●树脂材料做齿轮
今年的东京车展上,日本大丰工业集团旗下的NIPPONGASKET展出了平衡轴用树脂齿轮。此前平衡轴的齿轮一般由金属制造。未来很可能会应用在丰田的混合动力车型上,树脂材质不仅可以使得重量减轻到金属制品的一半以下,还可以降低运行噪声。
NIPPONGASKET选用酚醛树脂材料制作齿轮。首先在芳纶长纤维表面附着酚醛树脂粉末,接着将其溶于水中使之均匀分散,再像抄纸那样制造成2mm厚的片材。将10~20张片材层叠,制成20~40mm的板材,并将板材冲压成齿轮形状。这时由于是冲压,因此齿轮为平齿轮。之后将冲压件放入模具,加热、压缩成型。齿线随着模具变为倾斜,变成斜齿齿轮。最后像金属齿轮一样用滚齿机加工,获得精度。加工余量为0.3mm。成品出来后在内侧热装金属衬套,交付给平衡轴厂商日本欧德克斯(OTICS)。
小贴士:何为平衡轴
平衡轴的作用是尽可能减小发动机的振动,比如我们拆解过的宝马N20发动机,它在发动机曲轴的下方叠加布置(上下布置)平衡轴机构,其转速是曲轴的2倍。两个平衡轴的转速相同,方向相反,这次材质改变的就是平衡轴上的齿轮。
酚醛树脂是1872年由德国化学家首次提炼出的,其最大特点就是耐热性优秀。它在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因,酚醛树脂目前被应用于一些高温领域,例如耐火材料,摩擦材料,粘结剂和铸造行业。工程人员正是看中了它这一特点,将其运用于发动机平衡轴齿轮制造中。
●降低复合材料生产成本
其实复合材料大家都不陌生,碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)等都属于这个范畴,宝马i3的乘员舱正是使用CFRP材料制成。虽然它对于车身轻量化可以起到不少积极的作用,不过成本问题是困扰它的梦魇。