尼龍在汽車發(fā)動機中的應(yīng)用
我們需要面對這樣的現(xiàn)實:發(fā)動機分隔室中沒有地方放溫和的材料——溫度超過300F,內(nèi)含油、燃料和冷卻劑并且很少停止。這種條件下,材料需要有非常好的強度和適應(yīng)性。
Freedonia Group公司(Cleveland,俄亥俄州)認(rèn)為,尼龍在發(fā)動機方面的應(yīng)用將以每年4.8%的速度增長,到2006年可達(dá)5.95億磅。這是由于發(fā)動機部件,如空氣吸入集管和閥門蓋的需求增長而推動的,因為尼龍的抗熱性能和強度都優(yōu)于金屬,所以越來越多地應(yīng)用于發(fā)動機。目前,在發(fā)動機和其他機械的應(yīng)用中所使用的塑料中,90%以上都是尼龍。其它一些類似尼龍的抗熱能力的材料還包括:PPS、PPA、PSU、PES、PEEK、PAEK和PBT。
尼龍空氣吸入集管的需求在增長,其尺寸也有所增大。這一款在
Nissan Amada SUV ,Titan和Infiniti QX56 SVU上使用的V8發(fā)動機是由
玻璃強化尼龍(Zytel, DuPont)模制而成的,相對于鋁制發(fā)動機節(jié)省了40%的重量 字串7BASF在北美洲負(fù)責(zé)工程塑料業(yè)務(wù)的市場經(jīng)理MaryFraser深信,以減輕重量為核心目的,塑料在汽車市場上的應(yīng)用越來越多已成趨勢?!安⑶遥谡麄€系統(tǒng)成本中,**仍然居于汽車工業(yè)中的首要地位。為此,采用塑料的新應(yīng)用包括油底殼、發(fā)動機和傳送控制單元和閥門蓋等?!?br>
Ticona的汽車市場部經(jīng)理JimDutchik也認(rèn)同成本在汽車領(lǐng)域里是一個永遠(yuǎn)的話題,而模塊化對于降低整體成本是一條途徑。“這個趨勢正在加快,因為模塊對于OEM廠商有許多好處,不僅可以節(jié)省裝配線上的時間,并且可以使汽車制造商將開發(fā)新系統(tǒng)的成本和時間轉(zhuǎn)移到外部企業(yè)。”
市場上的進氣管系(AIMs)正在從鋁制向尼龍材料轉(zhuǎn)變,從1970年代Porsche的**應(yīng)用到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷史了。*近,Nissan在北美生產(chǎn)的首臺V8發(fā)動機就采用了玻璃強化尼龍管系(Zytel,Dupont)。據(jù)Dupont公司說,內(nèi)部容量*大的AIM是Montaplast采用消失模芯(lost-core)法模制的。其它AIMs是分兩部分制成的,然后通過振動焊接裝配在一起。
汽車制造商采用塑料模制AIM的原因有:抗腐蝕,低熱傳導(dǎo)率,光滑的內(nèi)表面有利于空氣流,部件更緊實,更好的NVH性能(噪音、振動和粗糙度),并且平均重量可以減輕40%。
Freedonia Group公司2003版的**汽車材料研究(Advanced Automotive MaterialsStudy)評論說,尼龍AIM的成功激勵了進氣管系模塊的發(fā)展,包括AIM、發(fā)動機蓋和部件中的空氣過濾器殼。發(fā)動機里的其它尼龍應(yīng)用還包括:空氣濾清器、散熱器、油底殼和剎車油補充箱。
將來工程熱塑性塑料在發(fā)動機艙中的應(yīng)用可能會用于在燃料電池和混合式發(fā)動機中。Ticona說,現(xiàn)在的模型機燃料電池的雙極金屬板包含了ETP,但是商業(yè)化的生產(chǎn)仍然需要幾年的時間。Dutchik說:“許多節(jié)約成本的材料一般都不會有很長的耐用時間,因為汽車機械中的溫度一般在-40℃至160℃之間,所以材料的研發(fā)還有很長的路要走?!?/font>
表一:尼龍/ETP在發(fā)動機和機械應(yīng)用中的需求量(百萬英磅)
Global Insight的動力傳動系統(tǒng)分析家MichaelOmotoso認(rèn)為,汽車燃料電池不會在2010年以前有大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用,“主要的增長區(qū)域是混合式發(fā)動機,日本制造商在這方面開了一個頭,F(xiàn)ord和GM隨后都會在今年跟進。我們預(yù)計到2008年Nafta將會生產(chǎn)超過200,000臺混合發(fā)動機車輛?!?/font>