汽車用塑料燃油箱
汽車塑料化是大勢所趨,它是基于三個主要理由,一是節能,二是進步功能,三是簡化制造工序與工藝。
汽車燃油箱是汽車部件中重要的機能件和平安件之一。傳統的燃油箱是用金屬制作的,由于金屬加工的特殊性,成型較艱難,且焊接縫處的強度也低,消費合格率較低,在使用中經常出問題。近年來,為了減輕汽車的重量以及降低本錢,從金屬資料到塑料樹脂的轉化已引起鉆研者的寬泛趣味。
二、塑料燃油箱的特點塑料燃油箱則能夠較好地處置金屬燃油箱呈現的問題,因為:(1)塑料的成型加工性好,易規模消費,簡化消費制造工藝,改進了平安工作情況。
塑料燃油箱的重量較金屬輕,塑料相對密度僅為金屬的1/8~1/7,所以與同體積的金屬燃油箱相比較,其重量可大大降低,從而有利于減輕車重,進步車速,勤儉燃料。據資料統計,車重每減輕1kg則1L汽油可使汽車多行駛0.1km.塑料燃油箱形狀設計自由度大,空間利用率高,能夠加工成各種復雜形狀,有利于充分利用車體的空間,從而能夠增加燃油的載重量,進步汽車的續航力,例如PASSAT塑料燃油箱重3.5kg容量51L加平安系數7 L同金屬燃油箱相比容量大6L,重量輕1.5kg塑料燃油箱有較好的熱絕緣性,在車輛著火時汽油柴油不會很快升溫,可延遲爆炸而使乘員在意外事故中增加生存的希望。
在歐洲,塑料燃油箱首先由德國群眾汽車工業公司于1973年開發成功并大規模消費,車種由PASSAT開端,之后,塑料燃油箱在汽車工業興隆的國家,從原料到加工消費設施,開展得極為迅速,成為一門專門的加工行業。
三、目前汽車塑料燃油箱成型工藝目前,汽車塑料燃油箱的使用受到寬泛關注,進而其加工成型工藝得到寬泛的鉆研和開發。概括起來塑料燃油箱的成型工藝有以下幾種。
回轉成型輕的金屬模可安裝在回轉成型機的機架上停止三維方向旋轉,塑料粉參與熱模具內,當旋轉時,塑料粉一直熔融粘貼在熱模具內壁,待完全塑化抵達要求厚度后,往模具夾套內注入冷水停止冷卻,而后脫模得制品。
該法缺乏之處是很難保障轉角處和狹窄斷面處壁厚的均勻性。該法所需資料要求受熱后在模具內壁形成嚴密又均勻的融體。但是具備上述條件的資料卻不能合乎汽車燃油箱對性能的要求。
陽離子聚合(單體澆鑄)陽離子聚合法是用己內酰胺單體注入受熱回轉模具內,陽離子聚合,冷卻脫模。其長處是模具造價低,易于噴漆。由于此法只限于澆鑄尼龍,不能完全滿足汽車燃油箱要求的條件,故通常不采納此法。
注塑由于脫模受到限制,采納注塑消費燃油箱需分成兩半件,而后再用粘合劑或熱熔焊接將兩半件粘合成整體。粘合強度往往隨資料種類不同而有強弱,又注塑模具要承受高壓(60~130MPa)注射,模具構造復雜,制造費用昂貴,以上是毛病。注塑的長處在于獲得的廢品壁厚易于控制,非常均勻,又在注塑模具內能夠裝配所須要的嵌件,可將燃油箱箱體與隸屬零部件注射組熔成一體。
真空吸塑成型將塑料板材加熱用真空吸塑成型制成燃油箱兩半件,而后再用粘合劑或熱熔焊接將兩半件粘合成一整體。它與注塑不同處:前者不能制成形狀構造復雜的箱體而且無法在成型時裝配各種嵌件,又模具多為鋁合金資料,強度要求相對低,構造簡略,因而造價也低。毛病是也存在粘合問題。
中空吹塑摸索和比較各種塑料燃油的成型工藝,中空吹塑成型是制造燃油箱最佳成型辦法。目前塑料燃油箱主要采納此法。燃油箱中空吹塑成型時,物料間斷加熱熔融擠出,送進蓄料器中儲存,再通過模芯模套由上往下擠出形成型,用兩半片(哈夫)模具將型坯夾緊,而后往型坯內鼓氣吹脹貼牢模腔內成型,經冷卻脫模得廢品燃油箱。該辦法是最佳成型辦法,既能夠大規模消費,又簡化了消費工序,也不存在粘接問題。
四、目前常用的阻隔性塑料、塑料燃油箱用料及加工工藝不是所有的塑料都適合于制造汽車燃油箱,首先資料必需能長工夫承受高溫與低溫交變負荷,甚至能承受一40°C下的驟然變形經測試必需合乎平安技術條件和政府公布的標準,還要有非常好的阻滲性。按照國際標準,如今汽車油箱的滲油量每天不超越2g以后逐年減少,所以必需選用有阻隔性的塑料來作汽車燃油箱。常見的阻隔性樹脂47有:聚偏氯乙烯(PVDC)、乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚酯(PET)、新型尼龍(MXD6)、液晶OCP)和含氟塑料等,其中液晶和含氟塑料不只本錢高而且加工也比較艱難;聚偏氯乙烯盡管具有高度的阻氣性、耐蒸煮性、透明性、耐化學腐蝕性,熱收縮性小,平安衛生和本錢低等長處,但其熔點(200C)與分解溫度(210°C)相近,成型加工非常艱難,經濟價值不大;EVOH盡管在干態和常溫下有比PA和PVDC好的阻隔性,但是由于其禚性不夠而不具備獨自作為包裝資料或容器的物性,必需與其他塑料復合;尼龍和其他阻隔性聚合物相比,具有低溫和高溫使用性能優良、力學性能好,在高溫、高濕度下其阻隔性優于EVOH和PVDC的特點,因而作為高分子阻隔資料越來越得到寬泛應用。思考阻隔性、加工性及本錢,通過一系列試驗與嘗試,高分子量、高密度聚乙烯非常適合于制造汽車燃油箱,但其阻隔性不好,滲油率比尼龍高得多。其長處是:在低溫甚至一40C下仍不失其禚性,易于吹塑成型,易于摩擦焊接、熱元件焊接、高頻焊接、以及熱空氣焊接,由于密度小,所以塑料燃油箱重量遠輕于金屬。但是聚乙烯的阻油性差,使其受到了限制。目前,常用的聚乙烯塑料燃油箱主要采納以下消費辦法8 10來進步和改善中空容器阻隔性:內壁停止外表處置的單層塑料燃油箱的辦法,常用辦法:①環氧噴涂法,此法較落后,成效也差,現已根本被淘汰;②磺化(2氣體)處置法,該法較成熟,美國、日本等國家迄今仍在使用;③氟氣(2)處置法,該辦法是在吹塑成型過程中,同時向油箱內部吹入含有1%氟的氮氣,使其油箱內層形成防燃油浸透的含氟層。氟化處置是在整個正常吹塑成型周期內施行的,通過由氟原子取代聚合物鏈上的氫而使容器的內外表發作化學變遷,即在極性、內聚能、密度和外表張力方面發作變遷,這種變遷降低了濕潤、擴散和最終的非極性液體的揮發。由于這種變遷僅發作在外表(深度為5~10nm)所以抗張、沖擊強度均沒有發作明顯變遷。經氟化處置后,油箱的浸透汽油量降低成效比較顯著,可由16g/24h降至0.5g/24h.但是,上述三種辦法中的后兩種辦法,均要形成公害,引起環境污染,不宜采納。
(3)另一種門路是采納多層共擠技術,即HDPE層、粘結層、阻隔層(PA或EVOH)、粘結層、HDPE層5層共擠出成型,其中阻隔層用的是具有阻隔性的樹脂如尼龍或乙烯一乙烯醇共聚物等;粘結層用的粘結劑對阻隔資料和HDPE有較強的粘結力、良好的粘結持久性能和加工性能;HDPE作為內層和外層,起成型、強度、骨架等作用。該辦法的長處是:廢品質量優良,特別是抗燃油浸透性能優良。但這一辦法對設施要求高,工藝控制艱難,要求專用的多層中空吹塑成型機。如今,塑料燃油箱已寬泛用于汽車上,國產與國外同類產品的性能比較見表1.五、目前塑料燃油箱的檢測把原料吹塑成型制成塑料燃油箱廢品,依據實物對燃油箱停止檢測,美國和歐洲對汽車塑料油箱制訂了嚴格的技術標準。目前常用的檢測項目如表2.表1國產塑料燃油箱資料與國外同類產品的性能比較表2常用的汽車燃油箱檢測項目檢測項目要求指標擺錘沖擊尖錘沖擊焚燒試驗箱體內注滿冷凍液在一35°C環境中放置12h用1t重的擺錘沖擊能量為4k沖擊后箱體不呈現裂紋不泄漏箱體內注滿冷凍液在一40°C環境中放置12h用14 7N尖錘沖擊能量為30,沖擊后箱體不呈現裂紋,不泄漏箱體內注滿50%燃油,置于直接、間接火焰上120s箱體不破裂和爆炸墜落試驗箱體內注滿冷凍液在一40°C環境中和常溫放置12h由10m高度自由落下,箱體不破裂不泄漏耐熱性試驗在95°C的環境中加熱1h,無泄漏變形耐冷熱交變循環試驗按80°C(16h)―室溫(1h)――40°C(6h)―室溫(1h)為一個循環,共14個循環后無泄漏變形耐老化性試驗耐壓試驗耐振動性試驗氣密性試驗浸透試驗大氣中暴露一年半后,性能無顯著下降箱體內注滿液體,在0.03MPa的壓力,53C下,加壓5h箱體不破裂、不泄漏常溫、振動加速度28.4m/s2、振動頻率33.3Hz振動方向和工夫:高下(4h),左右(2h),前后(2h),不破裂、不泄漏常溫,充以0.03MPa(表壓)的氣壓持續30s不得有任何滲漏現象產生箱體內注入50%含芳香烴的燃池在十40°C溫度環境中8周,按西歐、日本標準均勻泄漏<20d;北美、美國標準泄漏<2g/d六、汽車用塑料燃油箱的現狀及前景汽車用塑料燃油箱始于20世紀70年代的歐洲,開發得最早的國家當屬德國和美國,多用于轎車中,但客車和載貨車上的用量也一直擴充。國外,塑料燃油箱已步入成批規模化消費。近年來,由于我國汽車的迅速開展,引進了多項整車及零部件制造技術,大大地促進了我國汽車工業的開展和轎車制造技術的進步,縮短了同世界先進國家汽車工業的差距。就塑料燃油箱而言,均已逐漸采納塑料燃油箱替代金屬燃油箱,并在國產化的工作中獲得了較好的成就。但是,同國外先進水平相比,我們的汽車用塑料燃油箱還存在較大差距。為了適應汽車國際市場的競爭,鼎力開發和推廣塑料燃油箱的技術,已成為我國汽車工業開展中必需引起器重和亟待處置的課題。隨著世界汽車的迅猛開展,以及避免大氣污染等,美國環保局提供了新的嚴格的對烴的浸透極限,要求碳氫化合物的排放量低于0.2g/24h,預達此要求必需采納具有高阻隔性的燃油箱,鑒于油箱的消費情況,多層共擠出的塑料燃油箱比較好。
展望將來,塑料燃油箱在汽車上的應用有著廣大的前景,寬泛使用多層復合塑料燃油箱替代金屬燃油箱和單層塑料燃油箱將成為21世紀世界汽車工業開展的趨勢。(002年3月9日收到)戚嶸嶸副教授,上海交通大學化學化工學院,上海200240周持興教授,上海交通大學化學化工學院,上海200240 1丁浩。塑料工業實用手冊,1996859―9132我國汽車用資料的現狀及開展(國家教委藍皮書)3顏發清。汽車鉆研與開發,19995:36―434何祚云,熊遠凡楊月輝。中國塑料,1996;1017―245陳鳴才。高分子資料科學與工程,1987;:46―496杜強國。高分子資料科學與工程,1991;7:28―307雷景新,徐僖。高分子資料科學與工程,1998;14:97―99肪病毒病鉆研停頓孟祥兵①章靜波②汪敏(①藺瑞明①(①中國農業大學植物愛護學院,②中國醫學科學院中國協和醫科大學根底醫學鉆研所)朊病毒病即海綿狀腦病,是人和動物中的一類致死性地方神經系統疾病,本文介紹了近幾年來在朊病毒病的致病機制及其診斷技術和防治戰略方面的一些鉆研停頓。
在南太平洋有一個由大小600多個島嶼組成的美麗鳥國。她南望澳大利亞,西鄰印度尼西亞,這就是巴布亞新幾內亞。島上氣候宜人,大部分屬熱帶雨林氣候,這里有10⑴多個民族,除白人、華僑外,全境主要民族是巴布亞人和美拉尼西亞人。他們有各自的風俗與傳統,其中寓居于福祿山區的福祿人有一種駭人聽聞的風俗,出于傳統的宗教儀式,死者的頭顱被剖開,人們食其腦髓,或噬其肌肉。20世紀50年代,一支以美國醫生和病毒學家蓋達塞克為首的科學家驚奇地發現,該部落風行一種被當地土著稱為“庫魯”的“笑死病”((ielaughingdeath)。該疾病多以關節疼痛、頭痛、乏力、體重下降開端,繼之發作行走艱難、闊步、手腳抖動,直至發作不能站立,肌肉抽搐,語言障礙與記憶丟失等病癥。多數病人因長期臥床,并發作褥瘡感染或肺炎而死。蓋達塞克將這種疾病與該部落的宗教風俗聯絡起來。他對這種“庫魯病”進