从汽车环保和轻量化展望

从汽车环保和轻量化展望复合资料开展趋势中国一汽技术中心非金属研讨室1.汽车工业的研讨方向汽车产业在世界各地蓬勃开展的同时，也带来环境污染和能源短缺两大严重的负面影响。据调查，石油消费品中，其中35%是作为汽车的燃料被运用，可见汽车燃料耗费占有很大比重。这种情况必将导致汽车行业的研讨方向进展相应调整――轻量、节能和环保成为国际汽车工业研讨的主题。

轻量和节能——为减轻汽车产品自重，节省资料，降低汽车燃油耗费和低排量，降低消费和运用本钱，轻量、节能不断是国际汽车工业研讨的主题。与20年前相比，国外轿车自重减少了20％-26％，每辆轿车所用钢、铸铁、铜、玻璃的数量将分别下降15％、29％、13％和13％；铝、镁、粉末冶金、塑料的用量将分别添加31％、100％、20％和29％。

环保——为维护环境，国际汽车工业对汽车产品运用环保型资料给予了高度注重，汽车废旧资料回收、再生与利用技术已成为热点，并开场构成一种新兴的产业。汽车轻量、节能和环保既是国际汽车的开展方向，也是我国产业政策的要求,近期国家发改委、科技部和环保局结合制定了<汽车产品回收利用技术政策>，要求2021年车辆可回收利用率达80%-85%，资料的再利用率不低于75%－80%。在这方面，汽车资料的革命和开展将起着主要的和推进的作用。而塑料与汽车轻量化、节能和环保有着密不可分的关系2、汽车轻量化的途径汽车资料是影响汽车分量的重要要素，对节省能源及改善污染议题都有相当程度的影响，汽车减重是节省能源及降低污染的最正确途径。而“轻量化构造〞那么提供汽车减重的方法，除了〞多功能系统整合〞、〞消费技术〞外，〞新资料的运用〞也占有举足轻重的位置。目前国外实现汽车轻量化的方法主要有两种：1)改良汽车构造，使部件薄壁化、中空化、小型化和复合化，对内饰、发动机和底盘等一切汽车零部件进展构造和工艺改良等；2)采用轻量化的金属和非金属资料，主要是指铝合金、镁合金、高强度钢材、工程塑料及纤维加强复合资料等。目前世界主要汽车用塑料件的内饰化已根本完成。玻璃纤维加强塑料(FRP)等新种类已随着技术的成熟而正在扩展运用，主要用于车身的外装件和功能件。可用于车门、发动机罩、前格栅、翼子板、保险扛骨架、门柱护板、通风百叶窗、导流罩等近20种车身板件。复合资料性能适宜车身轻量化、降低油耗的要求。传统的汽车车身体料处于以薄钢板为主的单一形状，不能顺应人们追求高速与轻量化的要求，为减轻其质量，改善风阻系数和降低油耗，许多汽车厂家都积极研讨和利用新资料以到达上述要求。许多种类型的复合资料都在车身轻量化过程中得到了发扬才干的舞台，并在汽车的轻量化进程中大显身手。随着新型资料研讨任务的不断深化，以及复合资料制备技术的不断突破，复合资料在车身轻量化进程中的作用必将更加突出。目前我司采用复合资料制造的汽车零件有顶盖、前保险杠面罩、前围外板、左右侧导流罩、中部导流板装饰罩、顶盖带天窗总成、牌照板、左右前侧外板、翼子板、脚踏板装饰罩、大灯装饰罩等。我公司载重汽车的复合资料运用曾经非常广泛，而在轿车上的运用还需进展进一步的开发研讨，因此，未来复合资料的开展目的应是开发轿车等领域用高分子聚合物基复合资料大型构件并实现产业化。3、轻量化对资料的需求用更轻、更耐用、对环境污染更小并可回收的资料是汽车选材的方向。这涉及到资料的选择、组成、加工过程。新型资料需求新型制造技术，制造技术是决议资料适用化的关键，因此这些技术往往是各国汽车业的尖端技术。复合资料在汽车工业中运用的主要驱动力之一是轻量化。然而，不同种类的汽车轻量化的目的有所不同：a卡车轻量化允许有效载荷添加而总重不变。b运动车，分量减少转变成性能〔加速度和最高速度〕的提高。与轻量化设计相对应的必需处置好的一些关键需求思索的是：a减重和本钱添加之间的最正确结合点；b节能与环保；c乘员的温馨性；d高被动平安规范；eA级外表质量。但依然有许多技术问题需求处理：a顺应高产量消费的复合资料制造工艺，缩短目前合成资料消费制造工艺节拍。b复合资料工艺自动化，特别是加强资料的铺放，对降低制造本钱、缩短消费周期及质量控制自动化的工艺是必要的。c顺应高产量消费的复合资料〔例如快速固化的热固性树脂〕。d用于快消费节拍的具有高压性能的复合资料。e降低碳纤维价钱。f适宜新的报废汽车法规的复合资料／工艺。g汽车用复合资料检测方法。h汽车合成资料特殊的设计程序。一切汽车制造厂都曾经开发了金属零件的设计程序，但普通不能为复合资料所用。i新的复合资料数字模拟。这些模拟需求在以下三个方面有断定才干：(i)典型资料性能的可用性，(ii)资料模拟的准确性，和(iii)要求的计算结果。j综合的消费／工艺分析手段的进一步开发，以减少在合成资料零件开发过程中要求的实验检测次数。4、汽车资料开展趋势未来的汽车是属于顺应环境维护的绿色汽车，因此在此不可防止的要提到复合资料的环境认识。复合资料能提高资料性能，延伸运用期，加强功能性，这些都是对环境有利的特性。但应仔细对待并努力抑制复合资料的再生问题，使复合资料朝着延伸运用期以及可再生环境协调化的方向开展。为维护环境，国际汽车工业对汽车产品轻量化，同时对运用环保资料予以高度注重，汽车废旧资料回收、再生与利用技术已成为一种新兴产业。欧洲各国要求，到2021年汽车废旧资料利用率将到达95％。作为汽车轻量化中采用的纤维复合资料也就必需符合节能和环保的要求。那么作为复合资料行业如何应对？5、现存的问题作为汽车行业的资料工程师，面对目前众多的复合资料在资料的如何选用上有一些困惑，不象对传统的聚丙烯、ABS合金、聚酰胺等资料在选用上比较得心应手，总结起来还是由于这些新的复合资料的性能不是很明朗，比如上面提到的三种复合资料，它们可以制造同一种零部件，但各自在资料性能方面的优势、对构造的要求、本钱〔包括资料、工艺及设备本钱〕等方面的比较方案有所欠缺，所以在对新资料的选用上自信心缺乏，这也是新资料不能及时得到运用的一方面缘由。汽车制造本钱和耐用程度与