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汽车轻量化:“俊钢”玻纤增强尼龙大显身手

2015-06-01 周琨生 艾邦高分子

艾邦微课堂开课啦····近期我们将为大家带来尼龙在汽车轻量化方面的应用的讲解,届时来自各大汽车应用厂商也将参加本次微课堂。想要来听课的微友们请加微信13806683703或者18666186648,并注明“汽车+公司



汽车轻量化的意义

1.汽车轻量化,主要作用旨在做到节能及环保

2.世界铝业工程协会研究表明,车身质量每减少10%,可降低油耗6%~8%燃油效率提高5.5%排放降低5%~6%

3.图为计算机模拟汽车减重10%对不同车型节油的影响,我们可以看到,对于中型的小型内燃机,油耗可以最高能降低8.2%;

PS:ICEV(内燃机汽车);HV:电油混合汽车;FC:Fuel Cell(燃料电池);

1.图示为汽车运行阻力分析,可以看出在汽车运行的4种阻力中,只有空气动力学阻力与汽车的自重无关,其他3种阻力均与汽车自重呈线性关系;这进一步表明汽车轻量化可以有效减低汽车运行的阻力,从而降低油耗和排放

2.从这张表中可以看出,大约油耗的75%与整车质量有关

3.美国福特汽车公司的全顺车在欧洲试验结果表明,满足欧Ⅳ标准条件下,每百公里油耗Y自重X满足以下关系:Y=0.003X+3.3434;因此,车身质量每减少100KG,百公里油耗将降低0.3~0.6L;


汽车轻量化的途径

汽车轻量化技术实施路径可以从多个方向实施,俊尔作为中国尼龙工程塑料技术领先者,致力于为汽车行业研发改性尼龙高性能工程塑料来实现以塑代钢的理念;


以塑代钢——塑料复合材料使用现状

1.左图显示为1975年至2025年北美汽车材料使用比例,从图中可以看出,塑料在汽车汽车中的使用比例逐步增加

2.右图为目前各国塑料复合材料在汽车上的用量,中国相对其他国家还有差距;在中国,复合塑料在汽车行业具备非常的潜力;


以塑代钢——玻纤增强尼龙的优势

1.集成度高,可进行模块化设计,以前段框架为例,15个金属零部件简化为一个塑料前段框架;

2.造型设计自由度高,能够成形复杂曲面,设计高度复杂的部件;

3.成形工艺简单,大多采用一次性注塑成形,通过前期优化设计,能够减少二次加工及装配;

4.触感良好,不会像金属那样有冷冰冰的感觉;

5.密度小,比重低,在强度强度相同的条件下,轻量化效果十分明显;

6.塑料在减震、耐腐蚀等方面具备金属所没有的特殊性能

图中显示了不同材料性能与质量的比值;从表中我们看出,玻纤增强复合材料比强度是钢材的3.63倍


“俊钢”——高性能尼龙工程塑料技术领先品牌

俊尔作为中国尼龙工程塑料技术领先者,成功研发并推出了车用发动机周边专用尼龙材料,命名为俊钢,以实现以塑代钢的理念;想要了解更多相关内容,可以回复俊尔”。


“俊钢”—— 耐热老化性能

图为PA6-GF30材料的热老化曲线,从图中我们可以看出,在150℃2500小时条件下,俊钢的力学性能依旧能保持在85%以上


“俊钢”—— 典型案例分析

这款奥迪Q3的前端框架,就是俊钢为试验材料国产化,研发替代朗盛材料;目前,俊钢材料已通过一汽大众一系列的测试,正常供货;


这些都是俊钢材料在发动机罩盖上的应用

图为俊钢材料在前端框架的上的应用

上汽发动机罩盖的检测报告

一汽大众前端框架的认可报告


“俊钢”——耐水解性能

在发动机周边,经常会使用到各种介质,诸如冷冻液,汽油等液体;俊尔针对这一现象,专门研发了耐水解尼龙材料,应用到汽车水室等部件;

图为尼龙66和尼龙6两种材料耐醇解试验,从中我们可以看出,相对于尼龙6尼龙66表现出更有益的材料性能,具备更强的耐水解能力;

图为PA66-GF30热老化曲线,从图中我们可以看出,俊钢材料150℃1500h条件下,材料的力学性能仍能保持在75%以上

图为PA66-GF30材料耐冷冻液热老化曲线,从图中可以看出,在105℃,纯乙二醇/水比例=1/1条件下,俊钢的力学性能能保持在90%以上;


“俊钢”——应用案例

图为俊钢耐水解尼龙材料在上海大众平台上的应用情况;

图为俊钢耐水解尼龙材料在上汽,江淮等主机厂的应用情况;


“俊钢”—— 高强度 高刚性

1.图为玻纤含量与力学性能的关系曲线,从图中我们看出,随玻纤含量的增加尼龙的力学性能逐渐增大

2.但玻纤含量达到60%时,尼龙材料的拉伸强度能达到240MPa缺口冲击强度能达到16KJ/m2

3.我们还可以看出,但玻纤含量大于60%以后,材料的力学性能增幅不明显,继续增加玻纤含量对提升材料性能意义不大


图示分别是纯PA6630玻纤和60玻纤尼龙的应力应变曲线,从图中可以看出,玻纤含量为60的增强尼龙,其力学性能明显高于低玻纤增强尼龙;


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