聚氨酯

工程塑料用在汽车悬架上到底怎么样取代金属

发布时间:2023/6/14 13:54:11   

塑料在汽车制造中的作用越来越大,目前,一辆汽车大约有个零件,其中三分之一由塑料制成,总共有40种左右不同类型的基本塑料和聚合物用于制造汽车。但是这些零部件通常出现在内饰、保险杠或者一些无需高强度的地方,近期,某车评人评论德系品牌将铝合金换成铁摆臂,提出某款车后悬挂拉杆使用了工程塑料,要比金属件更耐用,那么工程塑料真的比金属件更好吗?下面我们来详细分析。

常见的工程塑料是什么

在汽车工程塑料中,聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)占总量的50%左右,随着电动汽车时代的到来,聚丙烯的需求增长,不仅出现在汽车外部和内部,并取代了一些金属部件,因为更轻的塑料可以帮助抵消重型电池带来的额外重量。另一种聚酰胺则主要用于电动汽车的电池支架和外壳,HDPE塑料油箱则取代了许多钢制油箱。汽车的内饰部分则主要采用ABS、聚苯乙烯和PP复合材料,新一代车型的汽车传感器和镜头则主要使用聚碳酸酯。

工程塑料的优点是什么?

第一减轻重量:举一个具体的数字例子,一辆平均重公斤的汽车,包含大约20%重量的塑料材料,包括热塑性塑料和弹性体。这意味着一台车有公斤的塑料,制成各种形状和各种尺寸的零件。如果让汽车的重量更轻,可以减少能耗,对于目前的电动车来说至关重要,对于燃油车来说可以减少碳排放。根据相关统计,每减轻公斤的重量,百公里油耗可以降低0.4L,每公里的二氧化碳排放量减少约10克,对于高性能车来说,减轻重量意味着提升推重比,在同样的发动机动力输出下,可以带来更好的加速体验。

第二增加安全性:聚合物对于汽车安全的提升较大,由聚碳酸酯、聚丙烯、ABS、聚氨酯、聚酰胺与玻璃纤维复合制成的保险杠,通常比金属材料制成的保险杠轻50%,更具弹性,在撞击过程中可以吸收四到五倍的能量。另外聚酯纤维制成了安全带、高强度聚酰胺制成了安全气囊,PVB或EVAC薄塑料夹在玻璃之间可以让挡风玻璃具有防碎性。

第三带来更复杂的零部件形状设计:塑料零件是通过在注塑模具中流动熔融塑料来制造的。可以制造复杂的几何形状,也可以将多个金属部件集成为一个塑料部件。

第四有助于降低汽车制造成本:这是塑料被大量应用最主要的原因,塑料注塑成型的周期时间相对较短,金属零件一般需要二次精加工操作,以达到所需的美观和耐腐蚀性。而塑料的美观光洁度取决于注塑模具的光洁度,消除二次精加工操作,制造成本降低。

相比金属的缺点是什么?

以上都是塑料为何在车辆中大量使用的原因,那么为何很少出现在悬挂控制臂或者车架上,甚至取代汽车的铝合金发动机缸体,这是因为工程塑料的缺陷也比较明显,保险杠等地方都是消耗件,在碰撞时吸收能量可以随时更换,而放在悬挂控制臂上就要承受车轮接触地面带来的应力,包括推力和拉力,虽然塑料的强度足够,可以减轻簧下质量,但耐用度较低,尤其在高温环境和寒冷环境中,老化的速度要比金属材料更快,因此,悬挂控制臂更常见的还是铝合金。

其次塑料的熔点更低,悬挂控制臂一般靠近刹车或者排气管,如果非常接近,产生的高温足以让塑料融化或者变形,影响安全性,因此塑料部件即使只用来连接上控制臂和防倾杆,也没有铝合金靠谱。

选车侦探观点:为了减轻重量的同时控制成本,塑料是一个较好的替代品,三分之一的零部件使用率足以说明问题,但其优缺点明显,如果将塑料用在不该用的位置,会影响车辆的操控性、安全性和耐用度。你觉得塑料可以代替金属吗?欢迎讨论。



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