文献翻译—发动机塑料进气歧管的应用与发展趋势

附 录 as to in a to a , at 0%. % %, in to r&d is in in is is %. of s to A of a of an is In in to a an of is or In to in is to 990, MW is a to of 0% of of (1) in is 0% of (2) in of 3mm to 0% of (3) in to % 5%. (4) in to in (5) in of of of is 0% 35%. At is of is of is 0%. 5% 35% A6 in in to is at of of At is (1) is of a to to is a by of in At in to of 10 of so in in of be in in to of of (2) is of in be in to a of or of by to a At is is of be In 990s, as of of of In as of is is in At in to of in of at is a of of at of do it be of is 发动机塑料进气歧管的应用与发展趋势 由于塑料产品特有的优点，塑料进气歧管将成为铝合金进气歧管的替代产品。 一直以来，作为发动机的关键零部件，国内的发动机进气歧管都是采用铝合金产品。而据了解，国外对塑料进气歧管的应用较为广泛，在宝马、现代、日产等高档汽车上，均使用了塑料进气歧管。 据汽车进气系统制造公司一位技术专家介绍，与传统的铝合金进气歧管比较，塑料进气歧管的重量仅为铝质歧管的 1/2，其在低速低负荷时，功率、扭矩提高幅度可达10%以上。同时，塑料件的气道光滑，提高了发动机性能，与铝合金歧管相比油耗可降低 6%8%，此外，还能改善发动机的动力性与排放功能，降低发动机噪声，且与铝合金进气歧管互换性强。 “ 国内对汽车塑料进气歧管的研发工作起步较晚，塑料进气歧管生产及研发技术方面尚属空白，在此领域内的技术水平较低，其市场占有率还不到 2%。国内的一些汽车生产厂家不得不从国外高价进口塑料进气歧管。 ” 一位技术专家介绍说。 长安集团技术开发中心的一位人士认为，随着市场竞争加剧，减少汽车制造成本成为整车企业关注的中心，新材料、新工艺的产品就更受重视，质优价廉的塑料进气歧管取代传统笨重的金属进气歧管成为必然趋势。同时， 塑料进气歧管的需求量，也将伴随汽车年产量的不断增加而同步增大，其市场前景不可小视。 近年来，功能性塑料在汽车发动机上的应用已取得了突破性的进展，越来越多的发动机部件开始采用塑料材料制作，尤其是用塑料进气歧管取代金属进气歧管已成为汽车发动机的必然趋势。 同传统的金属进气歧管相比，塑料进气歧管具有哪些优点？ 金属进气歧管一般采用的是铸铁或铝合金材料。为了满足发动机进气和电喷系统安装方面的要求，在制造结构复杂的金属进气歧管时常常面临着制造工艺方面的困难，其成品率很难保证。 1990 年，德国宝马公司 采用熔芯法成功地生产出塑料进气歧管。 之后，塑料进气歧管以其重量轻、成本低、性能好等特点迅速取代了金属进气歧管，成为新型发动机的首选。在欧美国家，大约有 90% 的进排气异侧的自然吸气发动机都使用了塑料进气歧管。具体而言，塑料进气歧管主要 具有 4 个方面的优点： (1) 在重量方面，由于塑料进气歧管一般采用尼龙 料，其比重约为铝合金材料的 50%。 (2)另外，塑料进气歧管的管壁厚度一般为 铝合金进气歧管的壁厚一般大于 4此，塑料进气歧管的重量相对要轻很多，通常仅为铝合金进气歧管的 40%左右。 (3) 在动力性方面，由于塑料进气歧管的内壁比较光滑，因此有利于提高进气充量。与铝合金进气歧管相比，发动机的动力性可提高 3%5%。 (4)在经济性方面，塑料进气歧管能带来良好的气流，从而有助于汽油在发动机缸内的充分燃烧，使发动机的经济性和排放都能得到明显改善。 (5) 在成本方面，虽然进气歧管所使用的塑料材料与铝合金材料的成本基本相同，但由于塑料进气歧管能够一次成型，成型后的合格率高，而铸造而成的铝合金进气歧管毛坯的成品率 要低很多，且其机加工费用也相对较高，因此塑料进气歧管的生产成本通常比铝合金进气歧管低 20%35%。 目前，塑料进气歧管的首选材料是尼龙。尼龙的优点是耐高温、化学稳定性好，但其缺点是收缩率较大，耐乙二醇的性能也不太好，并且其吸水性太强，吸水后尼龙的强度会下降近 40%。因此，人们普遍使用增加了 25%35% 玻纤的 强尼龙。尼龙在加入玻纤后，其收缩率得到了明显改善。对于内部含冷却水道的进气歧管，建议采用专用的抗乙二醇的尼龙配方。 尽管世界上很多塑料材料供应商在不断地开发新的进气歧管塑料 材料，以期提高塑料材料的各种性能，但尼龙材料仍是目前的最佳选择。 目前世界上主要有哪几种塑料进气歧管的生产技术？各有什么优缺点？ 目前比较成熟的塑料进气歧管的加工技术主要是熔芯注塑技术和振动摩擦焊接技术。这两种技术各有特点。 (1)熔芯注塑技术是应用最早、最成熟的塑料进气歧管生产工艺。其原理是：用低熔点的锡合金制成进气歧管的内腔芯核，然后将其装配进模具中，再向模具内注入尼龙材料。注塑过程完成后，由尼龙注塑而成的进气歧管的外型即将内腔芯核包复在内。此时，将内部带有金属芯核的进气歧管放入熔化池内，以使金属 芯核熔化。由于金属芯核的熔点比较低（一般 110 ），而尼龙的熔点相对较高，因此在内部芯核熔化的过程中塑料进气歧管的外形保持不变。 熔芯法生产塑料进气歧管的优点是：进气歧管的内壁完整光滑，从而提高了气体的流动性，能够最大限度地发挥发动机的性能；由于是一次注塑成型，进气歧管的气 密性好，成品率高；熔芯过程可消除塑料进气歧管在注塑过程中产生的残余应力，使得进气歧管具有更好的机械性能。 熔芯法的缺点是：在金属芯核的铸芯和熔芯过程中，要消耗大量的电能，因而使得熔芯法生产塑料进气歧管的成本相对较高。 (2)振动摩擦 焊接技术也称为 “ 多片焊接法 ” 。在设计塑料进气歧管时，可将结构复杂的进气歧管拆分为结构相对简单、能一次注塑成型的两片或多片，然后利用摩擦焊机将各片焊接起来，构成完整的塑料进气歧管。 目前绝大多数塑料进气歧管生产厂家都采用振动摩擦焊接技术。其主要优点是：生产效率高、成本低。其缺点是焊缝处的强度低、外观不好、气体流动性相对较差。 塑料进气歧管的国内生产现状 塑料进气歧管的国产化进程大致可分为以下三个阶段： 第一阶段为全部引进阶段。 20世纪 90 年代初，随着一些合资汽车企业的成立，国外较先进的发动机产品生产 线随着一些引进车型被引入国内。在这一阶段，塑料进气歧管作为发动机的重要部件，其核心技术由外资方控制，进口成本很高。 第二阶段主要表现为一些外资企业直接在国内生产。在此阶段，外资企业将其在国外的塑料进气歧管生产线及全套模具转入到国内，利用国内廉价的劳动力，为其在国内的合资厂提供配套的塑料进气歧管，而塑料进气歧管的设计研发工作仍在国外。 第三阶段，随着国内汽车制造技术的不断进步，一些国内企业开始了塑料进气歧管的研制和开发工作。 塑料进气歧管是一种高技术