乘用車用橡膠與輕量化
定 價:89 元
叢書名:汽車輕量化技術(shù)與應(yīng)用系列叢書
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本書由多位主機(jī)廠材料界的專家編寫,書中對橡膠在乘用車上的應(yīng)用做了系統(tǒng)的介紹和分析,將橡膠的性能與汽車零部件的要求有機(jī)地結(jié)合起來。本書內(nèi)容涉及較廣,包括各種橡膠材料的性能、橡膠在汽車零部件及主要車型上的應(yīng)用情況,以及橡膠材料相關(guān)的試驗方法、標(biāo)準(zhǔn)、工藝等,本書重點對橡膠零部件的輕量化技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹。 本書在介紹橡膠的應(yīng)用及輕量化技術(shù)過程中,引用了大量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)應(yīng)用案例等,并通過大量的橫向、縱向比對,總結(jié)出未來的發(fā)展趨勢,不僅可讓讀者了解當(dāng)前橡膠在乘用車上的應(yīng)用情況,還可指導(dǎo)其未來的研究方向。 本書適合材料工程師、質(zhì)保工程師、產(chǎn)品工程師、銷售工程師以及對乘用車用橡膠零部件感興趣的愛好者等人士閱讀,包括來自主機(jī)廠、零部件供應(yīng)商、原材料供應(yīng)商以及研究院所、高校等的相關(guān)人員。
橡膠是一種具有可逆形變的高彈性聚合物材料。由于橡膠具有高彈性、低模量、黏彈性、多向形變等性能,因而得以在工業(yè)中大量使用,其中,汽車是橡膠零件重要的應(yīng)用領(lǐng)域。 作為汽車材料的重要組成部分,一般來說,每輛汽車大約要使用300~500個橡膠件,重50~80kg,占整車重量的5%左右。2018年,中國汽車全年銷量約2800萬輛,按每輛車使用橡膠的重量為70kg計算,全年新車消耗橡膠約200萬t,這不包括大量的二手市場的汽車配件、專用車、微型電動車和出口零件等。 橡膠零部件的質(zhì)量對整車性能有著舉足輕重的作用。隨著人們對汽車的需求越來越大,對汽車的性能要求也越來越高。舒適、節(jié)能、環(huán)保、耐久、可靠等汽車的內(nèi)在品質(zhì),逐漸成為影響人們購車的重要因素。橡膠的使用能有效提升整車的舒適、安全、耐久、 可靠等性能。 汽車的舒適性離不開橡膠零件的應(yīng)用。由于橡膠具有極佳的彈性,可用于各種減振、緩沖等零部件,通過在兩個碰撞物體之間放置緩沖橡膠,可有效降低碰撞時產(chǎn)生的沖擊力、噪聲等。汽車上常見的緩沖降噪橡膠件有輪胎、橡膠懸置、襯套、緩沖墊和密封件等。各種橡膠密封件,除了能減振降噪外,其主要作用是密封。如門窗密封條,能有效地對門窗縫隙進(jìn)行密封,使車內(nèi)免受外界惡劣環(huán)境的影響,確保車內(nèi)環(huán)境的舒適性。 汽車的安全、耐久、可靠等性能也離不開橡膠零件的應(yīng)用。減振緩沖橡膠件,避免了各種零件之間的硬碰撞、硬沖擊,從而提高零件的使用壽命;橡膠的彈性,確保了零件的密封性,確保不會發(fā)生液體泄漏;橡膠防塵罩,能夠保證在運動狀態(tài)下的內(nèi)部環(huán)境不受外部污染…… 總之,橡膠零件的使用對提升整車性能具有重要的作用,但遺憾的是國內(nèi)主機(jī)廠、橡膠零件廠家等并未對橡膠材料或零件給予應(yīng)有的重視。很多主機(jī)廠和橡膠零件廠家,并沒有建立完整的橡膠材料/零件開發(fā)體系,也沒有專門的從事橡膠材料/零件方面工作的技術(shù)人員,缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)技術(shù)文件等。特別是在新能源汽車進(jìn)入快速發(fā)展的幾年間,國內(nèi)如雨后春筍般地成立了上百家新能源汽車企業(yè)。這些新成立的企業(yè)往往存在研發(fā)團(tuán)隊體系不夠健全,研發(fā)實力比較薄弱等問題,在新能源汽車用材料開發(fā)方面,基本沒有或僅有很少的專業(yè)材料工程師,更不用說配備橡膠材料的技術(shù)人員。但橡膠材料/零件對整車的性能極其重要,不建立橡膠材料/零件的開發(fā)體系,不控制橡膠材料/零件的質(zhì)量,就難以造出真正高質(zhì)量、高水平的汽車。 另外,國內(nèi)汽車用橡膠研究方面的書籍比較匱乏。比較系統(tǒng)地介紹橡膠基礎(chǔ)理論知識的書,主要都是20世紀(jì)80年代左右的書籍。近十幾年,盡管國內(nèi)也有一些系統(tǒng)介紹橡膠的書籍,但對于汽車用橡膠材料/零件開發(fā)來說,這些書籍缺乏針對性,或沒有和汽車零部件有機(jī)地結(jié)合起來,難以有效地指導(dǎo)汽車橡膠材料/零件的開發(fā)。 本書作者一直從事汽車用橡膠方面的研發(fā)工作,根據(jù)汽車用橡膠材料的研發(fā)經(jīng)驗,曾在2017年出版了《汽車用橡膠零件失效分析及預(yù)防》,主要從橡膠零件失效分析的角度對汽車用橡膠零部件的材料選用、失效分析和預(yù)防等方面進(jìn)行綜合闡述。 考慮到輕量化是近幾年汽車開發(fā)過程中最重要的技術(shù)之一,輕量化開發(fā)體系已經(jīng)融入汽車開發(fā)之中。高強(qiáng)度鋼替代傳統(tǒng)鋼材、鎂鋁合金替代黑色金屬、塑料替代金屬、碳纖維復(fù)合材料替代金屬等,這些輕量化方案/方向的輕量化效果明顯,技術(shù)相對成熟,也做出了成果。但真正的汽車輕量化,不能僅僅局限于一些大件或效果明顯的零件上,而應(yīng)該融入每一個零件的開發(fā)過程中,無論是鋼鐵、鎂合金件,還是塑料、橡膠、皮革面料件,都有自己獨特的輕量化設(shè)計技術(shù),只有做到件件斟酌、斤斤計較,才能真正實現(xiàn)汽車的輕量化。橡膠零件由于尺寸相對較小,往往不受重視,橡膠的輕量化也往往被忽略,國內(nèi)也幾乎沒有專門介紹車用橡膠輕量化的書籍,但實際上,橡膠零件的輕量化技術(shù),很多都沒有被挖掘出來,橡膠零件的輕量化應(yīng)該在整車的輕量化中發(fā)揮更大的作用。正因為如此,本書還對橡膠的輕量化技術(shù)做了專門的系統(tǒng)分析,希望能給汽車或橡膠方面的技術(shù)人員提供一些幫助。 本書主要分為4章。 第1章為乘用車輕量化概述,由賀麗麗等人編寫。該章主要介紹了乘用車的輕量化意義、輕量化材料及應(yīng)用現(xiàn)狀等。 第2章為乘用車用橡膠介紹,由李書鵬、方基永等人編寫。該章主要從橡膠的特點與分類、常用橡膠介紹、橡膠材料的常用性能等方面,對橡膠的基本知識進(jìn)行介紹。 第3章為乘用車用橡膠零件及選材,主要由李志虎等人編寫。該章是本書的重點,對輪胎、管路、密封件、減振件、表皮護(hù)套等橡膠零件的材料性能要求、材料選用、標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展趨勢等進(jìn)行系統(tǒng)而全面的分析。 第4章為乘用車用橡膠零件的輕量化,主要由李志虎等人編寫。該章從材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面對橡膠零件的輕量化進(jìn)行了分析。 最后,由于本書中材料相關(guān)的專業(yè)術(shù)語及簡寫代碼比較多,為讓讀者更好地理解本書內(nèi)容,附錄部分對書中出現(xiàn)的與材料相關(guān)的專業(yè)術(shù)語及簡寫代碼做了統(tǒng)一整理。 除本書作者及工作團(tuán)隊多年的成果外,本書還引用了國內(nèi)外大量的參考文獻(xiàn)和行業(yè)專家的研究成果,以及上下游企業(yè)的合作成果,在此一并表示感謝。參考文獻(xiàn)如有遺漏之處,請批評指正。 在編寫本書過程中,得到了中國汽車工程學(xué)會、汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國汽車材料網(wǎng)等的大力幫助,在此表示感謝。 本書主要讀者對象為在汽車行業(yè)的產(chǎn)品工程師、材料工程師、質(zhì)保工程師,以及橡膠零件企業(yè)的材料工程師、工藝工程師、質(zhì)保工程師等。對于其他與橡膠相關(guān)的技術(shù)人員,本書亦有較大的參考作用。本書也可作為高校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)輔導(dǎo)教材、專業(yè)培訓(xùn)教材等。 本書涉及多個領(lǐng)域的知識,如新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢、零件結(jié)構(gòu)及性能、使用環(huán)境及標(biāo)準(zhǔn)要求,橡膠材料的基本性能、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)要求等,以及輕量化方面的知識,由于作者水平有限,錯漏之處在所難免,懇請讀者批評指正。 謹(jǐn)以此書獻(xiàn)給為汽車橡膠材料開發(fā)及應(yīng)用的廣大業(yè)內(nèi)同行!
叢書序 前言 第1章 乘用車輕量化概述 �。�.1 乘用車輕量化的意義3 �。�.1.1 輕量化是節(jié)能減排的重要手段3 �。�.1.2 輕量化可以提高續(xù)駛里程4 �。�.1.3 輕量化可以提升車輛操控和安全性能5 1.1.4 輕量化是提升汽車工業(yè)自主創(chuàng)新能力的重要手段5 �。�.1.5 輕量化是提升自主品牌車企產(chǎn)品競爭力的重要手段5 �。�.2 乘用車輕量化材料6 �。�.2.1 高強(qiáng)度鋼6 �。�.2.2 鋁合金7 1.2.3 鎂合金8 �。�.2.4 塑料8 1.2.5 復(fù)合材料10 �。�.2.6 橡膠11 參考文獻(xiàn)12 第2章 乘用車用橡膠材料 2.1 橡膠的特點13 �。�.1.1 橡膠的分子結(jié)構(gòu)及組成特征13 �。�.1.2 橡膠的性能特征14 2.1.3 橡膠的加工特性15 �。�.1.4 橡膠的老化17 2.2 橡膠的分類18 �。�.3 常用橡膠材料20 �。�.3.1 天然橡膠20 �。�.3.2 乙丙橡膠22 �。�.3.3 氯丁橡膠23 �。�.3.4 丁腈橡膠24 �。�.3.5 丙烯酸酯橡膠24 2.3.6 氟橡膠25 �。�.3.7 硅橡膠26 2.3.8 熱塑性彈性體28 2.4 橡膠材料的常用性能30 �。�.4.1 硬度30 2.4.2 拉伸強(qiáng)度31 �。�.4.3 撕裂強(qiáng)度31 2.4.4 壓縮性能32 �。�.4.5 老化性能33 2.4.6 低溫性能34 �。�.4.7 耐介質(zhì)性能34 2.4.8 其他性能35 參考文獻(xiàn)36 第3章 乘用車用橡膠零件及選材 �。�.1 輪胎37 �。�.1.1 輪胎的分類與結(jié)構(gòu)37 3.1.2 輪胎的材料選用39 �。�.1.3 輪胎的標(biāo)準(zhǔn)42 �。�.1.4 輪胎的發(fā)展趨勢43 3.2 車用軟管43 �。�.2.1 空氣管路44 3.2.2 燃油管路52 �。�.2.3 制動管路65 3.2.4 離合系統(tǒng)管路70 �。�.2.5 助力轉(zhuǎn)向管路73 3.2.6 發(fā)動機(jī)冷卻管路78 3.2.7 電池冷卻管路85 �。�.2.8 變速器冷卻管路86 3.2.9 空調(diào)管路89 �。�.2.10 風(fēng)窗洗滌/前照燈清洗管路97 �。�.2.11 天窗排水管100 �。�.3 橡膠密封件101 �。�.3.1 密封圈102 3.3.2 密封條126 �。�.3.3 防塵罩135 3.3.4 其他密封件142 �。�.4 減振橡膠件151 �。�.4.1 橡膠懸置152 �。�.4.2 懸架緩沖塊155 �。�.4.3 橡膠襯套157 �。�.4.4 橡膠阻尼塊158 3.4.5 排氣管吊耳162 �。�.4.6 橡膠空氣彈簧163 �。�.4.7 其他減振橡膠件166 �。�.5 表皮/墊片及護(hù)套168 �。�.5.1 儀表板表皮168 3.5.2 車用電線電纜絕緣與線束護(hù)套170 �。�.5.3 內(nèi)飾墊片174 3.5.4 鑰匙護(hù)套175 �。�.6 刮片膠條/傳動帶/安全氣囊蓋板176 3.6.1 刮片176 �。�.6.2 傳動帶178 �。�.6.3 安全氣囊蓋板181 參考文獻(xiàn)18 第4章 乘用車用橡膠的輕量化 �。�.1 通過橡膠材料的配方優(yōu)化實現(xiàn)輕量化188 4.2 通過低密度材料替代高密度材料實現(xiàn)輕量化191 �。�.2.1 TPE替代傳統(tǒng)橡膠191 �。�.2.2 軟質(zhì)塑料替代傳統(tǒng)橡膠200 �。�.2.3 低密度橡膠替代高密度橡膠205 �。�.2.4 發(fā)泡橡膠替代密實橡膠206 �。�.3 結(jié)構(gòu)的輕量化207 4.3.1 輪胎的輕量化207 �。�.3.2 空氣橡膠彈簧替代傳統(tǒng)的金屬彈簧207 �。�.3.3 線束的薄壁化209 4.3.4 橡膠制品的小型化209 �。�.3.5 拓?fù)鋬?yōu)化210 �。�.4 輕量化相關(guān)的工藝211 4.4.1 發(fā)泡工藝211 �。�.4.2 可變截面擠出技術(shù)212 �。�.4.3�。裕校琶芊鈼l共擠等技術(shù)212 4.4.4�。裕校排c其他材料的復(fù)合技術(shù)212 參考文獻(xiàn)213 附錄 主要專業(yè)術(shù)語中英文及簡寫對照表