模块六汽车用非金属材料讲解

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1、模块六 汽车用非金属材料 了解车用橡胶的品种、性能特点及其在汽车上的应用 。 掌握汽车轮胎的类型和结构特点。 能够正确选择汽车轮胎。 课题一 橡胶 模块六 汽车用非金属材料 一、车用橡胶 1.车用橡胶的品种及性能特点 车用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生胶。 (1)天然橡胶 天然橡胶材料是指以天然橡胶为生胶制成的橡胶材料,代号为NR。天 然橡胶属于通用橡胶。它具有优良的弹性,弹性温度范围为-70130;具 有较高的强度和优异的抗疲劳性、耐磨性、耐寒性、防水性、减振性、 绝热性和电绝缘性;具有良好的加工性能。其缺点是耐老化性和耐候性差, 耐油性和耐溶剂性较差,易溶于汽油和苯类等溶剂,易受强酸

2、侵蚀,且易自 燃。 (2)合成橡胶 由于资源的限制,天然橡胶的产量远远不能满足工业生产的需要,因而 发展了合成橡胶。早在1914年就制造出了合成橡胶。随着石油工业的迅 速发展,合成橡胶原料来源丰富、成本低廉,产量也已超过天然橡胶。合成 橡胶在各行各业得到了广泛的应用,也是汽车工业的一种重要的材料。合 成橡胶的种类繁多,目前,合成橡胶分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。 模块六 汽车用非金属材料 模块六 汽车用非金属材料 模块六 汽车用非金属材料 (3)再生胶 常用车用橡胶制品的性能特点见表612。 模块六 汽车用非金属材料 2.橡胶制品在汽车上的应用 一台汽车上的橡胶件少则100多个,多则400多

3、个,汽车轮胎就是典型 橡胶制品(见图611a)。除此之外,汽车上的橡胶件还有减振元件 、油封、油管(见图611b)、导线包皮和胶套等。 图611 汽车上的橡胶制品 a)汽车轮胎 b)汽车上其他橡胶零件 模块六 汽车用非金属材料 车用的橡胶品种有天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、三 元乙丙橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡 胶等。汽车橡胶制品主要分布在汽车车身、传动、转向、悬架、制动和 电器仪表等系统内。 (1)汽车轮胎 汽车轮胎是汽车上橡胶用量最大的橡胶零件。制造轮胎的主要材料 有生胶(包括天然橡胶、合成橡胶、再生胶)、骨架材料(即纤维材料、人 造丝、尼龙、聚酯、玻

4、璃纤维、钢丝等)以及炭黑等。轮胎的外胎普遍 使用天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等。内胎一般用气密性好的材料来 制造,如丁基橡胶。 (2)密封制品 汽车上使用的橡胶密封制品主要包括油封件、密封条、密封圈、皮 碗、防尘罩、衬垫等。根据使用环境的不同,要求这类橡胶制品应有良 好的密封性能,耐油及各种化学试剂、耐老化、耐热、耐寒、耐臭氧、 耐磨，及强度高和永久压缩变形小等特性。 1）密封条 2）油封 3）皮碗 4）防尘套 模块六 汽车用非金属材料 (3)胶管 每辆汽车中所用的胶管有几十种,总长约30m，用胶量达到20kg以上。所 用的橡胶材料有天然橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯 酸酯橡胶

5、等。胶管按结构可分为纯胶管、夹布胶管和编织胶管，按其耐压 性能分为低压管、高压管和真空管。用在汽车上的燃油、制动、冷却、空 调等系统中。 (4)胶带 车用胶带主要是V 形带。通常V 带有三种，即包布V 带、切割V 带和多 楔V 带，以切割V 带为多。切割V 带两侧没有包布,屈挠性好，摩擦因数大 ，具有受力大、线速高、散热性及耐疲劳性良好和节能等特点。常用的胶 种有NBR和CR等。 (5)减振块 减振块主要用在汽车发动机、底盘等部件上,用来防止和降低汽车行驶中 的振动和噪声。每辆车上使用的减振块有几十种，按其材料的组合形式可 分为纯橡胶制品、塑料橡胶复合制品及金属橡胶复合制品。一辆车上 减振块的

6、用量最多可达15kg左右,使用的材料有天然橡胶、氯丁橡胶、聚氨 酯橡胶、丁腈橡胶等。 模块六 汽车用非金属材料 一辆桑塔纳2000在行驶途中突然熄火,经检查发现燃油进油 管严重漏油,抢修的唯一办法是更换输油管,而附近的汽车配件 商店没有标准的桑塔纳2000发动机输油管,可供使用的油管就只 有图612所示的几种类型,请问驾驶员如何选择? 按照规定,驾驶员应选用桑塔纳2000说明书中规定的燃油系 统输油管,但在特定的条件下,为了让汽车继续行驶,只能选用代 用油管。选用代用油管必须知道原用油管的规格、类型,检查代 用油管与原车油管的规格类型是否相同或相近,然后决定是否选 用。 查找随车的使用说明书,

7、找出原车油管的类型、规格。 查找汽车配件商店中的汽车油管资料, 从说明书中得知图 中最下面的油管是耐压、耐油软管,制造材料为丁腈橡胶, 测量 油管的外径和内径与原车油管相同, 与桑塔纳2000输油管使用 的要求基本一致。唯一的缺陷是选用油管的长度比原车油管长 10mm。 考虑到汽车所处的环境,决定选用图612中最下面那种 类型的油管。至于油管偏长,只好在油管安装好后固定妥当就可 以了。 图612 几种类型的 汽车输油管 模块六 汽车用非金属材料 二、汽车轮胎 轮胎的作用是支承全车重量,将汽车的牵引力传递给路面，与汽车悬架共同衰减、缓和 汽车行驶的振荡和冲击,并支持汽车的侧向稳定性，保证车轮与路

8、面有良好的附着性能。 1.汽车轮胎的类型与结构特点 现代汽车广泛采用充气轮胎。按轮胎组成结构不同,可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两 种。 (1)有内胎的充气轮胎 有内胎的充气轮胎主要由外胎、内胎和垫带组成，如图613所示，外胎的结构如图 6-1-4所示。 模块六 汽车用非金属材料 1)普通斜交轮胎。斜交轮胎帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉。帘线与 胎面中心线约呈35，由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边(见图615a) 。由这种斜置帘线组成的帘布层，通常有多层，它们交错叠合起来，成为 胎体的基础。由于帘布层的斜交排列，给轮胎胎面和胎侧增加了强度。 2)子午线轮胎。子午线轮胎用钢丝或纤维织物作帘布层。帘线

9、与胎面中 心线约呈90，从一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边。这样的分布就像地球 上的子午线，故称为子午线轮胎(见图615b)。 模块六 汽车用非金属材料 (2)无内胎充气轮胎 近年来在轿车和一些货车上，无内胎充气轮胎的使用日渐广泛。没 有内胎的轮胎，空气直接压入外胎中，因此要求外胎和轮辋之间有很 好的密封性。无内胎充气轮胎结构如图616所示。 模块六 汽车用非金属材料 2.汽车轮胎的规格 轮胎规格可用外胎直径D、轮辋名义直径d、断面宽B 和断面高H 的尺 寸代号等(见图617)表示。 (1)轿车轮胎规格 由于轮胎断面轮廓不断演变和发展,传统 标记方法已经不适应新的要求,1997年9月, 我国在等效

10、采用欧洲轮胎轮辋标准组织 (ETRTO)年鉴1994的基础上,对轿车轮 胎系列(GB/T29781989)进行修订,即 轿车轮胎系列(GB/T29781997)。2008 年再次进行了修订,即轿车轮胎系列 (GB/T29782008)该标准以轮胎名义断面 宽度(mm)、轮胎扁平率(%)、轮胎结构代号 (如R代表子午线轮胎结构)、轮辋名义直径 (in)、负荷能力和速度标志表示。 模块六 汽车用非金属材料 1)轮胎的扁平率。轮胎的扁平率是指轮胎断面高度除以断面宽度得到的百 分数。目前国产子午线轮胎有80、75、70、65、60、55、50和45八个系列, 数字分别表示轮胎断面高(H )是断面宽(B

11、)的80%、75%、70%、65%、60% 、55%、50%和45%。 2)轮胎的负荷能力。轮胎的负荷能力是指在一定行驶速度和相应充气压力 时的最大载质量。国际标准将轮胎全部预计到的负荷量从小到大依次划分为 280个等级负荷指数,每一个指数代表一级“轮胎负荷能力”,见表613。 模块六 汽车用非金属材料 3)轮胎的速度等级符号。近年来,汽车和轮胎的性能都有很大的提高, 要求轮胎的速度性能和汽车的最高行驶速度相匹配。为此,轮胎需标明其 速度等级。国际化标准组织(ISO)制定了轮胎速度等级符号,每一个速度 等级符号均有一个对应的最高行驶速度,见表614。不同轮辋名义直 径的轿车轮胎最高速度见表61

12、5。 模块六 汽车用非金属材料 模块六 汽车用非金属材料 (2)载货汽车轮胎规格 载重汽车轮胎系列(GB/T29771997)是在等效采用美国轮胎轮 辋协会(TRA)年鉴1994的基础上,对GB/T29771989进行修订,其中 部分轮胎的规格参照采用欧洲轮胎标准化组织(ETRTO)年鉴1993和 日本机动车车辆轮胎制造协会(JATMA)年鉴1994。目前的标准是 载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷(GB/T29772008)。 模块六 汽车用非金属材料 3.汽车轮胎的合理使用 合理使用轮胎的目的在于:降低轮胎的磨损速度,防止不正常的磨损和 损耗,延长轮胎的使用寿命,保障行车安全,降低运输成本

13、,提高经济效益 。轮胎使用与保养规程(GB/T97682008)和汽车轮胎使用与维 修要求(JT/T3031996)规定了轮胎管理、使用和维护的基本原则和 具体技术要求。 (1)轮胎的损坏 汽车轮胎承受和传递汽车与路面的全部作用力,在各种力的作用下,产 生复杂的变形。因变形发生摩擦,产生大量的热,使轮胎温度升高、强度 降低。轮胎的损坏,基本上就是力和热作用的结果。汽车轮胎损坏的主 要形式有胎面磨损、帘线松散、折断、帘布脱层、胎面与胎体脱胶以及 由上述结果引起的胎体破裂。 模块六 汽车用非金属材料 (2)轮胎的合理使用 1)正确选用轮胎。 2)保持轮胎气压正常。 3)防止轮胎超载。 4)精心驾驶

14、车辆。 5)做好日常维护。 6)保持汽车技术状况良好。 7)强制维护、及时翻修。 模块六 汽车用非金属材料 模块六 汽车用非金属材料 轮胎换位的基本方法有循环换位法和交叉换位法两种(见图618)。一 次更换轮胎的位置,不能使所有轮胎从轮胎的一侧换到另一侧的换位方法, 称为循环换位法。仅一次更换轮胎的位置,便可实现所有轮胎从汽车的一侧 完全换到另一侧的换位方法,称为交叉换位法。子午线轮胎采用单边换位法 ,如图619所示。 模块六 汽车用非金属材料 一辆丰田卡罗拉轿车的外胎侧面标有“195/65R1491H”的字样,这 些字样代表什么? 怎样理解这些数字和符号? 由相关知识“轿车轮胎规格” 部分可

15、知: “195” 表示轮胎名 义断面宽度是195mm;“65”表示轮胎的扁平率是60%;“R”表示该轮 胎为子午线轮胎;“14”表示轮胎的轮辋直径为14in;“91”表示负荷 指数为91,负荷值为615kg;“H”表示该汽车最高行驶速度为210km/h 。综合起来理解就是该丰田卡罗拉轿车使用的是名义断面宽度为 195mm,扁平率为65%,负荷值为615kg,最高行驶速度为210km/h,轮辋直 径为14in的子午线轮胎。 模块六 汽车用非金属材料 了解塑料的组成、分类及特性。 掌握汽车塑料件的位置及鉴别方法。 能够正确选择和使用塑料，并能对其进行鉴别。 课题二 塑料 模块六 汽车用非金属材料

16、图621所示为保险杠骨架的一般形式,想一下汽车用保险杠 是由什么材料制成的? 汽车上还有哪些零部件也是利用该材料制 成的? 图621 保险杠骨架的一般形式 模块六 汽车用非金属材料 一、塑料的组成及分类 1.塑料的组成 塑料是以合成树脂为基体，并加入某些添加剂而制成的高分子材料 ，它通常可在加热、加压条件下被塑造或固化成型，得到所需要的固 体制品,故称为塑料。 塑料的主要成分是树脂，塑料的性质主要由树脂决定。为了满足各 种实际应用的要求，往往要加入必要的添加剂，以改善性能，塑料中 常用到的添加剂有： (1)填充剂 (2)稳定剂 (3)增塑剂 (4)着色剂 (5)润滑剂 模块六 汽车用非金属材料 2.塑料的分类及性能特点 塑料的种类很多,有多种分类方法，常按其受热后的性能 变化，分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。 (1)热塑性塑料 热塑性塑料是指受热时软化、冷却后变硬，再加热又软化 ，冷却又变硬，可反复多次加热塑制的塑料。