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为什么汽车保险杠是塑料做的?

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2016-01-11 10:28:00

现在很多车型的前后保险杠都是塑料做的,这点相信大家都知道了,特别是20万以下的车型,前后保险杠几乎都是塑料材质,要知道以前的车外壳都是金属材质!是不是车企偷工减料省成本?还是汽车为了减轻重量呢?

 

常见的汽车保险杠采用何种材质?

其实较早时期的汽车前后保险杠都以金属材料为主,它们一般采用钢板冲压而成,与车架纵梁铆接或焊接在一起。不过出于多种原因考虑,最终汽车厂家们找到了更好的替代方案——塑料保险杠。而破天荒采用塑料保险杠的正是菲亚特,从此以后这个省钱的方案迅速被各大车企效仿。

 

塑料保险杠并不是因为偷工减料

随着高分子材料的研究得到发展,也同时由于能源问题逐渐深入人心,汽车轻量化成为汽车行业比较热门的词。与金属材料相比,高分子材料具有比强度很高的特点,这完全满足了人们对轻量化的要求。另外,在装饰用途上,可以很自然的与车体融合。金属在受到轻的碰撞后,会在金属面上留下痕迹,而用塑料制造的保险杠对类似的危害有更好的防御性。因此,高分子材料渐渐取代了金属保险杠,目前在世界范围内约有92%的保险杠是用高分子材料制成的。
此外,还有如下几个原因:

1、可以控制制造成本 便于设计与生产

汽车生产已模具化,除了车身会采用高强度的材料外,很多部件都会尽可能采用工程塑料。汽车前后保险杠就是比较典型的代表,而且车身外部配件,如翼子板等,也有可能采用塑料之类的轻量化材料。

塑料保险杠不仅可以节省制造成本,而且对于工业水平的要求更低,比较易于生产。所以造车成本得以控制后,最终产品到消费者手中的价格也会更合理,这一定是相对应的。
当然除塑料保险杠外,一些顶级跑车还会大量采用碳纤维材质。其实目的很简单,主要是为了打造轻量化车身,从而提升车辆的加速和制动效果。

 

2、塑料保险杠吸能 尽可能保证行人安全

毕竟汽车钢性不是靠保险杠来承担的,主要还是要看车身框架结构,所以除设计与制造成本外,塑料保险还可以起到保护行人的作用。
塑料保险杠由于材质原因,比金属更具有弹性以及更好吸收撞击能力。所以我们可以经常在网上看到自行车撞烂保险杠的这类图片,仔细想想如果换成金属保险杠的话,那么悲剧的很可能就是行人和自行车了。

 

3、塑料保险杠拥有弹性 可规避较小的磕碰

如果发生轻微的碰撞或者刮蹭的话,塑料保险杠拥有很好的弹性,并具备一定的抗冲击性能,也就是说如果在小磕小碰的情况下,塑料保险杠都能自动回弹自动修复。即使是掉漆了,也总比凹进去强,毕竟喷漆比钣金修复便宜多了。

另外,在欧洲一些人口密集的国家车子保有量大,停车位自然非常稀缺,车主往往不得不将爱车紧贴着靠在一起。这个时候塑料保险杠就起到了关键作用,如果你的车挤不进窄小的停车位,你可以用低速度轻轻推前面或者后面的车辆,这样就可以“推”出你需要的停车位置了。特别是在伦敦拥挤的街道上,停车不拉手刹已经是人之常情了,这样也是为了方便他人停车。如果有一天你发现别人停车“刮蹭”到你的保险杠,请不要大惊小怪,这正是我们前面所说的“潜规则”。当然,这多数代表那些廉价车型,比如兰博基尼、威龙、劳斯莱斯的保险杠可绝对不能这么干,因为它们一般会采用碳纤维材质,而且车身划痕的维修费用也不会很低。

 

4、塑料保险杠有更好的防腐蚀效果

对汽车车身来说,我们都知道金属遇水与空气结合后很容易生锈,这样不仅影响外观,而且存在一定的安全隐患。但汽车保险杠尽管是日常驾驶中比较容易磕碰的部件,但塑料具有很好的防腐蚀性,我们不需要为此而担心。

 

目前常用的汽车保险杠用材料

目前常用的高分子保险杠是由三层组成:面板材料是用PP、PE/ABS、PC/PBT;骨架材料可以是木材、金属;中间是以PP发泡材料或PU发泡材料。
我国目前最普遍的是使用增韧(改性)聚丙烯(PP),另外聚氨酯(PU)是国际公认为最适合制造汽车保险杆的原材料,如宝马、奔驰、丰田和本田等各大汽车生产商都选用这种材料来制造保险杆。逐渐热起来的热塑性弹性体(TPO)在北美使用广泛,2005年,TPO在北美塑料保险杠市场所占份额达75%。

 

就性能来看,聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯,但在塑料材料中仍属于偏低的品种,其拉伸强度仅可达到30 MPa或稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度,但随等规指数的提高,材料的冲击强度有所下降,但下降至某一数值后不再变化。

 

温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时,冲击破坏呈韧性断裂,低于玻璃化温度呈脆性断裂,且冲击强度值大幅度下降。聚丙烯具有良好的耐热性,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的条件下,150℃也不变形。脆化温度为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐寒性不如聚乙烯。对于聚丙烯玻璃化温度的报道值有一18qC, OqC, 5℃等,这也是由于人们采用不同试样,其中所含晶相与无定形相的比例不同,使分子链中无定形部分链长不同所致。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高40一50%,约为164一170℃, 100%等规度聚丙烯。

 

聚丙烯的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其它各种化学试剂都比较稳定;但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀,同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高,所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件,防腐蚀效果良好。

 

聚丙烯是来源很广,价格低廉的材料,并且通过改性,如采用固相接枝法对等规pp进行改性得到mpp,与其他塑料的共混物冲击强度提高2~3倍,可用作抗冲击壳体材料。还可以共混改性,与橡胶共混可制被兼具这些聚合物性质的高分子合金,马自达CX-5就采用此合金高分子,表里两层的材质,基材表面的涂料附着性增加,内部的刚性和受冲击吸收性也明显进步。所以在刚性不变的情况下保险杆厚度变薄,正因为材料使用量变少,故可达减轻约20%重量;同时因厚度减少,冷却效果也更为提升,过去须时60秒达到冷却现在仅要30秒,作业时间上节省一半,完全符合节能减碳的环保趋势。

 

聚氨酯具有韧性好、不易断裂、使用寿命长、耐候性强(-40℃~+80℃)、重量轻、且可承受一定的冲击力,既能保护车身的油漆同时又增强了行车的安全性,是保障行车安全的最佳扰流配件。

 

热塑性弹性体TPE/TPR,又称人造橡胶或合成橡胶。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能,同时又具备普通塑料加工方更、加工方式广的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产,水口边角粉碎后100%直接二次使用。既简化加工过程,又降低加工成本,因此热塑性弹性体TPE/TPR材料已成为取代传统橡胶的最新材料,其环保、无毒、手感舒适、外观精美,使产品更具创意。因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料,也是世界化标准性环保材料。现在,TPE以TPS和TPO为中心,在世界各地获得了迅速发展,两者的产耗量已占到全部TPE的80%左右。烯烃类TPE烯烃类TPE系以PP为硬链段和EPDM为软链段的共混物,简称TPO。由于它比其它TPE的比重轻(仅为O.88),耐热性高达100℃,耐天候性和耐臭氧性也好,因而成为TPE中又一发展很快的品种。热塑性弹性体在实际应用中也有些不足。包括:

1) 它属于新技术,普通橡胶加工厂对它不熟悉;

2) 热塑性弹性体所需的加工设备热固性橡胶加工厂不熟悉;

3) 一些热塑性弹性体需要在加工前进行干燥;

4) 低硬度热塑性弹性体能买到的不多;

5) 热塑性弹性体在温度升高时会熔化,使之不能应用于短暂的高温条件下;

6) 只有大批量生产,才能使热塑性弹性体具有经济性。

一些代步车也可以用玻璃钢、碳素纤维等来制作,但是其环保性能以及材料力学性能不太符合保险杠要求,不适宜用在中高档轿车上。

 

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