1背景
众所周知,发动机工况复杂恶劣,且需要适应各种外界环境,因此对于发动机的零件普遍都有较高的要求。尤其在与发动机相关的树脂材料方面,因其工作温度压力等都有着较高要求,因此需要使用性能优越的树脂材料。
在我们的发动机中,普遍采用的是热塑性工程塑料,以下就以发动机为例,分析其中的塑料件,主要有:
①PUR材料:燃油管保护罩、高压油轨保护罩、高压油泵保护罩、高压油泵架罩。这些零件均是用来保护部件,同时消除异音的,使用这种发泡塑料是因为这种材料成型后能保持形状,同时质地较软,且成本较低。
②PA66(含PA66-GF增强材料):机油尺、进气歧管、缸盖罩、油底壳线束支架、链条张紧臂、发动机碳罐电磁阀消音器等。使用这种材料主要是PA66疲劳强度和刚性均较高,其共混改性材料有较高的耐磨性,且有较好的耐热性。
③PA46(含PA46-GF增强材料):主要用与节气门部分部件,这种材料耐热耐磨性均极佳,但是由于成本较高,一般使用较少。
④PA6:用于机油集滤器,有强度高、耐磨等优点,玻纤增强后耐久性好,力学性能好。
⑤PPA:用于发动机水套,由于水套长期处于高温高湿的情况下,因此使用PPA这种材料,在高温高湿情况下抗拉强度高,且耐热能力强,耐冷却剂能力强,因此选用这种材料。
⑥PBT:主要用于点火线圈中的部分部件,因其材料有优良的电性能和阻燃能力,同时耐热老化温度较高,能够满足点火线圈的工作条件。
⑦PPS:主要用于点火线圈部分部件,主要优点一是吸水率极低,二是阻燃性好,三是耐热性、电性能均较好,且在负荷下抗蠕变能力较强。
2塑料的重要特性
2.1流动性
热塑性塑料流动性大小,一般可从分子量大小、熔融
发动机塑料材料简析
蔡浩东
(广汽本田汽车有限公司,广州511338)
摘要:发动机是汽车的重要部件,其中包含着众多的塑料件,它们对发动机的正常运转起着至关重要的作用。本文将针对发动机中所使用的塑料件,从使用情况、材料的各项特性、制造工艺的影响因素、制造参数的选择与设定上及常见缺陷上进行分析。旨在通过对发动机塑料件相关知识的把握,提出相关重要管理项目和要点,为发动机塑料件供应商的管理提供支持和指导。
广汽本田汽车有限公司关键词:发动机塑料件;材料特性;工艺要点;塑料件管理要点
能会发生很大变化。当车辆启动或低速行驶时,当车辆的动力电池状态大于一定的设定值时,驾驶员的行驶速度和动力小于设定值。在驾驶员完成启动操作后设定值,混合动力汽车仅依靠电机驱动。通过分析,可以得出结论,在轮毂和道路的两种不同测试条件下,车内噪声水平基本相同,路试噪声水平高于测试结果。这表明即使使用混合动力汽车,也必须考虑高速行驶时对风噪声和其他室内噪音的影响。在左侧和右侧滚筒中的噪音远低于道路测试中的噪音,因此这些特性可用作在混合动力车辆高速行驶时控制噪音水平的基础。
3.3针对于混合动力汽车车内噪声产生机理分析
通过上文的分析得知,混合动力汽车车内噪声的产生主要是由电机元件所导致的。所产生的噪音类型分为电磁、机械、气动三类。由于电磁设备是混合动力汽车电机重要的组成结构,同时也是动力设备的组成结构。由于振动的发生,进而导致结构发生改变,也就会导致电磁场周围发生变化,而引起电磁噪声
的产生。另外,结构振动的频率和幅度一旦发生较大的变化,尤其是在车辆高速行驶的现状,将会进一步导致噪声的产生。为此就需要保证输出扭矩平稳地增加或减少,并且驱动没有大的波动,以满足驱动扭矩的增大或减小的现状,这是实现不同模式协调控
制,降低车辆噪声水平的关键。
4总结
综上所述,根据相应的调查数据显示,在现代化混合动力汽车的噪声上分析,使用纯电动驱动模式比发动机驱动模式下噪声的水平较低,但是车载噪声较高于纯电动模式的驱动噪声。随着社会科学技术的不断发展,对于混合汽车内部的噪声分析和研究是国内外研究学者需要重点关注的课题,特别是对混合动力汽车的特性做出详细的分析。对汽车内部噪声的测试和分析是一个相当复杂的主题。对于混合动力汽车等新能源汽车,NVH特性要求我们进行大量的详细研究。
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Internal Combustion Engine&Parts
指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度及流动比(流程长度/塑料壁厚)等一系列指数进行分析。
2.2结晶性
热塑性塑料按其冷凝时有无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型。所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变成分子停止自由运动,按略微固定的位置,并有使分子排列成为规整模型倾向的一种现象。
2.3热性能及冷却速率
不同的塑料品种具有不同的比热容、热传导率、热变形温度等热性能。比热容高的塑料品种塑化时需要的热量大,应选用塑化能力大的注塑机。热变形温度高的塑料冷却时间可缩短,早脱模,但脱模后要防止冷却变形。热传导率低的塑料冷却速度慢,故必须充分冷却,要加强模具冷却效果。
2.4吸湿性
塑料大致可以分为吸湿、黏附水分及不吸水也不易黏附水分两种,料中含水量必须控制在允许范围内,在高温、高压下水分变成气体或发生水解作用,使树脂气泡、流动性下降、外观及力学性能不良。
3注塑成型工艺参数的选择与设定
3.1温度控制
一是对料筒温度的控制。塑料的温度是有料筒控制的,所以料筒的温度关系到塑料的塑化质量。选定料筒温度时,主要着眼于保证塑料塑化良好,能顺利注射而又不引起塑料局部降解。
二是对喷嘴温度的控制。为了防止熔融塑料流延,在操作时通常应将喷嘴温度调得比料筒最高温度稍低,但也不能太低,一般比料筒最高温度低五到十摄氏度即可。
三是对溶胶温度的控制。溶胶温度是塑料塑化实际达到的温度,可在射嘴处测量或用对空喷射法来测量。
3.2压力控制
注塑压力是指注射时在螺杆头部的熔体压力。注射压力的作用是克服熔体从料筒流向型腔的阻力,给予熔体一定的充模速度并对熔体进行压实。
保压压力是指为了补偿模具中物料收缩,需继续维持熔体流动的压力,保压压力对成型制品的品质有很大影响。
背压压力是指塑料塑化过程中所承受的的压力,是螺杆后退前所须要产生及超越的压力,又称为塑化压力。合适的背压对于提高产品质量有着重要的作用。
锁模压力是注塑机的重要参数,及施加于模具的夹紧力。锁模力的计算:锁模力等于锁模力常数乘以制品的投影面积。
3.3时间控制
注塑生产周期,包括合模、注射、保压、产品、冷却、开模和产品顶出时间。
注射时间一般不宜太长,型腔充满后就想当于在注射压力下保压,时间太长会使制品的取向压力增加,一般制品的充模时间为3~10S。
通常来说,在成型循环过程中,冷却环节是最为耗时的一个环节,因此合理控制冷却时间就可以大大节省生产成本,通常选取的冷却时间范围为5~120秒。
4常见注塑缺陷及对策
4.1缺料
缺料是指模具没有充满,主要发生在离浇口较远的地方和薄壁处主要发生原因是注塑压力或速度太低,或者保压压力不足。改善方法主要是设备方面:安排合适的塑化容量的注塑机、设定合适的塑化温度、缩短注塑周期等等:模具方面:避免流道过长多细,避免模具薄壁太薄。工艺方面:调节足够的进料量,增大注塑压力,提高注射速率,提高料温。
4.2空隙
制品内部的空隙表现为圆形或拉长的气泡形式,空隙往往发生在壁相对比较厚的制品内并且是在最厚的地方。所以应当提高保压压力、提高保压时间、提高模具温度、降低熔体温度。
4.3溢料
溢料又称飞边。大多发生在模具的分合处。造成原因主要是:锁模力太低、模具有缝隙、成型温度太高
、射出压力太大、排气不当等。改善方法有设备方向(合模力、模具平行度、磨损情况)、模具方向(分型面精度、模具设计合理性)、工艺方向(注塑压力降低、减少加料量、料筒温度)。
4.4顶白
脱模力太高会发生形变,最终造成顶出部位泛白、冷却时间不足,产品脱模时强度不够、造成顶白发白。改善方法:成型工艺(降低保压、缩短保压时间、将保压切换提前、延长冷却时间)模具设计(按规格选择脱模斜度、对脱模方向上模具进行抛光)。
5总结
本文通过对本田AP2发动机常用的塑料件进行了详细的分析对比,从其性能参数如:收缩性、流动性、结晶性等方面对工艺工序设计的影响进行了说明,从加工设备的重点参数如:温度控制、压力控制、时间控制的设定对于产品质量的影响进行了描述与总结,并重点介绍了缺料、空隙、溢料、顶白这些常见缺陷,对于其发生原因和解决对策进行了简要的说明,为外做塑料件品质管理提供了参考,为不良的再发防止和未然防止提供了解决思路。
综上所述,在发动机外做塑料件的品质与零件材料特性,工序设定,重点参数的设定与管理,可能的不良失效模式等息息相关,环环相扣,在进行发动机外做塑料件品质管理时应结合发动机工况、工作条件等,与上述各方面进行综合考虑,整体把握,才能更科学、更精确、更全面的开展品质保证工作。
参考文献院
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