不仅仅是汽车的内饰和外饰。当我们打开汽车发动机的仓盖就可以看到，发动机内部及其周边越来越多的零部件已经塑料化。用塑料取代金属制作发动机零部件的优势众所周知，然而塑料对金属的取代却需要突破多方面的技术障碍，国内的汽车企业以及塑料供应商具备这方面的开发能力吗？

    随着随着汽车向着降低重量、节能、环保、美观的方向发展，塑料在汽车上的用量正在不断增大。塑料除了被用作汽车的内饰和外饰以外，在汽车发动机上的应用情况如何？

    严昶先生：塑料不仅具有质轻、价格便宜、来源方便等优点，而且许多汽车零部件采用塑料材料以后设计自由度更大，成型性更好，还可以大大改善零部件的使用性能，因此，近些年来塑料不仅被用来制作汽车的内饰和外饰，而且在汽车发动机内部及其周边也大量采用了用塑料制成的零部件。

    可用塑料制作的发动机零部件种类很多。通常，我们将发动机区分为本体部分和辅助部分，在本体部分可用塑料制作的零部件主要有气门室罩盖、顶链器、油底壳、进气歧管、点火线圈壳体、机油滤芯器、涨紧轮、正时皮带罩盖等；辅助部分可用塑料制作的零部件主要包括空气滤清器壳体、各种通风管、发动机装饰盖、散热器上下水室、涡轮增压器、中冷器上下端盖等。
　　
    用塑料取代金属制作发动机零部件具有哪些优点？

    严昶先生：一般而言，塑料制成的零部件不仅明显减轻了发动机的重量，而且具有金属零部件所无可比拟的优越性能。例如，用塑料制成的发动机进气歧管比用铝制成的进气歧管重量减轻了40%～50%，不仅如此，进气歧管的设计也更为合理，气道更加光滑，从而可使发动机的功率提高3%～5%，价格也更加便宜。
　　
    发动机内部或周边的塑料零部件对塑料材料提出了怎样的要求？通常都采用哪些塑料材料？

    严昶先生：发动机是汽车的心脏，因此对其内部或周围部件的材料要求十分苛刻。首先，由于热辐射的作用，发动机内部或周围的部件不仅要长期在高温的环境下工作，同时也要经受严寒的环境。其次，这些部件要耐各种介质的腐蚀，这些介质主要包括汽油、柴油、润滑油、长效冷冻液、制动液、蓄电池液、洗涤液、油中的各种添加剂、醇类、高温水及溶雪剂等。最后，这些部件要能够经受道路上飞砂的冲击，并能够承受压力和振动负荷。

    基于上述原因，再加上发动机周边塑料零部件大多采用注塑成型，有的部件结构非常复杂，成型比较困难，因此要求制作发动机内部或周边塑料零部件的工程塑料具有如下性能：

    ● 足够的强度和弹性模量，特别是低温冲击强度要高；
    ● 良好的减震、耐摩擦、耐磨损、防噪音的性能；
    ● 耐各种化学介质的性能；
    ● 良好的熔融流动性和成型性；
    ● 制品的尺寸稳定性要好，保证制品具有足够的精度，可长期使用且功能不变；
    ● 废旧塑料部件能回收再利用。

    目前，发动机本体上所用的塑料材料主要为尼龙6、尼龙66和尼龙46等，这些材料经过使用检验，都完全能够满足发动机的工作要求。此外，辅助部分所用的塑料材料大多数为改性聚丙烯材料。
　　
    国内在开发汽车发动机用塑料零部件方面进展情况如何？

    严昶先生：目前，国外生产的汽车发动机已大量使用了塑料材料，相比之下，国内在这方面还很落后。虽然国内的汽车合资企业在这方面走在了前面，但他们主要是照搬照抄国外的技术，随着国外新车型的引进，相应的零部件设计方案、所用材料牌号、模具、设备等也都全部按照国外汽车厂商的要求执行。由于国内的汽车行业自主研发的能力还在发展中，所以出于保险的考虑，国产的汽车发动机基本上还都采用的是金属零部件。

    近几年来，为了适应国际汽车不断增加塑料用量的新潮流，国内的汽车行业对塑料零部件的科研开发工作也逐渐重视起来，行业内经常组织一些技术交流会和学术活动，以促进这方面的工作。在对塑料零部件的开发和应用方面，一汽走在了行业的前列。我们自2000年起就与国外的塑料材料供应商合作，开始了发动机塑料进气歧管、气门室罩盖以及各种发动机塑料管道的开发工作，目前这些产品都已被研制出来。但由于国内对汽车塑料件的验证检测手段比较落后，很多在检测中必须的非标实验台不能自行解决，再加上缺乏掌握计算机模拟试验技术的人员，导致我们的产品在被研制出来以后不能很快验证出其可行性，从而使得从产品开发到实际应用的周期被大大延长。
　　
    您认为导致国内缺乏塑料零部件开发能力的主要原因是什么？

    严昶先生：汽车工业在中国快速发展也就是近些年的事情。20世纪90年代，随着外资汽车公司的进入，带动了国内汽车行业技术上的进步，一些新的汽车设计理念也已被国内的汽车工程设计人员所认同和接受。尽管如此，由于中国自身的汽车工业比较落后，行业中大多数的工程技术人员过去在学校中所学的都是金属材料的应用知识，在实际工作中也主要接触的是金属材料，他们对塑料材料的应用知之甚少。而塑料材料与金属材料相比，不论是产品的结构设计还是其成型工艺等都完全不一样。由于缺乏塑料零部件的开发和应用经验，再加上过去国内在这方面没有相关的技术标准和可靠的技术数据做支持，因此尽管许多企业早就认识到用塑料取代金属制作发动机零部件的好处，甚至也已开发了一些用塑料制成的零部件，但一谈到具体应用时，国内企业的表现是望而却步。

    另一方面，汽车塑料件的开发是一个系统工程，需要材料供应商从产品的概念设计开始一直到材料的选用、模具的设计和制造、产品的成型、装配的整个过程中都全面参与，提供强大的技术支持，这不是汽车企业自己就能够完成的。而国内目前的现状是，尽管许多材料供应商所生产的塑料材料完全能够达到国外产品的性能指标和质量水平，但他们最大的问题是不具备汽车塑料件的研发能力，不能够为汽车厂提供必要的技术支持，导致汽车企业在选择材料供应商时只能考虑国外的厂商。由于国产材料没有得到汽车实际应用的检验，也使得汽车企业不敢冒然使用。
　　
    根据国外的经验，您认为国内的汽车企业应如何提高自身的开发能力以加速塑料在汽车发动机上的应用呢？

    严昶先生：国际上的趋势是，许多知名的塑料材料供应商如拜耳、巴斯夫、杜邦等都拥有自己专门的汽车研发队伍，而且研发人员分工明确，分别从事不同的研发工作，从而为汽车企业提供了强大的技术支持，加速了塑料在汽车上的应用。另外，国外的汽车企业为了加速汽车塑料件的开发应用进程，都普遍采用了计算机辅助模拟技术，利用计算机模拟软件来优化制件的设计结构，并对制件的成型性进行分析，以及时发现设计以及材料流动性方面的问题，从而及时调整模具设计结构，这样既缩短了新产品的开发制作周期，又大大节省了开发成本。

    目前国内汽车企业大都拥有一些素质较高的计算机软件应用及产品设计工程师，同时也拥有先进的加工设备。根据中国目前的国情，各企业之间如何有效地联合开发，通过资源共享实现优势互补，我认为这对于提升整个汽车行业塑料零部件的开发和应用水平是很重要的。比如说，由于国内材料厂商很少拥有各种模拟软件以及各种试验设备，因此，最好由一个塑料产品开发管理工程公司来从事整个项目的管理工作，该公司可根据汽车厂商的需求，协调各种资源，以保证项目的顺利完成。

文：孙洁  MM现代塑料