提供可持续的机动性

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更轻的动力总成系统可以提高燃油效率

汽车动力总成系统提供了减轻汽车重量和提高燃油效率的机会,同时降低了系统总成本。

使用更轻塑料替换金属组件,对于动力总成系统的设计和生产方式是一种积极变化。 这在一定程度上是可行的,因为杜邦™ Zytel® PLUS 尼龙产品系列的特性可实现这样替换。 在引擎盖下的应用所涉及的高温、苛刻化学品环境中,Zytel® PLUS 产品相当耐用,而此类应用中的产品以前通常全部由金属制成。

提供原材料,推动创新

在生产动力总成系统组件时仅使用金属材料并不能解决可持续机动性的长期问题。 金属受质量、制造工艺和物理特性的限制,这些特性会增加重量并限制设计灵活性。

与金属相比,高性能聚合物除了可以减少汽车重量外,还能为动力总成系统提供更好的设计和加工灵活性,还能延长工具寿命并降低系统总成本。 例如,一般注塑成型聚合物部件的工具使用寿命可以达一百万次以上,而压铸的铝和镁部件的寿命一般则短得多,使用次数大约在 70,000 到 100,000 之间。

体现耐用性差异

此外,聚合物的特性还有助于用户整合多个部件和功能,生产更轻、更简单、成本效益更高的动力总成系统。 燃油效率的改善机会是非常明显的 - 汽车重量至少减少 50 公斤(110 磅),这样每公里至少能减少 5 克的二氧化碳排放,并且燃油经济性最多可增加 2%。

生产更好的部件,改进加工工艺

在汽车制造商制造尺寸更小的发动机时,涡轮增压这样的动力增强技术正用来提供满足购车消费者需求所需的性能。 涡轮增压系统带来了更高的温度和压力以及更多的废气再循环 (EGR),这导致会接触更多具有腐蚀性的化学混合物。 

杜邦为涡轮增压器和排放系统提供了可承受这些新恶劣条件的多种材料: 除了典型的杜邦™ Zytel® 产品,杜邦™ Zytel® PLUS 尼龙和 杜邦™ Zytel® HTN92 系列 PPA 树脂也能够在这些苛刻应用中提供高性能。 这些树脂基于我们的 SHIELD 技术,在抗热氧化方面实现了大幅改进,可以提供长期耐热老化性能。

表现卓越的产品组合

Zytel® PLUS 产品组合包括多种牌号,表现出比传统尼龙更好的耐热性和耐化学性。 对于动力总成系统,相对于标准的热稳定性尼龙,利用这些特性可以将某些发动机组件的寿命延长一倍。 这样就有机会在塑料材料以前无法处理的应用中替换金属组件。

更多选择,更多使用方式

与主机厂以及供应链中的所有各级供应商开展合作,我们的材料科学和应用开发资源可以评估设计、工作条件和制造工艺,协助汽车制造商指定合适的 Zytel® PLUS 牌号或我们的其他某种材料。 杜邦与这些动力总成系统工程师、设计师和制造商协作,预测部件在汽车使用期内的预期性能。 在亚洲、欧洲和美洲地区的开发中心,我们可以建模、分析和优化组件设计及性能。 从概念到商业化生产,杜邦与主机厂和供应商开展了全面的协作。 

示例 1: 控制温室气体

为了满足更高温度的要求,达到高水平的废气再循环率 (EGR),并且实现模块化设计,涡轮增压器空气管道系统将放弃使用更重、昂贵的铝、不锈钢和镀锌不锈钢。

现今的解决方案是高温半芳族聚酯酰胺 (PPA),例如杜邦™ Zytel®HTN 高性能聚酰胺树脂。 这些高性能塑料可以推动先进的设计以及空气管道系统中的一体化。 部件一体化可以消除夹具、支架和硅胶护套,使装配更简单、更高效。

例如,日内瓦的杜邦全球吹塑技术中心可生产 3-D 吸吹塑管和共挤管,可以将涡轮增压器/空气冷却器与发动机进气歧管进行整合。 当前正在使用可承受高达 210°C 的高温尼龙 HSLX 树脂开发“高温端”进气管。 

示例 2: 减少摩擦

通过减少摩擦和磨损来改善动力总成系统效率,这样有助于降低耗油量和提高耐用性。 通过定义一套关键材料特性来影响高温下的磨损,杜邦科学家已经证明,Vespel® SCP 树脂之类的材料(与当前所用材料相比)在磨损方面的改进空间为 60-70%。

例如,盘系统上板的旋转表面之间有润滑剂,这种情况常见于止推垫片和密封圈等传动系统应用。 通过精心优化材料选择和设计准则,在考虑系统的热需求的同时,我们能够证明测得的摩擦力减少了 45% 到 55%,这对传动系统的数个动力传动系统旋转组件起到显著的改善效果。

应用于排放阀的 Vespel® SCP 材料会暴露在高含量的烟灰和焦炭颗粒中。对该材料进行评估后,汽车制造商可以看到 EGR 阀的性能得到了提高。 这些颗粒会带来磨损问题和启动速度问题,这主要是随着时间的推移摩擦性能发生变化所导致的。