從汽車環(huán)保和輕量化展望

從汽車環(huán)保和輕量化展望復(fù)合資料開展趨勢(shì)中國(guó)一汽技術(shù)中心非金屬研討室1.汽車工業(yè)的研討方向汽車產(chǎn)業(yè)在世界各地蓬勃開展的同時(shí)，也帶來(lái)環(huán)境污染和能源短缺兩大嚴(yán)重的負(fù)面影響。據(jù)調(diào)查，石油消費(fèi)品中，其中35%是作為汽車的燃料被運(yùn)用，可見汽車燃料耗費(fèi)占有很大比重。這種情況必將導(dǎo)致汽車行業(yè)的研討方向進(jìn)展相應(yīng)調(diào)整――輕量、節(jié)能和環(huán)保成為國(guó)際汽車工業(yè)研討的主題。

輕量和節(jié)能——為減輕汽車產(chǎn)品自重，節(jié)省資料，降低汽車燃油耗費(fèi)和低排量，降低消費(fèi)和運(yùn)用本錢，輕量、節(jié)能不斷是國(guó)際汽車工業(yè)研討的主題。與20年前相比，國(guó)外轎車自重減少了20％-26％，每輛轎車所用鋼、鑄鐵、銅、玻璃的數(shù)量將分別下降15％、29％、13％和13％；鋁、鎂、粉末冶金、塑料的用量將分別添加31％、100％、20％和29％。

環(huán)?！獮榫S護(hù)環(huán)境，國(guó)際汽車工業(yè)對(duì)汽車產(chǎn)品運(yùn)用環(huán)保型資料給予了高度注重，汽車廢舊資料回收、再生與利用技術(shù)已成為熱點(diǎn)，并開場(chǎng)構(gòu)成一種新興的產(chǎn)業(yè)。汽車輕量、節(jié)能和環(huán)保既是國(guó)際汽車的開展方向，也是我國(guó)產(chǎn)業(yè)政策的要求,近期國(guó)家發(fā)改委、科技部和環(huán)保局結(jié)合制定了<汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策>，要求2021年車輛可回收利用率達(dá)80%-85%，資料的再利用率不低于75%－80%。在這方面，汽車資料的革命和開展將起著主要的和推進(jìn)的作用。而塑料與汽車輕量化、節(jié)能和環(huán)保有著密不可分的關(guān)系2、汽車輕量化的途徑汽車資料是影響汽車分量的重要要素，對(duì)節(jié)省能源及改善污染議題都有相當(dāng)程度的影響，汽車減重是節(jié)省能源及降低污染的最正確途徑。而“輕量化構(gòu)造〞那么提供汽車減重的方法，除了〞多功能系統(tǒng)整合〞、〞消費(fèi)技術(shù)〞外，〞新資料的運(yùn)用〞也占有舉足輕重的位置。目前國(guó)外實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的方法主要有兩種：1)改良汽車構(gòu)造，使部件薄壁化、中空化、小型化和復(fù)合化，對(duì)內(nèi)飾、發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤等一切汽車零部件進(jìn)展構(gòu)造和工藝改良等；2)采用輕量化的金屬和非金屬資料，主要是指鋁合金、鎂合金、高強(qiáng)度鋼材、工程塑料及纖維加強(qiáng)復(fù)合資料等。目前世界主要汽車用塑料件的內(nèi)飾化已根本完成。玻璃纖維加強(qiáng)塑料(FRP)等新種類已隨著技術(shù)的成熟而正在擴(kuò)展運(yùn)用，主要用于車身的外裝件和功能件?？捎糜谲囬T、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前格柵、翼子板、保險(xiǎn)扛骨架、門柱護(hù)板、通風(fēng)百葉窗、導(dǎo)流罩等近20種車身板件。復(fù)合資料性能適宜車身輕量化、降低油耗的要求。傳統(tǒng)的汽車車身體料處于以薄鋼板為主的單一形狀，不能順應(yīng)人們追求高速與輕量化的要求，為減輕其質(zhì)量，改善風(fēng)阻系數(shù)和降低油耗，許多汽車廠家都積極研討和利用新資料以到達(dá)上述要求。許多種類型的復(fù)合資料都在車身輕量化過程中得到了發(fā)揚(yáng)才干的舞臺(tái)，并在汽車的輕量化進(jìn)程中大顯身手。隨著新型資料研討任務(wù)的不斷深化，以及復(fù)合資料制備技術(shù)的不斷突破，復(fù)合資料在車身輕量化進(jìn)程中的作用必將更加突出。目前我司采用復(fù)合資料制造的汽車零件有頂蓋、前保險(xiǎn)杠面罩、前圍外板、左右側(cè)導(dǎo)流罩、中部導(dǎo)流板裝飾罩、頂蓋帶天窗總成、牌照板、左右前側(cè)外板、翼子板、腳踏板裝飾罩、大燈裝飾罩等。我公司載重汽車的復(fù)合資料運(yùn)用曾經(jīng)非常廣泛，而在轎車上的運(yùn)用還需進(jìn)展進(jìn)一步的開發(fā)研討，因此，未來(lái)復(fù)合資料的開展目的應(yīng)是開發(fā)轎車等領(lǐng)域用高分子聚合物基復(fù)合資料大型構(gòu)件并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。3、輕量化對(duì)資料的需求用更輕、更耐用、對(duì)環(huán)境污染更小并可回收的資料是汽車選材的方向。這涉及到資料的選擇、組成、加工過程。新型資料需求新型制造技術(shù)，制造技術(shù)是決議資料適用化的關(guān)鍵，因此這些技術(shù)往往是各國(guó)汽車業(yè)的尖端技術(shù)。復(fù)合資料在汽車工業(yè)中運(yùn)用的主要驅(qū)動(dòng)力之一是輕量化。然而，不同種類的汽車輕量化的目的有所不同：a卡車輕量化允許有效載荷添加而總重不變。b運(yùn)動(dòng)車，分量減少轉(zhuǎn)變成性能〔加速度和最高速度〕的提高。與輕量化設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的必需處置好的一些關(guān)鍵需求思索的是：a減重和本錢添加之間的最正確結(jié)合點(diǎn)；b節(jié)能與環(huán)保；c乘員的溫馨性；d高被動(dòng)平安規(guī)范；eA級(jí)外表質(zhì)量。但依然有許多技術(shù)問題需求處理：a順應(yīng)高產(chǎn)量消費(fèi)的復(fù)合資料制造工藝，縮短目前合成資料消費(fèi)制造工藝節(jié)拍。b復(fù)合資料工藝自動(dòng)化，特別是加強(qiáng)資料的鋪放，對(duì)降低制造本錢、縮短消費(fèi)周期及質(zhì)量控制自動(dòng)化的工藝是必要的。c順應(yīng)高產(chǎn)量消費(fèi)的復(fù)合資料〔例如快速固化的熱固性樹脂〕。d用于快消費(fèi)節(jié)拍的具有高壓性能的復(fù)合資料。e降低碳纖維價(jià)錢。f適宜新的報(bào)廢汽車法規(guī)的復(fù)合資料／工藝。g汽車用復(fù)合資料檢測(cè)方法。h汽車合成資料特殊的設(shè)計(jì)程序。一切汽車制造廠都曾經(jīng)開發(fā)了金屬零件的設(shè)計(jì)程序，但普通不能為復(fù)合資料所用。i新的復(fù)合資料數(shù)字模擬。這些模擬需求在以下三個(gè)方面有斷定才干：(i)典型資料性能的可用性，(ii)資料模擬的準(zhǔn)確性，和(iii)要求的計(jì)算結(jié)果。j綜合的消費(fèi)／工藝分析手段的進(jìn)一步開發(fā)，以減少在合成資料零件開發(fā)過程中要求的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)。4、汽車資料開展趨勢(shì)未來(lái)的汽車是屬于順應(yīng)環(huán)境維護(hù)的綠色汽車，因此在此不可防止的要提到復(fù)合資料的環(huán)境認(rèn)識(shí)。復(fù)合資料能提高資料性能，延伸運(yùn)用期，加強(qiáng)功能性，這些都是對(duì)環(huán)境有利的特性。但應(yīng)仔細(xì)對(duì)待并努力抑制復(fù)合資料的再生問題，使復(fù)合資料朝著延伸運(yùn)用期以及可再生環(huán)境協(xié)調(diào)化的方向開展。為維護(hù)環(huán)境，國(guó)際汽車工業(yè)對(duì)汽車產(chǎn)品輕量化，同時(shí)對(duì)運(yùn)用環(huán)保資料予以高度注重，汽車廢舊資料回收、再生與利用技術(shù)已成為一種新興產(chǎn)業(yè)。歐洲各國(guó)要求，到2021年汽車廢舊資料利用率將到達(dá)95％。作為汽車輕量化中采用的纖維復(fù)合資料也就必需符合節(jié)能和環(huán)保的要求。那么作為復(fù)合資料行業(yè)如何應(yīng)對(duì)？5、現(xiàn)存的問題作為汽車行業(yè)的資料工程師，面對(duì)目前眾多的復(fù)合資料在資料的如何選用上有一些困惑，不象對(duì)傳統(tǒng)的聚丙烯、ABS合金、聚酰胺等資料在選用上比較得心應(yīng)手，總結(jié)起來(lái)還是由于這些新的復(fù)合資料的性能不是很明朗，比如上面提到的三種復(fù)合資料，它們可以制造同一種零部件，但各自在資料性能方面的優(yōu)勢(shì)、對(duì)構(gòu)造的要求、本錢〔包括資料、工藝及設(shè)備本錢〕等方面的比較方案有所欠缺，所以在對(duì)新資料的選用上自信心缺乏，這也是新資料不能及時(shí)得到運(yùn)用的一方面緣由。汽車制造本錢和耐用程度與