1、R&D CENTER中国第一汽车股份有限公司中国第一汽车股份有限公司 技术中心技术中心朱熠朱熠2014.8.21汽车发动机及周边轻量化材料汽车发动机及周边轻量化材料的应用探讨的应用探讨R&D CENTER2 汽车发展需求汽车发展需求 轻量化零部件的应用与开发轻量化零部件的应用与开发 零部件企业能力建设的建议零部件企业能力建设的建议R&D CENTER3技术中心非金属研究室技术中心非金属研究室R&D CENTER4轻量化轻量化设计、制造、材料技术的集成结构优化功能配置优化材料技术主要途径：优化设计结构、配置、材料提升结构强度（集成化、中空化）轻质材料（铝镁钛、高强度钢、高性能工程塑料和复合材料）
2、R&D CENTER5整车设计整车设计轻量化轻量化可靠性可靠性成本成本环保法规环保法规高寿命高寿命环境适应性环境适应性总体设计要求总体设计要求一、汽车发展需求一、汽车发展需求R&D CENTER6主要参照欧盟法规欧盟欧盟ELV指令：指令：End-of-Life Vehicles 指令号：指令号：2000/53/EC中国中国ELV 汽车产品回收利用技术政策汽车产品回收利用技术政策R&D CENTER7二、轻量化零部件的应用与开发二、轻量化零部件的应用与开发1、发动机油底壳的轻量化应用、发动机油底壳的轻量化应用1 1）实现降重）实现降重50%50%6DL6DL发动机油底壳钣金冲压件重发动机油底壳钣
3、金冲压件重13kg13kg，SMCSMC油底壳油底壳6.25kg6.25kg，尼龙油底壳重尼龙油底壳重5.75kg5.75kg。2 2）实现整车通过噪声降低）实现整车通过噪声降低0.4-0.5dB0.4-0.5dB。3 3）提高生产效率：压制一个）提高生产效率：压制一个SMCSMC油底壳产品只需油底壳产品只需8min8min，注塑尼龙油底壳，注塑尼龙油底壳6min 6min。4 4）改进密封性）改进密封性终身无需更换。终身无需更换。R&D CENTER8 2、气门室（发动机）罩盖的轻量化应用、气门室（发动机）罩盖的轻量化应用耐老化耐老化热膨胀低热膨胀低耐油性耐油性强度强度焊接性能焊接性能尺寸稳
4、定性尺寸稳定性材料：尼龙、材料：尼龙、SMCSMC、TMCTMC、RTMRTMR&D CENTER93、中冷器管路的轻量化应用、中冷器管路的轻量化应用材料：尼龙、热塑性聚酯弹性体材料：尼龙、热塑性聚酯弹性体目标：达到降成本目标：达到降成本20-30%20-30%，降重，降重30-50%30-50%，回收利用。，回收利用。工艺：热端：注塑、吹塑；冷端：吹塑工艺：热端：注塑、吹塑；冷端：吹塑R&D CENTER104、卡车进气风道、卡车进气风道采用热塑性弹性体材料，代替橡胶材料，原材料成本有所提高。但材料密度小，产品壁厚采用热塑性弹性体材料，代替橡胶材料，原材料成本有所提高。但材料密度小，产品壁厚
5、小，大幅降重的基础上，产品成本下降。小，大幅降重的基础上，产品成本下降。波纹管降成本波纹管降成本11%11%，降重，降重30%30%以上。以上。空滤器管降成本空滤器管降成本31%31%，降重，降重60%60%以上。以上。波纹管采用橡胶材料模压制造时，由于经常出现变形塌陷等问题，采用塑料夹片进行内部波纹管采用橡胶材料模压制造时，由于经常出现变形塌陷等问题，采用塑料夹片进行内部支撑，又用塑料环支持装配口。支撑，又用塑料环支持装配口。塑料夹片和塑料环的装配非常困难，每个零件用熟练工人装配也需要塑料夹片和塑料环的装配非常困难，每个零件用熟练工人装配也需要2 2分钟以上，没有经过分钟以上，没有经过特殊训
6、练的工人根本安装不上。特殊训练的工人根本安装不上。采用采用TPETPE材料生产的连接软管总成材料生产的连接软管总成-空滤器产品无需塑料夹片和塑料环支撑，减少了装配环空滤器产品无需塑料夹片和塑料环支撑，减少了装配环节和人工，缩短了生产周期，提高了生产效率。相应的生产成本得以降低节和人工，缩短了生产周期，提高了生产效率。相应的生产成本得以降低5%5%左右。左右。材料可以直接回收利用。材料可以直接回收利用。R&D CENTER115、发动机中冷器塑料化的应用、发动机中冷器塑料化的应用用耐高温热塑性工程塑料制造发动机中冷器气室、弯管等，替代铸铝件。用耐高温热塑性工程塑料制造发动机中冷器气室、弯管等，替
7、代铸铝件。目标：实现降低重量目标：实现降低重量20%20%40%40%R&D CENTER126、塑料油箱应用、塑料油箱应用采用采用LLDPE(LMDPE)LLDPE(LMDPE)材料，通过滚塑或吹塑成型工艺制造汽车柴油箱。材料，通过滚塑或吹塑成型工艺制造汽车柴油箱。降低重量降低重量5050左右，材料可回收再利用。左右，材料可回收再利用。R&D CENTER137、塑料接头在燃油管路、气制动管路上的应用、塑料接头在燃油管路、气制动管路上的应用q密封试验q压力试验q震动试验q拉伸试验q低温试验q反复装配试验q耐油试验q加载试验q耐潮湿试验q耐光老化性q耐氯化锌试验q耐甲醛试验q冲击试验q回转扭矩
8、测试q插入力测试q耐热稳定性R&D CENTER14采用塑料替代钢板材料，单一对踏板而言可降重采用塑料替代钢板材料，单一对踏板而言可降重50%50%以上。以上。8、油门踏板、油门踏板 措施：采用措施：采用PP6+GF30PP6+GF30、LFT(PP+GF40)LFT(PP+GF40)等材料替代金属材料等材料替代金属材料R&D CENTER159、进气歧管、进气歧管 材料：采用高性能尼龙、材料：采用高性能尼龙、LFT-PP-GF40LFT-PP-GF40材料代替铝合金材料代替铝合金 引入新鲜空气燃烧（气体流量、形态）引入新鲜空气燃烧（气体流量、形态）噪音噪音 强度强度 油耗油耗 排放排放 怠速
9、稳定性怠速稳定性 R&D CENTER16 10、发动机悬置骨架塑料化发动机悬置骨架塑料化强度！强度！高强度尼龙高强度尼龙高强度高强度GMTGMT高强度高强度SMCSMCR&D CENTER17 11、重型车风扇护风罩的开发、重型车风扇护风罩的开发特殊性：特殊性：600600800800材料：材料：PP-TD30PP-TD30、LFT(PP-GF20)LFT(PP-GF20)尺寸稳定性尺寸稳定性平面度平面度模具和冷却设计模具和冷却设计材料强度和流动性材料强度和流动性R&D CENTER18 12、水泵叶轮、水泵叶轮传统材料：传统材料：PPSPPS、PPAPPA代替材料：代替材料：LFT(PP-
10、GF20)LFT(PP-GF20)尺寸稳定性尺寸稳定性平面度平面度材料强度和流动性材料强度和流动性成本降低、降重成本降低、降重R&D CENTER19SIEMENS VDO：7速（2003年東京出展）材料设计理念材料设计理念R&D CENTER20SIEMENS VDO：7速（2003年東京出展）材料通用化设计材料通用化设计 全PP车门内饰板和仪表板已经开发出来，结构包括PP内衬板、PP泡沫衬垫层和PP/EPDM表皮，并且与扶手采用一体化成型。克莱斯勒在Neon车内饰全部采用聚烯烃材料。汽车外饰采用PET 制成的6个部分组成（正常80个零件），不用油漆，造价是传统车型的一半。奔驰卡车驾驶室采用
11、6个复合材料模块组成。减少材料品种，产品平台标准化、通用化。R&D CENTER21SIEMENS VDO：7速（2003年東京出展）材料回收利用材料回收利用回收途径：颗粒回收，重新碾磨；化学回收，高温分解；回收途径：颗粒回收，重新碾磨；化学回收，高温分解；能源回收，作为燃料。能源回收，作为燃料。德国回收率已高达德国回收率已高达8787。日本计日本计 划到划到20102010年在全国建立年在全国建立150150个废塑料发电设备。个废塑料发电设备。国内材料回收利用机制不完善、法规不健全，设计时必须国内材料回收利用机制不完善、法规不健全，设计时必须考虑尽量采用能颗粒回收的材料。如热塑性塑料代替热固
12、考虑尽量采用能颗粒回收的材料。如热塑性塑料代替热固性塑料、热塑性弹性体代替橡胶等。性塑料、热塑性弹性体代替橡胶等。总成结构的易拆卸性。总成结构的易拆卸性。清晰的标识。清晰的标识。R&D CENTER22SIEMENS VDO：7速（2003年東京出展）试验研究技术试验研究技术材料耐候性和耐长期老化性快速试验方法研究材料耐候性和耐长期老化性快速试验方法研究 。零部件疲劳耐久性试验方法和设备的研究。零部件疲劳耐久性试验方法和设备的研究。建立材料性能、生产工艺与零部件性能之间关系的预测模型。建立材料性能、生产工艺与零部件性能之间关系的预测模型。建立复合材料纤维及树脂性能、纤维排布及工艺参数与材料和建立复合材料纤维及树脂性能、纤维排布及工艺参数与材料和制品性能关系的预测模型。制品性能关系的预测模型。建立各种纤维增强材料性能数据库。建立各种纤维增强材料性能数据库。行业的联合与合作。行业的联合与合作。
