汽车与化工
现代汽车的化工材料对汽车质量起重要作用。它们主要分为两大类,一类是制造零部件的材料,例如车身覆盖件和装饰件,另一类是用于密封、粘接、减振用的辅助材料。
汽车车身传统的金属材料部件,已经大量采用化工材料。使用化工材料既可以减轻重量,简化工艺,还可以降低成本。例如轿车前后的保险杠,有些采用掺加玻璃纤维增强的聚丙烯热塑型塑料,用注射式压力成型工艺方式,有些采用聚氨脂材料,用反应注射成型工艺方式,简单快捷。采用聚丙烯、聚乙烯等材料,通过上述工艺方式,还可以制造翼子板、轮眉、扰流板、散热器罩、发动机罩、行李箱盖等,材料弹性的高低由玻璃纤维的成份来确定。例如雷诺风景的翼子板就是由富有弹性的塑料材料做成的。
汽车车身传统的金属材料部件,已经大量采用化工材料。使用化工材料既可以减轻重量,简化工艺,还可以降低成本。例如轿车前后的保险杠,有些采用掺加玻璃纤维增强的聚丙烯热塑型塑料,用注射式压力成型工艺方式,有些采用聚氨脂材料,用反应注射成型工艺方式,简单快捷。采用聚丙烯、聚乙烯等材料,通过上述工艺方式,还可以制造翼子板、轮眉、扰流板、散热器罩、发动机罩、行李箱盖等,材料弹性的高低由玻璃纤维的成份来确定。例如雷诺风景的翼子板就是由富有弹性的塑料材料做成的。
一些车身上的装饰件,例如车身装饰镶条、防擦条等,对保护汽车的漆面,增加车身的观赏性起到很好的作用,选择这些材料要求柔性好,高温保形性好,抗擦伤力强,容易上漆等。。而这些材料大都采用聚氯乙烯、乙丙烯橡胶等材料,用注射成型或挤压成型方式做成。
一些车身上的装饰件,例如车身装饰镶条、防擦条等,对保护汽车的漆面,增加车身的观赏
性起到很好的作用,选择这些材料要求柔性好,高温保形性好,抗擦伤力强,容易上漆等。。而这些材料大都采用聚氯乙烯、乙丙烯橡胶等材料,用注射成型或挤压成型方式做成。的高聚物体,可用于构件结合部、间缝、车内地板、行李箱等处,能将不同基质的物件牢固地结合在一起并增加强度。只要将加强胶裁成所需形状尺寸,揭去防粘纸粘贴在需加强的部位,其胶质经过烤漆工序之后就会凝结变硬,从而可增强原材料的强度。粘合胶是诸如环氧树脂、聚酯树脂等粘合材料,能粘贴各种结构元件,主要粘接塑料、复合塑料以及金属材料,而且具有密封作用。粘合胶能减少熔焊接及机械铆接的比重,应用在车身外壳、支撑件和装饰条的粘接等。
现代汽车的新材料新工艺
汽车材料与汽车制造成本和耐用程度密切相关,现代汽车的技术进步,很大程度就是材料技术的进步。随着汽车技术的发展,过去没有见过或者很少见过的材料和工艺,现在已经应用在汽车上。
现代汽车的新材料新工艺
汽车材料与汽车制造成本和耐用程度密切相关,现代汽车的技术进步,很大程度就是材料技术的进步。随着汽车技术的发展,过去没有见过或者很少见过的材料和工艺,现在已经应用在汽车上。
汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。
汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两
汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两
种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。
四冲程发动机的工作过程: 四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。
冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。
润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。
燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。
化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。
汽车的底盘:
传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。
离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进
四冲程发动机的工作过程: 四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。
冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。
润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。
燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。
化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。
汽车的底盘:
传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。
离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进
行汽车的起步、停车、换档等操作。
变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。
行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。
钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器与钢板弹簧并联使用。
转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。
前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫“前轮定位”。 它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。 制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。
手制动器的作用:手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。
液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机
变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。
行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。
钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器与钢板弹簧并联使用。
转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。
前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫“前轮定位”。 它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。 制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。
手制动器的作用:手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。
液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机
件组成。
气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动 器和气管等机件组成。
电气设备:
汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。
蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有汽车点烟器“+”号,呈深褐;负极 柱上刻有“-”号,呈淡灰。
起动机: 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,起动发动机。起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10-15秒,连续使用不得超过3次。若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件。
气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动 器和气管等机件组成。
电气设备:
汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。
蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有汽车点烟器“+”号,呈深褐;负极 柱上刻有“-”号,呈淡灰。
起动机: 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,起动发动机。起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10-15秒,连续使用不得超过3次。若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件。
车身壳体(白车身)是一切车身部件的安装基础,通常是指纵、横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架,而轿车
车身和货车驾驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。
车门:通过铰链安装在车身壳体上,其结构较复杂,是保证车身的使用性能的重要部件。这些钣制制件形成了容纳发动机、车轮等部件的空间。
车身外部装饰件:主要是指装饰条、车轮装饰罩、标志和浮雕式文字等等。散热器面罩、保险杠、灯具以及后视镜等附件亦有明显的装饰性。
车内部装饰件:包括仪表板、顶篷、侧壁、座椅等表面覆饰物,以及窗帘和地毯。在轿车上广泛采用天然纤维或合成纤维的纺织品、人造革或多层复合材料、连皮泡沫塑料等表面覆饰材料;在客车上则大量采用纤维板、纸板、工程塑料板、铝板、花纹橡胶板以及复合装饰板等覆饰材料。
车身附件门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、风窗刮水器、风窗洗涤器、遮阳板、后视镜、拉手、点烟器和烟灰盒等。在现代汽车上常常装有无线电收放音机和杆式天线,在有的汽车车身上还装有无线电话机、电视机或加热食品的微小炉和小型电冰箱等附属设备。
车身内部的通风、暖气、冷气以及空气调节装置是维持车内正常环境、保证驾驶员和乘客安全舒适的重要装置。座椅也是车身内部重要装置之一。座椅由骨架、座垫、靠背和调节机构等组成。座垫和靠背应具有一定的弹性。调节机构可使座位前后或上下移动以及调节座垫和靠背的倾斜角度。某些座椅还有弹性悬架和减振器,可对其弹性悬架加以调节以便在驾驶员们不同的体重作用下仍能保证座垫离地板的高度适当。在某些货车驾驶室和客车车厢中还设置适应夜间长途行车需要的卧铺。
在汽车构件材料方面,近年除了广泛采用铝合金、镁合金外,还出现了一种钒合金。用钒元素生产的钒钢、钒钛合金具有高强度低重量的特点。为了减少汽车重量,一些汽车的连接件是用含5%钒的钛合金制造的。此钒钛合金能够适应汽车零部件的高速机械运作的苛刻环境。
橡胶密封件是汽车装配的重要辅助零件,对汽车运行质量影响很大。橡胶密封件要有良好的机械强度、弹性和耐油耐水不变形的特性,是保证发动机、底盘及其它部分不渗油不渗水的关键。现在一些质量好的橡胶密封件通过交联(硫化)产生持久的“橡胶弹性”,根据不同的品种具有从零下50摄氏度到零上180摄氏度的使用温度范围,以适应不同的安装部位。例如新型车门密封条是由多种化学组分构成,硬软结合,能承受各种干燥、潮湿、
橡胶密封件是汽车装配的重要辅助零件,对汽车运行质量影响很大。橡胶密封件要有良好的机械强度、弹性和耐油耐水不变形的特性,是保证发动机、底盘及其它部分不渗油不渗水的关键。现在一些质量好的橡胶密封件通过交联(硫化)产生持久的“橡胶弹性”,根据不同的品种具有从零下50摄氏度到零上180摄氏度的使用温度范围,以适应不同的安装部位。例如新型车门密封条是由多种化学组分构成,硬软结合,能承受各种干燥、潮湿、
寒冷和炎热的环境条件变化,抗光降解,并且在经受无数次的开关循环后仍能在其位置上保持良好的功能。上海研制的一种纤维增强复合密封材料,即非石棉纤维增强橡胶密封材料具有很高的机械强度、弹性和环境适应性,可广泛用于发动机、变速器、油泵、水泵的密封。
近年来塑料在车上用途广泛。保险杠、仪表板、塑料覆盖件等汽车塑料零件,除了要求有较高的加工质量外,还要求有较好的机械物理性能。这类塑料零件是采用塑料增强反应注射成形工艺(RRIM),其方法是将两组添加了玻璃纤维增强材料的液体树脂进行计量混合并注入模腔,在模腔内两组液体发生化学反应并固化成一定形状的塑料制品。例如用上述工艺制成的聚氨酯制品,其表面紧密,内部松软,摸上去有弹性,又具有一定的机械强度,非常适合于汽车仪表板、内饰覆盖件等。现在汽车塑料聚氨酯用量较多,一辆普通轿车大约需要使用16公斤的聚氨酯,高级轿车用量更多。同时也对聚氨酯的品质越来越苛求。例如现在大部分轿车前档风玻璃都是大斜角布置,这样在长时间的强烈阳光照射下,仪表板表面会被烤得高温,所以制造仪表板的塑料材料还要能承受耐热变形。又用聚氨酯注射成形工艺做成的保险杠,壁厚小于2.5毫米,重量减轻了,节省了材料成本,却又不损害构件的强度、弹性和耐气候变化的性能。除了车身覆盖件外,一些汽车的前照灯玻璃罩
近年来塑料在车上用途广泛。保险杠、仪表板、塑料覆盖件等汽车塑料零件,除了要求有较高的加工质量外,还要求有较好的机械物理性能。这类塑料零件是采用塑料增强反应注射成形工艺(RRIM),其方法是将两组添加了玻璃纤维增强材料的液体树脂进行计量混合并注入模腔,在模腔内两组液体发生化学反应并固化成一定形状的塑料制品。例如用上述工艺制成的聚氨酯制品,其表面紧密,内部松软,摸上去有弹性,又具有一定的机械强度,非常适合于汽车仪表板、内饰覆盖件等。现在汽车塑料聚氨酯用量较多,一辆普通轿车大约需要使用16公斤的聚氨酯,高级轿车用量更多。同时也对聚氨酯的品质越来越苛求。例如现在大部分轿车前档风玻璃都是大斜角布置,这样在长时间的强烈阳光照射下,仪表板表面会被烤得高温,所以制造仪表板的塑料材料还要能承受耐热变形。又用聚氨酯注射成形工艺做成的保险杠,壁厚小于2.5毫米,重量减轻了,节省了材料成本,却又不损害构件的强度、弹性和耐气候变化的性能。除了车身覆盖件外,一些汽车的前照灯玻璃罩
也用塑料制造。例如拜耳公司做成的塑料散光玻璃,与传统玻璃相比,不但车灯重量明显减轻,而且有更大的可塑性,可依照安装位置做成各种形状。
用更轻、更耐用、对环境污染更小并可回收的材料是汽车选材的方向。这涉及到材料的选择、组成、加工过程。新型材料需要新型制造技术,制造技术是决定材料实用化的关键,因此这些技术往往是各国汽车业的尖端技术。
用更轻、更耐用、对环境污染更小并可回收的材料是汽车选材的方向。这涉及到材料的选择、组成、加工过程。新型材料需要新型制造技术,制造技术是决定材料实用化的关键,因此这些技术往往是各国汽车业的尖端技术。
1001造型
孙强
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