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主流的一级汽车供应商转向采用复合材料制造抗振动系统

来源:汽车轻量化在线 浏览次数:173 发布日期:2018-11-01

作为汽车行业知名的一级供应商,美国Cooper Standard公司在全球拥有120个工厂,员工超过30000人,是全球最大的汽车密封系统供应商。 

除密封系统外,该公司还生产燃油和制动系统、流体输送系统和抗振动系统。在抗振动系统产品类别方面,Cooper Standard正在经历从使用成熟的传统金属向使用复合材料的一个重大的材料转变过程。

Cooper Standard 公司的抗振动系统涉及通常由铸铝、冲压钢和橡胶成型的抗振动车身、支柱和发动机悬架。“这些大而坚固的传统部件,其制造历史已有半个多世纪。”该公司副总裁兼抗振动系统业务全球总经理Joe Emmi表示,“我们公司的使命是创新并提供优质产品。感谢材料科学和设计的进步,使我们已开发的复合材料部件现在能够通过我们所有的测试。”


Joe Emmi例举了促使该公司转向采用纤维增强塑料的3个因素:

1. 消费者对舒适性的要求越来越高,这意味着无论是轿车还是卡车,都要求振动更低。

2. 为实现更佳的燃油经济性并确保车辆能容纳更多的设施,OEMs对减重的要求非常迫切。

3. 如果能够满足性能标准要求,新的结构复合材料部件的设计正日益赢得OEM 客户的认可。

Joe Emmi解释说,符合标准对于这些结构部件而言至关重要,比如,能够将乘用车的车身附着在结构框架上的车身悬架就有两种类型:一种是由传统的钢和橡胶制成的悬架,另一种是液压阻尼悬架。液压悬架是在两个内腔之间通过传导流体来形成阻尼,并提高汽车的行驶响应性。这些悬架通常采用冲压钢或铸铝制成的外壳,但现在已被复合材料所取代。“我们将原先在钢外壳内部装橡胶套的液压悬架改成了采用玻璃纤维增强尼龙复合材料来制造。”他指出,除了显著减重外,这种复合材料的外壳还满足了客户的性能要求。“这些是必须确保车身牢固固定在框架上的关键部件。”他补充道,“我们的客户对复合材料的设计有些担心,这是可以理解的,但我们已经证明了它的可靠性。”

在Cooper Standards公司的DynaFib Innovation Program项目支持下,另一个采用复合材料的开发案例是与一所大学及一家面向欧洲OEM的复合材料供应商一起合作完成的。Joe Emmi表示:“这一战略努力旨在推动工艺以及材料和部件设计的进步。”DynaFib Innovation Program项目寻求在显著减重的同时,通过提供增大的抗拉强度来扩大塑料支架的适用性。

该团队与法国 Coriolis Composites公司合作,共同开发一种自动化的生产工艺,以在两个扭矩隔离的悬架上环绕一种连续的玻璃/热塑性纤维,这种连续纤维的设计能够处理好发动机扭矩的峰值载荷,然后再用聚酰胺对环和悬架进行包覆。Joe Emmi解释说,这种复合材料的扭力梁式悬架,是为发动机悬架系统而设计,比传统的铝部件减轻了50%的重量,并比金属解决方案提供了更好的抗拉强度。“我们正计划将此应用到2019年的一款车型上。在我们的抗振动系统业务中,我们正在用复合材料取代金属来制造要求高抗拉强度的部件,比如支架、扭力臂和梁式悬架。”

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