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汽車油門踏板技術要求與選材

油門踏板是現代汽車動力系統中不可缺少的組成部分,油門踏板的可靠性是動力系統的主要設計參數之一。油門踏板的主要作用是控制發動機節氣門的開度,從而控制車速。合理的油門踏板可促進汽車內部簡化,駕駛員空間變大,質量減輕。汽車油門踏板的材料沿著環保、節能、節材、安全和低成本的方向發展,取得了以輕量化為代表的顯著進步,呈現著多樣化、多元化的趨勢。

 

汽車動力系統材料是汽車設計水平、質量、品質等競爭力強弱的基礎之一。汽車輕量化程度主要取決于汽車材料輕量化的發展。近年來,玻纖增強尼龍材料如PA66+30GF、PA6+30GF等已成為汽車發動機油門踏板材料的新選擇。玻纖增強尼龍材料由于造型容易、質量輕、成本低,受到汽車主機廠及油門踏板制造廠商極大關注。特別是玻纖增強尼龍材料的形狀設計自由度大,其制成的油門踏板具有耐久性好、耐壓性及抗振動性優良功能零部件材料。

 

油門踏板技術要求

油門踏板作為汽車動力系統的重要部件,為滿足汽車在使用過程中的安全性,油門踏板應包括以下主要技術要求:

 

 

a.一般要求

踏板裝置在整個工作行程中應工作靈活,無異常響聲,且踏板表面應光潔、均勻無氣泡、無裂痕、毛刺及劃痕等缺陷。

 

b.基本要求

1.耐久性

 

 

2.耐壓性

踏板傳感器每個回路的正極和接地之間應能承受12V±0.5V最少5min。

 

3.耐腐蝕

踏板總成在溫度35℃、5%的中性鹽霧環境中放置24h,然后在溫度60℃、濕度95%的環境中再放置12h,在室溫下穩定2h后進行功能測試。

 

4.抗跌落

踏板總成從距地面1m的高度跌落到平滑的水泥地面上,每個踏板的六個方位面分別進行一次測試,總共使用3個踏板;試驗后的踏板應滿足功能測試要求,且不能有損壞或影響踏板裝配的破損。

 

5.抗震動

 

6.踏板強度

 

7.耐粉塵

踏板總成暴露于0.88g/m3的塵埃環境中24h后應滿足功能測試要求。

 

8.耐高低溫循環性

踏板在-40℃保持3h,然后升溫至85℃再保持3h,然后再降溫至-40℃,作為一個循環,要求溫度轉換的時間小于5min;共進行6次熱沖擊循環,試驗后的踏板應滿足功能測試要求。

 

9.耐存儲性

將踏板總成放置在-40℃環境中至少48h,接著在室溫下放置至少6h后,然后在85℃環境中再放置至少48h;試驗后的踏板應滿足功能測試要求。

 

10.低噪音

踏板以0.01m/s的速度釋放回到初始位置期間所產生的噪音應不超過45dB(A)(在駕駛員耳朵部位測量,距離踏板墊1350mm)。踏板從任一位置瞬間釋放,回彈所產生的噪音應不超過83dB(A),無論任何時候600Hz以上的噪音應低于70dB(A)。

 

11.回彈性

將踏板固定在試驗臺上,踏板運動到全行程位置瞬間釋放,踏板回彈到初始位置作為一個循環,總共進行1000次循環,每100次循環監控一次傳感器在怠速位置的輸出信號,1000次循環后踏板進行性能測試。

 

油門踏板選材

a.油門踏板材料發展歷史

汽車油門踏板材料及相應加工工藝的發展歷程是:鑄鐵或鑄鋁件----不銹鋼-----壓鑄鋁合金件-----(尼龍)熱塑性塑料注塑件。

 

b.各種材料性能對比

現將鑄鐵或鑄鋁件、不銹鋼件、壓鑄鋁合金件、熱塑性塑料(尼龍)注塑件的性能對比如下。

c.玻纖增強尼龍材料分析

 

1.輕量化

對于同一汽車而言,油門踏板選用的熱塑性尼龍注塑件與傳統材料件在強度、剛性相近的情況下,油門踏板部件自身的重量指標,尼龍塑料注塑件比不銹鋼件減輕50%以上,比鋁合金鑄件減輕30%-40%;該比較的前提條件是已考慮并計入為補償尼龍塑料新材料剛度和強度而增大的壁厚及設計上增加的局部加強筋等結構措施對自身質量的影響。

 

 

2.設計自由度

玻纖增強尼龍材料使部件壁厚變化、局部加強筋設計、與連桿部件集成為一體化等設計自由度大大提高。

 

3.加工成本

熱塑性玻纖增強尼龍油門踏板的加工成本與傳統的油門踏板材料相比,具有明顯的優勢,熱塑性尼龍注塑油門踏板不但能提高生產效率,同時可降低生產成本。僅模具費用一項,可節省費用可觀,因尼龍塑料注塑模具的使用壽命是鋁合金壓鑄模具使用壽命的10倍;油門踏板與連桿部件集成注塑,降低油門踏板的組裝成本;注塑制造工藝比鋁合金鑄造工藝的產品不良率低,降低系統成本。有資料顯示,玻纖增強尼龍注塑油門踏板的生產成本要比壓鑄鋁合金材料低30%-40%。

 

4.可靠性

玻纖增強尼龍踏板的工作可靠性、使用耐久性及低溫下工作適應能力,已經通過了包括大眾、通用、福特及吉利等各大主機廠認證。

 

 

海日之升科技有限公司針對汽車油門踏板技術要求,依托當前汽車技術的發展方向,不斷加大投入研發力量和資金,開發了一款可用于油門踏板材料-A6G04。A6G04是日之升公司通過基體選擇、加工工藝等技術創新,性能已接近國內外同行業產品,目前已在客戶中使用與推廣。

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