。由于鋁合金具有以上優(yōu)點，所以鋁合金成為近二十年來在國內外汽車上使用最多的輕量化材料。在歐美產轎車中，平均使用鋁材量到達了200kg左右，鋁化率約為20%。國內轎車工業(yè)用鋁也呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計推想，1993年國內轎車工業(yè)用鋁量僅為4萬噸，2023年為28萬噸，鋁合金在汽車上的應用用于汽車上的鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金在汽車上金和鋁合金板材等，主要應用于車身和熱交換系統(tǒng)部件(見表2)。2023年鑄造鋁合金的質量占整車質量的一比例由原來的2%上升至6%，而鋁合金板材由1.7%上升到了4%。表1汽車用鑄造合金的主要部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)零件名稱發(fā)動機缸體、缸蓋、活塞、進氣管、水泵殼、發(fā)電發(fā)動機系統(tǒng)機殼、起動機殼、搖臂、搖臂蓋、濾清器底座、發(fā)動機托架、正時鏈輪蓋、發(fā)動機支架、分電器座等底盤傳動系統(tǒng)變速箱殼、離合器殼、連接過渡板、換檔撥叉等橫梁、上臂、下臂、轉向器殼、制動分泵殼、制動底盤行駛和把握系統(tǒng)鉗、車輪、操縱叉等離合器踏板、制動踏板、方向盤、轉向節(jié)、發(fā)動機其他系統(tǒng)部件ABS系統(tǒng)部件表2汽車用變形鋁合金的主要部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)部件系統(tǒng)零件名稱發(fā)動機罩、車頂蓬、車門、翼子板、行車身系統(tǒng)部件李箱蓋、地板、車身骨架及掩蓋件等發(fā)動機散熱器、機油散熱器、空調冷凝熱交換器系統(tǒng)部件器和蒸發(fā)器等沖壓車輪、座椅、保險杠、車廂底板及其他系統(tǒng)部件裝飾件等發(fā)動機一般狀況下，發(fā)動機約占整車重的18%，發(fā)動機的輕量化是整車輕量化的重輕，承受鑄鋁合金來代替鑄鐵生產氣缸體，6缸汽油發(fā)動機缸體可以減輕質量66.5～88kg(見表3)，較大幅度地減輕了汽車自身質量；二是它的導熱性比鑄鐵改善和提高發(fā)動機的功率。表3鋁鑄件代替鑄鐵件的質量比照表零件名稱kgkg質量比發(fā)動機缸體80～12013.5～323.8～4.4:1發(fā)動機缸蓋18～276.8～11.42.4～2.7:1進氣歧管3.5～18.01.8～9.02:1轉向機殼3.6～4.51.4～1.82.5～2.6:1傳動箱殼13.5～23.05.0～8.22.7～2.8:1制動轂5.5～9.01.8～3.62.5～3.1:1水泵殼1.8～5.80.7～2.32.4～2.6:1油泵殼1.4～2.30.5～0.92.6～2.8:1發(fā)動機氣缸蓋、活塞、連桿、搖臂等零部件早已跟隨汽車工業(yè)的進展需要，用鋁合金材料替代了黑色金屬材料?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機活塞幾乎都用鋁合金制造，材料以共晶鋁硅合金為主，承受重力鑄造、液態(tài)模鍛、鍛造等方法制造成型。國外常用于發(fā)動機氣缸蓋的鋁合金為ASM319(美)而中國為ZL101合金，其鑄造方法為金屬型重力鑄造和低壓鑄造工藝。英國陸虎的高精度鋁缸蓋鑄件，其質量僅是鑄鐵缸蓋的6%，切削量削減20%。目前，轎車發(fā)動機部件中不僅活塞、散熱器、氣缸蓋等部件承受鋁合金材料，而且缸體、油底殼甚至氣缸套和連桿也開頭已開發(fā)或使用了全鋁發(fā)動機，比方日產的VQ發(fā)動機，寶馬的M52直列六缸發(fā)動機，奔馳的V6和V8發(fā)動機、奧迪A8的V8發(fā)動機等。車身汽車車身的重量約為汽車總質量的30%。所以汽車車身的輕量化對于減輕汽2世紀80年月，鋁合金板材開頭用于車身發(fā)動機罩、翼子板、頂蓋。隨著沖壓和成保險杠等更多的車身部件。德國群眾公司于1999年推出型奧迪A2轎車，該車榮獲2023用全鋁空間框架車身ASF，整車鋁外殼，從前頂柱到行李艙邊，包括車門手把都是用鋁合金沖壓成型。該車承受鋁材使整車質量比傳統(tǒng)鋼制車身減輕40%以上，僅有895kg，空氣阻力系數(shù)僅為0.25，平均油耗降至每百公里3升。2023年推出的全奧迪A850個減至2960%，還比同類車型的鋼制車身車重削減50%。就鋁合金板材的應用進展趨勢看，強度高、成形加工性好、外表質量優(yōu)良的鋁合金板材將取代鋼板成為汽車車身的主要材料。底盤鋁合金在汽車底盤上的應用主要表達在車輪和懸掛系統(tǒng)零件上。車輪是車輛承載的重要安全部件，對其安全性要求很高。鋁合金輪轂較鋼制輪轂平均輕2kg金輪轂在汽車上得到廣泛承受，正逐步代替長期占主導地位的鋼制車輪。1999市場占有率將上升到70%2023車鋁合金車輪4500萬件，出口2300萬件。懸掛系統(tǒng)中的汽車下擺臂、上擺臂、架支架，使懸掛質量減輕了15%。鎂合金在汽車上的應用及特點鎂合金的特點再減重l5%～20%，對于汽車減重是格外抱負的金屬材料。與其他一般的金屬構造用率高等優(yōu)點。另外，鎂在自然界中具有豐富的隱蔽量，是地球上排位第8的富有元素，其含量約占地殼質量的2.8%，它也是海水中的第3富有元素，約占海水質量的0.13%，是取之不盡的資源。充裕的鎂資源為推動鎂合金在汽車上的應用和普及供給了良好的平臺。鎂合金在汽車上的應用從上世紀90年月開頭，歐美、日本的汽車公司都漸漸開頭把鎂合金用于很多60多個零部件承受鎂合金。按使用部位性質的不同，分為殼類和架類兩類零件。殼類零件承受高塑性的鎂合金不僅可減輕質量，且由于鎂合金的阻尼衰減力氣強，還可提高汽車抗振動及耐碰撞性能，降低汽車運行時的噪音；主要包括氣缸蓋、離合器殼、變速器殼、濾油器殼、空氣濾清器殼、分動器殼、增壓器殼、燈罩等。架類零件包括方向盤、儀表盤、風扇架、擋泥板架、踏板托架、轉向支架、剎車支架、燈托架、座椅架、車身支架、車門框架、輪轂等。其中儀表盤基座、座位框架、方向盤軸、發(fā)動機閥蓋、變速箱殼、進氣歧管、汽車車身等7個部件鎂合金的使用率最高。鎂合金壓鑄件在國外的汽車產品上應用量增長最快，鎂合金已成為僅次于鋁合金鑄件的重要的汽車40kg/輛。我國經過“十五”鎂合金重大專項攻關，在一些車型上已承受鎂合金變速箱殼體、方向盤骨架等。長安微車上單車使用鎂合金已到達9kg，是目前鎂合金用量最大的微車。估量到202320kg左右的鎂合金材料。目前，應用鎂合金的主要障礙是鎂合金的價格高，防腐處理以及六方構造鎂合金變形力氣較差等問題，隨著鎂合金材料應用的擴大，這些問題將會逐步解決。鈦合金在汽車上的應用鈦是上世紀50年月進展起來的一種重要的構造金屬。鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高、無磁性和超導性等特點在航天航空等尖端科技方面發(fā)揮著重要作用。但目前由于鈦合金材料價格高，加工條件簡潔，在汽車上的應用合金連桿，意大利型法拉利3.5升V8發(fā)動機首次使用鈦合金連桿，比鋼制連桿20%；③鈦合金彈簧，鈦合金可用于發(fā)動機氣門彈簧、懸架彈簧上。用鈦合金制造板簧，與抗拉強度達2100MPa的高強度鋼相比，可降低自重20%。除此以外，鈦合金還應用于制造凸輪軸、車輪、氣門座圈、渦輪轉子、排氣系統(tǒng)零件等。非金屬材料在汽車輕量化中的應用塑料因其具有以下幾個特點①密度小、比強度高。②對酸、堿、有機溶劑等今，汽車塑料化已是一個國家汽車工業(yè)技術水平的重要標志之一。塑料在汽車上的應用包括保險杠、翼子板、裝飾件、散熱器面罩、油管、燃油箱和儀表板等。汽車用塑料零部件主要有3類：內飾件、外飾件和其它構造功車輪、軸承和其他功能件。汽車塑料品種有聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺、聚SAN及聚氨酯等，一般使用的都是它們的改性材料和復合材料。塑料在汽車中的應用內飾件汽車內飾件所用塑料量已占整車用塑料量的一半左右。汽車塑料內飾件特別強調觸覺、手感、舒適性和可視性等特點，其所用材料應滿足外表不反光、無異味、不產生致使車玻璃變模糊的物質、外表污物易除去、阻燃性好等要求。以前的汽車內飾件應用較多的有PVC、ABS和PU等。目前，在儀表板、內護板和座椅中，PVC已漸漸被其它塑料所取代，門內手柄、雜物箱、門檻飾條及其它零件已PPABSSMC方向盤、安全氣囊、座椅、車門內板和頂棚等。儀表板汽車儀表板在汽車內飾中起著安裝儀表、收錄機、空調開關、暖風及各種燈PP、PC、ABS和ABS/PC等材料一次性注射成型，并有很多零件拼裝而成。此類儀表板外表質量要求很高，對材料要求耐濕、耐熱且剛性好、不易變形，但由于目前多承受多點注射成型，易形成流痕和粘接痕，簡潔產生色差，因此外表需經涂裝才能使用。高檔儀表板追求質感，故在儀表板外表裝飾一局部桃木飾紋也是一種PU)，并與金屬或塑料骨架固定而成，也有外表皮承受搪塑后與半硬質聚氨酯泡沫塑料、骨架固定的方式。一般檔次的汽車，如桑塔納、一汽捷達，其骨架材料用硬紙板、木材；時代超人和武漢富康用的是PC/ABS合金；奧迪和一汽紅旗則承受鋼板骨架；也有用ABS、改性PP或FRP做骨架等。表皮材質可有兩種選擇，一種為軟聚氯乙烯與ABS共混后承受壓延薄片而成；另一種為軟聚氯乙烯與ABS承受復合薄片的形式，兩種薄片的外表都可以壓延成所需的裝飾性花紋，如桑塔納、捷達及富康均承受PVC/ABS，并帶有皮紋。半硬質緩沖類發(fā)泡材料PU的開孔性高，耐熱、耐寒、結實而耐用，手感好。但是由幾種材料構成的軟質儀表板的再TPO表皮和改性聚丙烯PP骨架及Civic車儀表板就已使用TPO材料，并預備在內飾件中逐步取代PVC。歐洲汽車儀表板以ABS/PC及增加PP為主；美國汽車多用苯乙烯/順丁烯二酸酐SMA，這種材料耐熱、耐沖擊，玻璃纖維增加的SAN為主，也有承受耐熱性更好的改性PPE。Visteon公司在用TPO、PU2T或PVC制造儀表板時，承受層壓注塑技術，使儀表板外表在一次成型中各部位硬度不同，如馬自達公司2023年開發(fā)的Tribute車就承受了此種儀表板。方向盤方向盤一般承受自結皮硬質PU性PP、PVC、PU和ABS等樹脂。骨架一般選用鋼骨架與鋁壓鑄而成，從輕量化盤外表局部增加了桃木飾紋或真皮等。我國生產的方向盤根本都是半硬質自結皮聚氨酯泡沫塑料作為外掩蓋件，內部由鋼骨架經焊接而成，固定在鋁合金模具或低熔點合金模具內經發(fā)泡機注壓為成品。安全氣囊2023年北美生產的汽車約9%在車門和座椅部位安裝了側面安全氣囊，3%安裝了簾式氣囊，而到2023年則可能分別到達50%和26%。同時歐洲和亞洲的汽車廠商也在增加Lupo型車的安全氣囊外套就承受了杜邦公司的長玻纖增加尼龍66-ZytelEFE8089來制造。近來國外也有報導用Akulon(PA6、PA66)以及Amitel(TPE-E)來制造安全氣囊。汽車安全氣囊蓋板現(xiàn)已有用聚酯彈性體TPEE來LG汽車工業(yè)領域，SL-5047D、SM-5047D、SM-5055D三種型號產品是生產氣囊蓋板的首選原材料，現(xiàn)已被韓國現(xiàn)代及起亞汽車所承受。座椅及其配套系統(tǒng)座椅上的高分子材料有表皮、骨架和緩沖墊。表皮材料可選用PVC人造革、各種化纖紡織品、真皮、真絲和毛織品。目前承受較多的是紡織物+PU+針織合PU的軟質高彈性PU。軟質PU發(fā)泡材料可用熱硫化層和冷硫化法生產，但從設備投資和材料性能考慮，目前多用冷硫化法生產。DuPont公司和Quantunm集團聯(lián)PLPorter公司生產的自動座椅靠背調整尼龍66制作傾斜杠桿，除可削減磨損還可降低1/3的本錢。車門內板ABSPU發(fā)泡材料的針織滌綸表皮，以真空成形的方法復合在骨架上形成一體。最近開發(fā)成功的低壓注射-壓縮成型方法，是把表皮材料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經軟泡層的中低檔轎車的門內板可用木粉填充改性PP板材或廢纖維層壓板外表復合針織物的簡潔構造，即沒有發(fā)泡緩沖構造，有些貨車上甚至使用直接貼一層PVC人造革的門內板。在美國，門內裝飾板用ABS或PP注塑成形的居多，我國國產斯太爾王PP板材放填充物再的構造，填充材料大多數(shù)承受薄的聚氨酯泡沫塑料片，表皮材料為PVC，也有使用織物的趨向。近年來，車門內飾板為滿足耐候性和松軟性，已開頭使用熱塑性彈性體與PP泡沫板相疊合的構造。日本開發(fā)了一種沖壓成型連續(xù)生產全PP車門內飾板的技術，門板包括PP內襯板、PP泡沫襯熱層和PP/EPDM皮層構造；另外，設計者為了有效提高駕駛室的可利用空間，承受車門內板與車門扶手一體化造王子”現(xiàn)已承受了該技術。頂棚車內頂棚是內飾件中材料和品種把戲最多的一種復合層壓制品。它的作用除裝飾功能外，還起著隔熱、隔音等特別功能。頂棚由基材和表皮構成?；囊筝p量、剛性高、尺寸穩(wěn)定和易成型等特點，為此，一般使用熱塑性聚氨酯發(fā)泡內紡布、TPO和PVC等。我國轎車頂棚一般使用TPU發(fā)泡片材、玻璃纖維及無紡滌綸布等材料層壓成型。外飾件廠商不僅能夠降低生產本錢，開發(fā)出更時尚和更符合空氣動力學的外型，而且可翼子板和汽車照明燈具等。汽車保險杠保險杠是轎車的主要外飾件之一，也是使用塑料較多的部件，常用材料有SMCGMT(玻纖增加熱塑性塑料)和改性PP2100板多是以改性PP或PC/PBT合金制造，如桑塔納轎車的面板材料承受共聚丙烯加熱塑性彈性體(PP/EPDM)，再參與助劑，經注塑成型。用PP/EPDM制成的汽車在汽車高速行駛時受到沖撞不易裂開，且裝飾美觀。國外不少中高檔轎車保險杠承受的是PC/PBT性能好，而且沖擊強度比PP+彈性體高出很多，并易于焊接和涂裝。如美國GE公司的PBT/PCXenoy-XT尤適用于汽車保險杠。Daimler-Chrysler公司的TownCountry和Caravan塑料保險杠目前已占世界汽車保險杠用料的90%以上，就目前的進展來看，改性PP或PC/PBT合金不利于回收利用，所以國外有汽車公司承受單一的熱塑性彈性體(TPE)來制造汽車保險杠的面板，而用玻纖增加PP來制造骨架材料，因都是同一族的材料，有利于回收再循環(huán)使用。目前世界保險杠市場承受TPE已經占有了53%的份額。車身面板耐化學腐蝕性好、可在線噴涂、成型收縮率低、尺寸穩(wěn)定性好及低溫沖擊強度高等。塑料車身面板最常用的塑料有SMC、RIM聚氨酯和其他熱塑性塑料，這3種體系都需用玻璃纖維增加其剛性和功能。塑料首次在面板中應用的是雪佛蘭的Corvette(SMC技術)，然后是Pontiac的Fiero(RIM技術)，通用汽車的Saturn是最早使用熱塑性塑料的。杜邦公司開發(fā)的車身塑料板材以玻纖增加為主，所應用的部件包括前后蓋、有些專用材料尚屬于試驗階段。如GE塑料公司開發(fā)的車身專用料XENOY是PC/PBT聚酯合金材料，其非結晶的PC保證了面板的沖擊性和韌性，結晶的PBTNORYLGTX是PPO/PA代SOLIX彩色熱塑性塑料被用來制作車上面板，不僅外表硬度高，光澤度如同金屬面板，且耐腐蝕性也比金屬面板好得多。PET價格廉價、簡潔回收，近幾年在公司的復合材料概念車就選擇了PET作為車身材料，還首先將PET車身技術商業(yè)化并應用于該公司2023效率提高30%。此外，塑料/金屬復合材料也被廣泛用來制造各種車身面板件，如Ford公司與Misslbeck2023年的Fucus車上就承受這種塑料/金屬復合材料制成了格柵加強構造。國內塑料車身板件的應用主要集中在大客車頂蓋和后圍板，全塑車身轎車尚材料工藝。國內SMC車身外板件較成熟的工藝為手糊FPR和SMC，RTM工藝應用較少，而熱塑性注射成型外板件幾乎為零。汽車窗車用玻璃的面積從20世紀50年月的212m2漸漸增加到20世紀90年月的要通過外表處理以提高塑料玻璃窗的耐劃傷性和耐候性，如承受硅系外表涂硬GE塑料公司合資的Exatec公司推出了業(yè)內第一個進入市場的聚碳酸酯汽車窗專用塑料系統(tǒng)Exatec500，該系統(tǒng)具有精彩的耐候性Battenfeld公司與SunnererTechnology公司也已開發(fā)出低本錢，承受PC生產大型塑料車窗的方法。聚碳酸酯車用玻璃窗塑料化具有以下特點:減小自身質量，與一般玻璃相比據(jù)GE公司人士指出，承受PC汽車窗還可以革窗的設計和安裝位置，以及開啟窗戶的機械系統(tǒng)，加上汽車發(fā)生碰撞事故時窗戶不會傷及人員等一系列優(yōu)點，因此應用前景看好。翼子板法國巴黎的標致-雪鐵龍汽車公司承受熱塑性塑料生產的塑制翼子板比鋼制1kgGE公司出品的NorylGTX品級尼龍改性聚苯基醚(PPE/PA)是用于生產汽車翼子(Renault)汽車公司也已宣布將來其生產的汽如最先在Espace牌客貨兩用車以及Avantime牌5座雙門小客車上使用了塑料翼公司也將實行同樣的方法；德國群眾(Volkswagen)汽車公司于2023年推出的Phaeton牌旗艦豪華轎車承受了聚氨酯翼子板，并利用原廠生產設備將這種聚氨酯翼子板安裝在Touareg牌多功能運動車(SUV)上；美國通用汽車公司(GeneralMotors)生產的雪佛蘭(Chev-rolet)汽車也已裝備聚氨酯翼子板。5〕汽車照明燈具汽車照明燈具以塑料替代金屬，不僅可減輕質量，并使造型更加變化多樣。目前汽車照明燈具塑料件占整燈的質量已由原來的10%上升到90車燈具用的塑料要求具有耐熱性、沖擊性能好、耐熱老化、耐環(huán)境應力開裂和良好的光學性能等，用于車燈配光鏡的材料還要求具有優(yōu)良的透亮性。在轎車前照燈配光鏡PC材料選擇應用上，必需選用特地用于車燈的光學型透亮PC，其透光PC材料耐磨性差，還必需協(xié)作使用特地用于車燈PC性。在車燈信號燈配光鏡材料的選擇上，材料顏色的耐氣候老化是一個重要的選PMMAPC注塑成型并加BMC取代原先的鋼板材料。燈具的全塑設計使整車的外觀更加亮麗，并可使前照燈整燈質量減輕1/3。除了PC和PMMA材料外，改性PP、ABS、PA和POM等塑料品種依據(jù)各自零件功能的不同在全塑燈具中都有不同程度的應用。其它車用塑料件動機及其周邊零件、燃油系統(tǒng)、汽車底盤、汽車門鎖和汽車輪胎等。發(fā)動機周邊用塑料制品塑料在制造汽車發(fā)動機上起著重要的作用，從空氣吸入系統(tǒng)到冷卻系統(tǒng)，再件塑料化比內外飾件晚20-40～140材料是玻纖增加PA。(1)發(fā)動機進氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)與燃料混合的空氣質量至關重要，會影響發(fā)動機的壽命及發(fā)動機的動機性能和提高燃燒效率。進氣歧管材料一般承受PA+GF。羅孚公司與寶馬、BASF等公司聯(lián)合開發(fā)的2L-4缸渦輪柴油發(fā)動機進氣歧管就是承受BASF公司的35或柴油的侵蝕并保證強度和剛性高。寶馬集團的RoverV6車進氣歧管承受DuPont公司的Zytel(33%玻纖增加尼龍66)制成，這是該車首次使用塑料進氣歧使用尼龍進氣歧管，材料為BASFPlastics公司的Ultramid(35%玻纖增加尼龍66DSM工程塑料公司又研發(fā)出了一種熱塑性彈性體醚-酯嵌段共聚物材料Arnitel，特地用于成型發(fā)動機進氣歧管和其它車用真空導管。通常發(fā)動機周邊的零件在工作時要求在承受高溫下仍有高模量、高強度，在于玻纖增加的PA66來說已不是最優(yōu)秀的材料，近年荷蘭的DSM公司又推出了的尼龍品牌Stanyl和Akulon來制造歧管，其各項性能優(yōu)于以往的PA+30%GF。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)散熱器過去是汽車中最重的部件，現(xiàn)在由于冷卻技術的創(chuàng)和塑料在散熱器目前國內的捷達、桑塔納和小紅旗等轎車的散熱器水室大局部承受進口PA66+30%GF來制造。冷卻系統(tǒng)中的散熱器扇是汽車不行或缺的組件，它必需能夠耐發(fā)動機帶來的高溫，同時需要能夠耐受散熱器中冷卻劑帶來的化學腐蝕。尼龍族塑料耐高溫的性質讓散熱器扇沒有任何變形，且不削減散熱器的空氣流，尼龍質量輕、高彈性設計使散熱器扇占用最小的空間。聚丙烯族散熱器扇具有和尼龍同樣的性質，也很受廠商歡送。這兩種塑料同時具有可回收和注塑時間短的特點。散熱器格柵是為了冷卻發(fā)動機而設置的開口部件，位于車體最前面，往往把汽車的銘牌鑲嵌其間，是表現(xiàn)一輛轎車風格的重要零件。目前轎車上一般用ABS或PC/ABS合金，經注塑成型制成。桑塔納轎車的格柵用ABS制成，由于ABS耐候性差，使用時需參與耐候性助劑，色澤為黑色。小紅旗轎車的格柵用ABS/PCASA材料，注塑成型做格柵，經外表濺射金屬鉻后使用，此種格柵備受用戶的青睞。傳動系統(tǒng)汽車最簡潔的局部之一就是傳動系統(tǒng)，它由軸承、軸和齒輪組成，齒輪包括NVH等材料的性質使調速輪即使在碰撞狀況下也不會裂開成銳利的碎片。燃油系統(tǒng)燃油箱的外形由于空間的限制一般變得很簡潔，傳統(tǒng)的鋼制油箱難以制造出外形簡潔的制品，且制造工序多，本錢高。塑料油箱成型加工性好、設計自由度大、可充分優(yōu)化車廂底盤空間、減輕車輛質量、耐腐蝕性好、熱絕緣性好、耐久性能優(yōu)異、生產效率高和制造本錢低。一般材料為強度高、質量輕的高密度聚乙烯(HDPEHDPE燃油箱，利用率達50%。但是PE對油的阻隔性差，為了降低塑料油箱的漏吹塑(HDPE層/粘結層/阻隔層/粘結層/HDPE層)成型油箱。目前用在油路上的塑料主要仍是尼龍。尼龍的彈性、輕質和價格都是吸引制路的安全性、抗腐蝕和耐磨損性好，而且能削減震驚。汽車底盤底盤是一部汽車的支撐部件，它保證了汽車的結實性，通過減震來提高汽車的撞擊阻力。實行措施使汽車內噪音、振動水平(NVH)降低，不僅可供給舒適的NVH的打算性因素是能量的吸取，底盤塑料化是有效措施之一。底盤上的塑料件，雖然零件不大，但要求材料強度高、摩擦磨損性能好，因此改性POM和PBT用得較多。全世界其次輛全塑汽車Baja就擁有了一個全塑料底盤。傳動軸將力從車的引擎?zhèn)鬟f到主軸，憑借塑料精彩的能量傳遞特性，一根單獨的塑料傳動軸可以大大降低NVH的水平。通用汽車公司在2023年秋生產了一種裝備塑料復合材料底盤的雪佛蘭皮卡；福特汽車公司也在2023年下半年推出了自己的塑料復合材料皮卡底盤。汽車門鎖在汽車門鎖中，塑料件已成為汽車門鎖的重要構成局部，承受的塑料主要有量在逐年增加。汽車門鎖主要包括內、外手柄局部，連接局部和鎖體局部。外手柄要求有較好的耐候性，最初承受的是鋁合金，國外20世紀70年月承受PC，其中ABS改性PC較多；20世紀80年月，為降低本錢，日本汽車商開頭承受POM及其改性塑料。內手柄在車內，要求條件相對寬松，一般承受PA、POM、ABS和于POM和PA相比具有加工性能好和本錢低等優(yōu)點，估量將會有越來越多的汽車生產廠家在門鎖連接局部承受POMPOMPOM的潤滑性來消音、減震等。汽車輪胎汽車輪胎現(xiàn)仍主要用橡膠制作，但最近美國固特異輪胎橡膠公司和艾美萊輪為這種材料申請了專利。汽車制造中塑料的應用前景隨著汽車工業(yè)的快速進展，塑料在汽車中的用量快速上升。據(jù)統(tǒng)計，世界汽車平均每輛塑料用量在2023年就已達105kg，約占汽車總質量的8%～12%，到2023年增加到20車用塑料用量僅為塑料總用量的014%，每輛汽車塑料用量平均只有14kg～28kg，僅占整車自重的0.35%～0.7%。與興盛國家的差距說明，我國汽車專用料的進展空間還格外寬闊。材料加工技術在汽車輕量化中的應用鍛造、鑄造、沖壓、焊接、熱處理等成形加工工藝是汽車制造的根底和核心輕量化做出了重要奉獻。表4CDRP在汽車零件輕量化中的效果(kg)零件名稱鋼CFRP質量減輕車身20994115車架1289434前端441331發(fā)動機罩