其实,一些量产汽车早就使用了复合材料的传动轴

PT现代塑料

2019-02-20 00:40

复合材料的传动轴,

对于赛车和超级跑车的爱好者们总是具有吸引力。

20世纪80年代到21世纪初的一段时间,

复合材料的传动轴还被发现用在一些量产的

轿车和厢式卡车上。

复合材料的传动轴首先对赛车和超级跑车的爱好者们具有吸引力,对他们来说,性能是首要的,成本则是次要考虑的因素。

由于复合材料的优势——减轻汽车重量、更高的耐腐蚀性及其他等,抵消了前期成本高的缺点,因此在20世纪80年代直至21世纪初的一段时间,复合材料的传动轴被一些OEMs用到了除超级跑车之外的一些高产量的汽车上,包括日产350、马自达RX8、三菱Montero和福特E100 Econoline厢式卡车。

同一时期,还成功地引入了一种混合材料的传动轴设计,这在几个方面都是值得关注的。

1986~1996年之间,美国Strongwell公司为其客户美国Dana公司的Spicer传动轴部门制成了商品名为“Spicer Graph Lite”的传动轴,开始用于通用汽车公司的1988 GMT-400小型卡车。

Strongwell公司的研发经理 Joe Spanovich说,由于该卡车的设计允许在底盘上安装最大100 mm的传动轴,因此带来了机会。

在此应用中,一个完整长度的单件式铝轴刚度不够,而Dana的工程师们又不想安装带有轴承的两件式钢轴,因为这会增加装配时间、成本和复杂性。

因此,Strongwell想出了一种方法,即在一个空心的铝管上拉挤轴向的碳纤维丝束,以制成一种混合了金属/复合材料的轴。

Spanovich说,他们做了很多很多的测试,有一些测试用了数月才完成,但虽然如此,相比全复合材料的部件,这却是一种低风险的解决方案。

这种铝轴,作为移动的芯轴,首先被覆上一种聚酯表面的纱/隔离层,以防止电偶腐蚀。

由Hercules公司(后来被赫氏收购) 提供的碳纤维单向丝束,通过装有DERAKANE 环氧乙烯基酯树脂(由陶氏化学公司提供,后被亚什兰高性能材料收购)的浴槽被拉出,然后纵向贴在面纱上。

这种由碳纤维覆盖的管通过精密的衬套从一台缠绕机上退出,该缠绕机用玻璃纤维粗纱包裹碳纤维丝束。

最后,将另一层聚酯面纱铺到整个轴上,以增加耐腐蚀性。

这种混合材料的传动轴比两件式的钢轴轻60%,令每辆汽车减轻了9.1kg的重量。

纵向碳纤维丝束的应用充分加强了铝轴的刚性,使其能够在无共振的情况下处理车辆的扭矩。

Spanovich回忆说,在生产高峰期,该公司每月生产出50000个部件,那时,该公司是世界上最大的碳纤维用户之一。

虽然早期为实现大批量生产所作出的努力在很大程度上被放弃了,而且OEMs也没有完全接受这项技术,但一些专业的公司仍然在为赛车、改装的高速汽车和其他特殊的应用领域生产复合材料的传动轴。

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