尼龍在汽車發(fā)動機中的應用
我們需要麵對這樣的現(xiàn)實:發(fā)動機分隔室中冇有地方放溫和的材料——溫度超過300F,內含油、燃料和冷卻劑並且很少停止。這種條件下,材料需要有非常好的強度和適應性。
Freedonia Group公司(Cleveland,俄亥俄州)認為,尼龍在發(fā)動機方麵的應用將以每年4.8%的速度增長,到2006年可達5.95億磅。這是由於發(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)於金屬,所以越來越多地應用於發(fā)動機。目前,在發(fā)動機和其他機械的應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)模製而成的,相對於鋁製發(fā)動機節(jié)省了40%的重量 字串7BASF在北美洲負責工程塑料業(yè)務的市場經理MaryFraser深信,以減輕重量為核心目的,塑料在汽車市場上的應用越來越多已成趨勢。“並且,在整個係統(tǒng)成本中,**仍然居於汽車工業(yè)中的首要地位。為此,采用塑料的新應用包括油底殼、發(fā)動機和傳送控製單元和閥門蓋等?!?br>
Ticona的汽車市場部經理JimDutchik也認同成本在汽車領域裡是一個永遠的話題,而模塊化對於降低整體成本是一條途徑。“這個趨勢正在加快,因為模塊對於OEM廠商有許多好處,不僅可以節(jié)省裝配線上的時間,並且可以使汽車製造商將開發(fā)新係統(tǒng)的成本和時間轉移到外部企業(yè)?!?br>
市場上的進氣管係(AIMs)正在從鋁製向尼龍材料轉變,從1970年代Porsche的**應用到現(xiàn)在已經有幾十年的曆史了。*近,Nissan在北美生產的首臺V8發(fā)動機就采用了玻璃強化尼龍管係(Zytel,Dupont)。據Dupont公司說,內部容量*大的AIM是Montaplast采用消失模芯(lost-core)法模製的。其它AIMs是分兩部分製成的,然後通過振動焊接裝配在一起。
汽車製造商采用塑料模製AIM的原因有:抗腐蝕,低熱傳導率,光滑的內表麵有利於空氣流,部件更緊實,更好的NVH性能(噪音、振動和粗糙度),並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係模塊的發(fā)展,包括AIM、發(fā)動機蓋和部件中的空氣過濾器殼。發(fā)動機裡的其它尼龍應用還包括: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)動機艙中的應用可能會用於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)動機和機械應用中的需求量(百萬英磅)
Global Insight的動力傳動係統(tǒng)分析家MichaelOmotoso認為,汽車燃料電池不會在2010年以前有大規(guī)模的商業(yè)化應用,“主要的增長區(qū)域是混合式發(fā)動機,日本製造商在這方麵開了一個頭,F(xiàn)ord和GM隨後都會在今年跟進。我們預計到2008年Nafta將會生產超過200,000臺混合發(fā)動機車輛?!?/font>