工程塑料在车门附件上的应用

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1、万方数据A1-＆／14'碗界工程塑料在车门附件上的应用摘要：工程塑料的应用是实现汽车轻量化的重要途径之一。以玻璃安装导轨和车门模块为例，介绍了用工程塑料制造车门附件的选材和设计过程；运用CAE．Z具对零部件的有关性能进行了分析，验证和明确了工程塑料在玻璃安装导轨和车门模块等部件上应用的可行性。关键词：工程塑料玻璃安装导轨车门模块中图分类号：U463．83+4文献标识码：B1前言■安徽江淮汽车股份有限公司技术中心王强朱伟林丽由汽车工业的快速发展而引发的节能和环保问题目益受到关注，汽车的减重、降排成为各大汽车厂商必须面对的课题。在此背景下，工程塑料在汽车上的用量逐年上升，且上升幅度居各行业之首，已

2、经由20世纪70年代的50kg／辆增长到目前的100～150kg／辆，而发达国家汽车的塑料用量已经达到甚至超过了整车质量的15％。下面以塑料导轨和塑料车门模块为例，介绍工程塑料在汽车车门附件上的应用。2塑料玻璃安装导轨的设计2．1塑料玻璃安装导轨的选材玻璃导轨由于需要承受玻璃升降运动的负荷并工作于比较苛刻的使用环境，因此要求其具有良好的尺寸稳定性能、化学稳定性、疲劳强度和韧性。改性后的聚丙烯(PP)具有优良的综合性能以及相对低廉的价格优势，经筛选后，确定塑料导轨的材料为PP+TD20(20％矿物粉增强聚丙烯)。表1列出了PP+TD20材料的基本性能。2-2塑料导轨的设计要点玻璃导轨的主要功能是

3、承载车窗玻璃进行升降运动，设计时需要注意以下几点。a根据导轨长度合理设定安装点的个数。一般情况下，导轨长度≤300mm时，设计1个安装点，结合导轨上端与门框上的卡接结构可满足玻璃稳定、可靠的升降要求：导轨长度≥300mm时，建议设计两个安装点，可以有效保证玻璃运行的稳定。b根据安装支架的长度设计相应的加强筋，以保证玻璃支撑的可靠。密度抗拉强度伸长率缺口冲击强度洛氏硬度热变形温度／。c连续使用温度／g·cml／MPa／％／kJ·m。2(HR)(承载压力为0．455MPa)／。c2012年第10期汽车工艺与材料AT&M35万方数据AT&／14'颈界某公司不同车型的塑料导轨(图1)和金属导轨(图2)

4、的对比见表2。图1某款SUV用塑料导轨图2某款A00级车用金属导轨项目塑料导轨金属导轨由表2可见，与A00车型金属导轨相比，SUV车型塑料导轨尺寸较大、材料壁厚也较厚，且为两个支架安装，但质量却减轻735％。很显然，如果是同等尺寸的导轨，轻量化效果会更明显。3塑料车门模块的设计3．1车门模块的发展历程3．1．1模块化20世纪90年代之前，汽车车门已经实现模块化。早门秘期的模块化车门(图3)主要是在钢制支架(连接板)上设计出车门上相关附件的安装孔位，车门附件在汽车主机厂或者零部件厂商处进行模块分装后，再将组装好蚓3模块化车Ij不例的模块装配到车门上。这种装配方式可以有效提高生产效率。3．1．2集

5、成化20世兰P．90年代习J2005年，早期的汽车车门模块经过不断发展，集成程度不断提高，车门模块进入集成化时代(图4)。这一阶段的车门模块特点是：设计集成度提高，各车门附件的设计从模块化时代的简单结合(设计出安装点即可)发展到系统配合，升降器、扬声器和门锁等主要部件同步设计，且钢制基板直接取代了部分车门内钣金结构，同时用PU胶对基板周边进行密封并分隔车门的干腔和湿腔，提高了车门的整体密封性能。3．1．3轻量化随着工程塑料在汽车行业应用比例的提高，车门模块的轻量化已经成为必然趋势，博世和阿文美驰图4集成化车门模块示例36『汽车m艺与材料AT&M2012年第1o期万方数据A／-&M碗再等优秀汽车

6、零部件厂家纷纷推出了塑料车门模块(图5)。塑料车门模块不仅继承了集成化车门模块的高集成度，而且基板材料由钢材转变为工程塑料，升降器导轨和扶手支架等零件也集成注塑为一体，与金属车门模块相比，塑料车门模块的零部件数量减少了30％左右，自重更是减轻达40％之多。图5轻量化车门模块示例3．2塑料车门模块基板材料的选择PP+LGF30(30％长玻纤增强聚丙烯)具有良好的机械性能，因而被各大汽车零部件厂商确定为塑料车门模块材料。由于在PP材料中加入了长度为10mm左右的长玻纤，因此在PP基材的注塑过程中，受注塑压力、注塑基材流动方向和注塑厚度等因素的影响，长玻纤产生了较高的同向性，使长玻纤增强材料的强度和

7、抗蠕变性得到显著提升，同时减小了热翘曲变形量。PP+LGF30的基本性能见表3。性能密度／s·cm。拉伸模量(1ram／rain)／MPa压断应力(5mm／min)／MPa拉断伸长率(5mm／min)／％弯曲模量(23℃)／MPa抗弯强度(23℃)／MPa抗冲击强度(23℃)／kJ·m。2抗冲击强度(-30℃)／kJ·m。2变形温度／℃DTUL@1．8MPa(1．8MPa载荷下挠曲温度)／℃DTU