氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用（共10篇）

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇1

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用

一、陶瓷在汽车发动机上的应用

新型陶瓷是氧化锆等无机非金属烧结而成。氧化锆陶瓷与以往使用的氧化铝陶瓷相比，强度是其三倍以上，能耐1000摄氏度以上高温，新材料推进了汽车上新用途的开发。例如：要将柴油机的燃耗费降低30%以上，可以说新型陶瓷是不可缺少的材料。现在汽油机中，燃烧能量中的78%左右是在热能和热传递中损失掉的，柴油机热效率为33%，与汽油机相比已十分优越，然而仍有60%以上的热能量损失掉。因此，为减少这部分损失，用隔热性能好的陶瓷材料围住燃烧室进行隔热，进而用废气涡轮增压器和动力涡轮来回收排气能量，有试验证明，这样可把热效率提高到48%。氧化锆陶瓷零件 氧化锆陶瓷零件 同时，由于新型陶瓷的使用，柴油机瞬间快速起动将变得可能。采用新型陶瓷的涡轮增压器，它比当今超耐热合金具有更优越的耐热性，而比重却只有金属涡轮的约三分之一。因此，新型陶瓷涡轮可以补偿金属涡轮动态响应低的缺点。

其他正在进行研究的有：采用新型陶瓷的活塞销和活塞环等运动部件。由于重量的减轻，发动机效率可望得到提高。

二、特种敏感陶瓷在汽车传感器上应用

对汽车用传感器的要求是能长久适用于汽车特有的恶劣环境(高温、低温、振动、加速、潮湿、噪声、废气)，并应当具有小型轻量，重复使用性好，输出范围广等特点。陶瓷耐热、耐蚀、耐磨及其潜在的优良的电磁、光学机能，近年来随着制造技术的进步而得到充分利用，敏感陶瓷材料制成的传感器完全能够满 足上述要求。

三、陶瓷在汽车制动器上的应用

陶瓷制动器是在碳纤维制动器的基础上制造而成的。一块碳纤维制动碟最初由碳纤维和树脂构成，它被机器压制成形，之后经过加热、碳化、加热、冷却等几道工序制成陶瓷制动器，陶瓷制动器的碳硅化合物表面的硬度接近钻石，碟片内的碳纤维结构使它坚固耐冲击，耐腐蚀，让碟片极为耐磨。目前此类技术除了在F1赛车中应用，在超级民用跑车中也有涉及，例如奔驰的CL55 AMG。

四、陶瓷在汽车减振器上的应用高级

轿车的减振装置是综合利用敏感陶瓷正压电效应、逆压电效应和电致伸缩效应研制成功的智能减振器。由于采用高灵敏度陶瓷元件，这种减振器具有识别路面且能做自我调节的功能，可以将轿车因粗糙路面引起的振动降到最低限度。

五、陶瓷材料在汽车喷涂技术上的应用

近年来，在航天技术中广泛应用的陶瓷薄膜喷涂技术开始应用于汽车上。这种技术的优点是隔热效果好、能承受高温和高压、工艺成熟、质量稳定。为达到低散热的目标，可对发动机燃烧室部件进行陶瓷喷涂，如活塞顶喷的氧化锆，缸套喷的氧化锆。经过这种处理的发动机可以降低散热损失、减轻发动机自身质量、减小发动机尺寸、减少燃油消耗量。

六、智能陶瓷材料在汽车中应用

作为氧化锆陶瓷产品分类的智能陶瓷材料，其中包括在汽车制造中使用的对环境敏感且能对环境变化作出灵敏反应的材料，目前已成为材料科学及工程领域中研究的焦点。

汽车上使用的智能陶瓷产品，包括功能材料、驱动系统与反馈系统相结合的智能材料系统或结构。由于其综合性功能的发挥，可使汽车产品在行驶时感知与响应外界环境的变化，使汽车产品拥有自检、自测、自诊断、自修复、自适应等诸多性能。当前有些功能陶瓷制品已具有智能化的功能，如半导体钛酸钡正温度系数热能电阻及氧化锌变阻器，它们对于温度和电压具备自身诊断、候补保护与自身修复的功能，可以使材料本身拥有抵抗环境突然变化的能力，并可重复多次使用。在智能陶瓷系统中，压电陶瓷是最重要的品类。现在已经普及使用及正拟开发研制的压电类智能陶瓷制品及材料系统如下：

汽车减震装置：利用智能陶瓷产品的正压电效应、逆压电效应研制出的智能减震器，具有识别路面并自我调节的功能，可将粗糙路面对汽车形成的震动减到最低限度，整个感知与调节过程只需要20秒。另外，采用智能陶瓷材料制成的减震装置还可以推广应用在汽车产品之外的领域，如使用到精密加工的稳固工作平台等。

汽车智能雨刷：利用钛酸钡陶瓷的压阻效应制成智能陶瓷雨刷，可以自动感知雨量，自动将雨刷调节到最佳速度。

汽车有源消声陶瓷材料：由压电陶瓷拾音器、谐振器、模拟声线圈和数字信号处理集成电路组成的有源消声陶瓷材料，可把汽车的震动频率降低到500赫兹以下。此外，还可以利用智能陶瓷材料开发出智能安全系统与智能传输系统，如在安全气囊中，也使用了智能陶瓷元件。现代智能陶瓷材料的开发研究与市场，已经处在方兴未艾时期，同时它的应用已经不仅限于汽车工业，而且对造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响，将大大提高各类机械与电子产品的智能与自动化水平。

总之，氧化锆陶瓷是一种正在不断开发中的陶瓷材料产品，但原料的制取、材料的评价和利用技术等许多方面都有尚待解决的课题。目前，氧化锆陶瓷在汽车的应用并不广泛，其中的主要原因有：制造工艺复杂、要求高;因氧化锆陶瓷对原材料要求比较严格、工艺难以掌握，使得各批制品的性能难以保持均匀一致;成本较高，可加工性差、脆性大、使用可靠性差。不过，人们有充分理由相信，随着科学技术的飞速发展，在未来的汽车制造业中将会有更多的氧化锆陶瓷、智能陶瓷制品被引入和采用到汽车上，而且一定会在汽车生·产中得到广泛的应用。

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇2

(1) 球珠材料与油墨 (墨水) 的亲和性能测试

圆珠笔书写时, 由于球珠受到切向摩擦力的作用在球座体中滚动, 通过球座体的中油孔及五角槽将油墨储存至球座体的环槽内, 同时又通过球珠滚动时的粘附、携带油墨 (墨水) 转移到纸张表面, 从而完成书写的全过程。油墨 (墨水) 与所接触的零部件良好的配合是书写连续、出墨均匀的主要前提。根据流体力学中有关输运条件的描述, 要使运动的固体表面和液体迅速达到平衡, 需要液固之间有较好的亲和性。在球座体内油墨 (墨水) 、球珠、空气的交界处, 沿固体壁与液体接触的表面做一切面, 此切面与液体内部的固体壁所夹的角度θ为固、液材料的接触角。等θ为锐角时, 液体浸润固体, 当θ为钝角时液体不浸润固体。浸润与否决定于液体与固体的性质, 浸润性越好, 液体在固体表面的亲和性能越好, 液体越容易附着于固体表面。本研究采用CS400接触角仪器在室温下对不同材料球珠和中性墨水 (油墨) 的接触角进行了测量, 同时测试的还有另外两种具有良好力学性能和化学稳定性的陶瓷材料, 以供对比参考。

为提高测试结果的可对比性, 所有待测试笔珠均与相同规格尺寸、同种材质的笔座在同一台收口机上进行装配。油墨均采用市场出售的中性墨水。划线长度和出墨量参考国家标准:GB/T2625-2003《中性墨水笔和笔芯》的测试方法, 采用天津RH-01C书写划圆仪和分析天平进行测试。采用S-450型扫描电镜观察样品处理前后表面微观形貌的改变, AJ-Ⅲ型原子力显微镜测试样品表面形貌和表面粗糙度。

本研究采用CS400接触角仪器在室温下对不同球珠材料和中性墨水 (油墨) 的接触角进行了测量, 结果见下表1。

从表1中可以看出, 陶瓷材料球珠与中性墨水的接触角均小于碳化钨合金球珠, 这是由于材料本身的性质所决定的。其中氧化锆陶瓷球珠与 (墨水) 的接触角最小, 因此中性墨水对氧化锆陶瓷球珠的附着亲和力性能较碳化钨球珠等材料好, 而且在球珠表面墨水 (油墨) 的附着均匀度也比碳化钨球珠好, 书写时最容易带出油墨, 达到书写顺畅, 出墨均匀和基本无渗墨的效果。

(2) 氧化锆陶瓷笔珠的书写性能检测

铅黄铜、镍白铜、不锈钢是目前最常用的球座体材料, 本研究采用上海畅翔制笔新材料科技有限公司生产的0.5mm陶瓷球珠与不同材质球座体进行了装配, 并在国家轻工业自来水笔圆珠笔质量检测中心进行了检测, 表2是各种笔头的实际划线长度。

从表2可以看出, 各种材质笔座与氧化锆陶瓷笔珠配合, 划线长度均得到明显提高。铅黄铜具有良好的机械加工性能, 价格低廉, 但存在应力腐蚀的缺点, 与陶瓷笔珠配合的中性笔, 平均划线长度达到600m, 完全符合国标的要求。镍白铜与陶瓷球珠装配的笔头划线长度达到2200m, 成为替代价格较高的不锈钢笔头的最佳选择。而不锈钢笔头可以应用在巨无霸等超大量书写笔芯的生产上。

(3) 表面处理对书写性能的影响

表3是0.7mm碳化钨、氧化锆球珠分别与铅黄铜笔头装配后生产的中性笔芯10次测试结果的平均值。

从表3中可以看出未经修饰处理的陶瓷球珠平均出墨量仅为1.45mg/m, 小于碳化钨球珠1.53mg/m的平均值。经过表面修饰处理之后的陶瓷球珠, 虽然表面粗糙度仍小于碳化钨, 但其出墨量增加到1.66mg/m。碳化钨球珠与笔座磨损大, 划线至150m左右即出现线迹不均匀问题, 达到200m左右时悬珠严重, 无法正常书写。未经表面修饰的陶瓷球珠, 初始划线有时会出现打滑断线的现象, 但其划线长度可以达到碳化钨球珠的3倍左右, 而且始终能够保持出墨均匀, 划线至200m以后, 线迹明显优于碳化钨球珠。经过表面修饰处理的陶瓷球珠, 可以防止初始打滑断线, 且其划线长度仍达到碳化钨球珠的2.5倍左右。由此可见, 经过表面修饰的陶瓷球珠, 能够保持在较小的粗糙度下, 提高出墨量, 并且超过了同种规格的碳化钨球珠, 避免了打滑断线的现象, 同时使线条更加饱和均匀。

(4) 表面处理对表面微观结构的影响

图4是未经修饰处理, 表面Ra≤7nm的陶瓷球珠表面SEM照片。图5是表面修饰处理后陶瓷球珠的表面形貌, 其中a是SEM照片, b是AFM照片, 其表面Ra≈8-10nm。图6是AFM观测到的碳化钨球珠表面形貌, 其表面Ra≈15nm。图7, a≤7nm的陶瓷球珠经过机械打毛之后的表面形貌。

图4可以看到氧化锆陶瓷球珠显微结构致密, 表面光滑。图5陶瓷球珠经表面修饰处理之后, 能够在光滑表面行成宽度小于0.2um的微小沟槽和条纹, 类似“平原”上产生的“河流”。图6是碳化钨球珠的表面形貌, 由于碳化钨晶粒比氧化锆大10倍左右, 且其合金晶间结合相硬度相对碳化钨较低, 研磨加工时, 晶间结合相容易形成较大凹坑, 虽然可以提高碳化钨球珠的带墨性能, 但这种类似“山峰与山谷”的微观结构, 对球座体的磨损大, 特别是与硬度相差较大的球座体装配时尤为不适。图7经过机械打毛的陶瓷球珠, 其表面由于受到机械损伤, 晶粒间多发生沿晶断裂, 因此平整基面得到破坏, 晶粒凹凸起伏明显, 也容易对球座体产生较大磨损。

经过表面修饰处理的陶瓷球珠表面既能够保留平整的基面, 又增添了提高带墨能力的细微沟槽。不同于碳化钨球珠粗大晶粒与晶间相磨损后的凹坑, 也不同于经过机械打毛的晶粒凹凸起伏。“平原与河流”的微观结构能够保证平整基面与球座体较小的磨损, 同时通过“河流”提高其带墨量, 是一种比较理想的表面处理方法。

三、技术创新点及前景 (各类笔中的应用)

1、氧化锆陶瓷球珠显微结构致密, 晶粒细小均匀, 表面加工精度高, 对球座体磨损小, 球座体与球珠间的间隙稳定, 制造出的陶瓷球珠系列笔及笔芯划线均匀, 书写手感舒适, 储存时间长。

2、氧化锆陶瓷球珠与油墨 (中性墨水) 的附着亲和性能较碳化钨等其它材料球珠要好 (氧化锆球珠在中性墨水中的浸润角为22.5度, 小于碳化钨球珠28.6度) , 带墨能力提高了15%, 书写时容易带出油墨, 书写顺畅, 出墨均匀, 基本无渗油点。而且耐腐蚀能力特别强, 经过与各种进口和国产墨水配合老化测试及2年以上的自然存放试验, 未见与墨水发生化学反应。

3、经与不同球座体材料配合测试, 陶瓷球珠系列笔芯的划线长度明显优于传统碳化钨球珠笔芯的划线长度, 且对各种材质的球座体, 油墨 (墨水) 具有普遍的亲和力和适用性。

4、通过上海畅翔制笔新材料科技有限公司掌握的、唯一的表面修饰专利处理技术, 可以改善氧化锆陶瓷球珠的表面微观形貌, 有效提高带墨性能, 防止初始书写时打滑断线。有效降低了球座体的磨损。因此, 球珠的表面修饰处理技术具有很好的可控性。体现在所生产出的陶瓷球珠系列笔及笔芯出墨均匀、书写手感细腻等特点。

5、陶瓷球珠系列笔及笔芯作为具备新材料概念的高科技含量圆珠笔系列产品的成功投入生产和销售, 使圆珠笔产品的科技含量迈上了一个新的台阶。它的完成使我国的制笔材料技术性能达到了国际先进水平。

四、市场情况及前景

我国是制笔生产大国, 但并非是制笔强国, 现在制笔行业是大、中、小企业并存, 其产品仍为低档产品, 在海外市场屡遭反倾销调查, 原因是价格、质量和缺乏自主的知识产权。这就迫使制笔的出口企业需要提高自身的产品质量, 提升产品的档次, 在国内, 随着人们生活水平的提高, 已不再满足使用廉价低档的圆珠笔, 只有品牌化、高质量, 并具有一定科技含量的圆珠笔产品才能有较强的市场生命力。也就是说高质量、品牌化的陶瓷球珠系列圆珠笔产品就是中国圆珠笔市场的发展方向。氧化锆陶瓷球珠的成功开发解决了上述制约圆珠笔发展的瓶颈问题。产品具有不冒油、不掉珠、抗干性能高、耐腐蚀性强, 储存时间长、性价比高等优势。填补了国内空白, 产品性能达到国际先进水平。通过国家轻工业自来水笔圆珠笔质量检测中心测试结果看, 采用氧化锆陶瓷球珠生产的圆珠笔及笔芯优于国家标准;具有很强的市场竞争能力。

2008年国内圆珠笔市场销售量已达110亿支以上, 出口量为65.477亿支, 笔芯的出口量为5.98亿支, 全国中性笔市场2006年至2008年每年以20%的速度在增长, 2008年我国圆珠笔类产品和笔芯出口值为9.3亿美元, 占我国笔类产品出口值的50.22%。按目前上海畅翔制笔新材料科技有限公司中期生产目标计算, 年产陶瓷球珠系列圆珠笔2500万支, 和同比量的陶瓷球珠笔芯, 产量也只占全国圆珠笔市场的0.33%和0.11%, 可见陶瓷球珠系列笔和笔芯市场潜力十分巨大, 销售前景非常广阔, 不但解决了国内圆珠笔行业发展的技术瓶颈问题, 而且能使企业获得更多的利润。同时打破了国外对此项高新技术的垄断, 为产品替代进口或出口的提供了可能性, 为我国的民族制笔工业向更高层次发展垫定了科技基础。

五、影响圆珠笔芯的质量问题及产生原因

笔头顶部是一粒球珠, 球珠的大部分在笔头球碗内, 小部分露出笔头, 用球碗边包住球珠, 防止脱落, 球座的后部分是球形凹面, 凹面上下有几条凹槽, 中间是小油孔, 球珠在小油孔下面, 根据油孔的大小, 球珠有小部分进入到油孔中去, 小油孔上面还可以有一个或数个比小油孔再大一些的油孔, 来输送油管中油墨流入到小油孔中, 笔头后部都是联接着油管, 油管中储藏有一定量的书写油墨, 油墨上面还盖着一层液体浮塞, 用来防止油墨的倒流和隔绝空气。

油墨 (墨水) 的性能, 油管及笔头油孔大小, 球座几何形状, 球珠表面状态, 球碗边包住球珠的形状都是直接影响到笔芯书写的润滑性, 漏油, 冒油, 封口, 写不出的质量问题, 它们各自的性能及相互配合是有一定的规律, 根据技术工作者的工作实践, 总结出圆珠笔芯的质量问题及产生原因大致可以归纳以下六个问题。

⑴写不出或写不完, 指新的笔芯存有油墨 (墨水) 在书写过程中不能出墨, 或已写了一部分写不出由8个原因产生:

笔头因人为碰撞使球珠损伤而无法转动;

笔头内部的中油孔、小油孔被杂物 (铜屑等) 堵塞;

笔头内的球珠与球座配合精度不好, 造成油槽过早磨损使油墨无法流出;

使用超过保质期的变质油墨;

油桶开盖时间过长, 使油墨干涸;

浮塞加入笔芯过量或浮塞黏度过大而不能随油墨下移, 使供墨系统失灵;

笔芯尾部不通气;

出现“窝珠”现象, 即笔头内的球座磨损而造成球珠陷入不能顺利转动。

⑵漏墨, 也称冒油和倒漏, 即油墨从笔头处或油管尾部漏出也有8个原因产生:

球珠与球座配合间隙过大;

因掉珠而前后空气流通造成倒漏;

球珠规格尺寸和表面粗糙度不合格;

油墨黏度低, 内聚力过小;

液体堵塞与油墨发生化学反应而失去作用;

笔芯中油墨内有大量空气;

开盖时间过长使笔头内油墨干涸, 空气进入, 又较长时间倒置;

倒写或在负压 (真空) 情况下书写。

⑶打滑, 书写时球珠在纸上不能滚动而只能滑动书写不出字迹有3个原因产生:

书写纸上沾污了油类物质, 纸张纤维失去了毛细作用, 或因外摩擦力矩小, 造成打滑;

球珠表面粗糙度过低, 或球座粗糙度太高, 使球珠与球座的摩擦力距增大, 而与书写面的摩擦力距减小, 造成打滑;

油墨对球珠和球座润湿性差, 使球珠与球座的配合间隙内油墨量很少, 形成干摩擦而使内摩擦力距增大。

⑷掉珠即球珠从笔头的球座口内掉落由4个原因产生:

笔头与球珠配合时收口太松或球座露出过多;

书写时笔头的球珠边缘磨损严重;

人为损伤;

在开盖或未封口的情况下受到大力冲击。

⑸断线是指笔芯书写的字迹出现断断续续的现象, 这种断线有的有规则, 有的无规则由5个原因产生:

笔芯供墨系统的油墨流量不足, 或者由于杂质挡住油眼或中眼而阻碍流通;

笔芯的油墨内有细小汽泡或变质分层;

纸张表面有油污而打滑;

球珠存在质量缺陷, 如缺损、微裂、失圆等, 都会使球珠在球座内转动困难;

液体浮塞灌注量过大, 易使油墨流量不足。

⑹线条不好是指笔芯书写出的线条存在虚线、单边 (半边深、半边浅) 等现象由3个原因产生:

笔头的球座体损坏, 包括球座口边损伤, 球座边厚度不均匀 (即半边厚、半边浅) , 收口后都会使球珠滚动不规则而不灵活;

笔头与球珠收口间隙有大小;

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇3

关键词：轻金属；铝合金；镁合金；汽车；轻量化

中图分类号：TG146.2 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）04-0001-05

The Application of Aluminium Alloys and Magnesium Alloys

on Dongfeng Automobiles

YUAN Hai-bo，CHU Dong-ning，KANG Ming，LEI Jian，WANG Ze-zhong

（Material Technology Institute of Dongfeng CV Technology Center，Wuhan 430056，China）

Abstract：Light metals take the important role on the lightweight automobiles. This paper introduces the application of aluminim alloys and magnesium alloys on Dongfeng trucks and Passeuger vehidcle and the gaps compared with foreign motors. It also shows the development and application of light metals on Dongfeng automobiles in the future.

Key words：light metal；aluminium alloys；magnesium alloys；automobile；lightweight

在汽车工业保持高速发展的2010年，我国汽车产量达到1 826.47万辆，同比增长了32.44%，成为有史以来世界最大的汽车产销市场［1］。然而我们将面临着汽车保有量高速增长衍生的诸多问题，如燃油缺乏、城市拥堵、环境污染等等。其中与汽车用户最直接相关的就是燃油短缺问题。目前我国机动车燃油消耗已超过全国石油消耗的1/3，仅用了3年时间，我国石油进口从1亿吨跃升到2亿吨，石油进口依存度已达55.14%。而汽车轻量化是解决这一问题的有效途径之一。因而在“低碳绿色、节能减排、和谐发展”的国家政策法规的驱动下，国内各汽车制造企业在寻找新能源的同时，汽车轻量化成为重要的研发目标。

汽车轻量化是通过新材料及新工艺的应用、汽车结构优化等手段，在确保满足安全、可靠、舒适等综合性能指标前提下，最大限度地降低整车重量，以期降低燃油消耗、获得更高的载质量利用系数，为用户提供经济性良好的交通工具［2］。而轻金属材料铝和镁具有低密度、低能耗、可回收性好、比强度高等优点，其应用领域正从简单壳体汽车零件逐步延伸到承载的复杂结构零件，从而在汽车轻量化过程中扮演了重要角色。

在四十余载发展过程中，东风汽车公司不断为用户提供了各种经济舒适的汽车产品：其商用车始终以燃油经济性、较高的载质量利用系数著称；而新兴的乘用车产品同样以品质及经济性满足用户需求。“汽车轻量化，提高产品经济性”始终是东风汽车追求的目标之一。正是如此，轻质金属铝和镁新材料在东风汽车上的大量应用发挥了重要作用。

1 铝和镁在东风汽车上的应用

1.1 铝合金的应用

铝合金在东风商用车早期产品中的应用仅局限于活塞、简单壳体零件（如制动阀、端盖等）及管类零件，且以铸造铝合金用材为主，总体用量不足20 kg。进入21世纪后，随着重、中、轻型商用车产品的快速更新和发展，东风不断汲取国外先进制造技术和用材理念，铝合金材料在商用车上的应用范围不断扩大，其应用领域从最初的简单零件向复杂结构零件过渡，在汽车动力总成部件、车身部件、底盘部件中大量应用，铝合金材料从单一的铸造铝合金扩展到变形铝合金等多元化用材。其中主要应用的铸造铝合金材料有ZL101、ZL106、AS10G、YL112、ADC12、AS9U3、A380等，所应用的变形铝合金材料有5A03、5052、2A11、3003、6061等牌号。目前在东风商用车上应用的主要铝合金零件如表1所示。其中尤以新动力dCi11发动机（见图1）所应用的铝合金件为典型代表，其铝合金应用达到国外同类产品先进水平［3］。图2为近年开发应用的其他铝合金商用车零件。使用锻造铝合金车轮的高端东风天龙重型商用车，铝合金用量达到360 kg以上，可与国外品牌媲美。同时东风轻型商用车除康明斯动力系统应用铝合金零部件外，近年来开发应用了铝合金车厢、全铝变速箱箱体、铝合金挡泥板支架、备胎架等零部件（如图3所示），使整车重量减轻165 kg。

在东风品牌乘用车方面，自首辆合资品牌的神龙富康乘用车诞生之际，铝合金材料应用就随着车型的引入而步入批量应用阶段。目前在合资品牌中，东风标致雪铁龙、东风日产、东风本田、东风悦达起亚乘用车各车型铝合金用材水平基本实现与国外同类车型同步。而东风新事业自主品牌乘用车更是以轻金属应用高起点走入市场，旗下车型在发动机系、传动系、底盘行走系、车身系等总成部件中广泛采用铸造铝合金及变形铝合金材料，其零件成形工艺有铝合金金属型重力铸造、高压压铸、旋压、冲压、焊接等多种工艺。表2列出上述东风品牌乘用车所应用的主要铝合金零件及重量。图4为东风旗下乘用车品牌典型铝合金零件。东风旗下的乘用车整车铝合金用量平均已超过100 kg，铸造铝合金零件以Al-Si系材料为主，旋压、冲压成形零件采用了5000系、2000系变形铝合金材料。

1.2 镁合金的应用

东风汽车公司从“九五”时期开始涉入镁合金材料应用领域，经过镁合金初期探索应用阶段、快速发展应用阶段，现进入理性开发应用时期。截止目前已开发应用镁合金助力器隔板、踏步、气阀体、转向柱支架、气缸盖罩、变速箱上盖、前端齿轮室等15种镁合金商用车零件以及镁合金方向盘芯骨、平衡杆、气室罩盖、油底壳等5种乘用车零件（见表3），其用材主要为AZ91D、AM60B、AM50、AZ31及AZ91DRE镁合金，主要成形工艺有压铸、金属型重力铸造、精密铸造等。如图5所示，在所开发的镁合金部品中单品最重镁件为金属型重力铸造EQ6102进气歧管（4.5 kg）；在商用车应用量最大的镁件为压铸153系列车身踏步（16万余件/年）；当前大批量应用的商用车镁合金件为新动力系统EQ4H的气缸盖罩（2.2 kg，3万件/年）。在乘用车上应用量最大的镁合金件为方向盘芯骨（560~720 g，45万件/年）。

2 存在的差距

尽管东风汽车在铝和镁轻质金属材料的应用领域里取得了长足进步，但面对愈来愈严格的国家排放法规要求和低碳环保的政策导向，甚至还有在激烈市场竞争背景下用户对节油、高效运输的汽车产品的迫切需求，东风汽车的轻量化工作仍很艰巨。同时和国外同类汽车产品的对比中，轻质金属材料铝和镁的应用还存在一定的差距，其主要表现在以下两个方面：

1）在东风低端经济车型中轻质金属材料单车用量较少、占整车重量比例较低。

2009年北美和日本轻型商用车单车用铝量分别达到了148 kg和115 kg，约占整车总重的8%～10%；而中低端东风轻型商用车单车平均用铝量约60 kg，约占整车总质量的3.5%。图6为北美轻型车2010~2015年单车铝合金平均用量趋势［4］。受轻质金属材料价格成本因素制约，东风轻型商用车的轻金属用量总和预计仍徘徊在100 kg左右。同样在普通东风重型商用车中，单车轻质金属用量约为160 kg（以DFL1311A为例），约占整车总重量的1.33%。与VOLVO FE牵引车对比，东风重型商用车整车自重还有很大的改善空间［5］。而在东风旗下的低端乘用车车型中，铝和镁用量仅为国外20世纪90年代水平，单车用量约为60～90 kg［6］。

2）在东风中高端车型中，铝和镁材料的应用受车型模式制约而影响创新；轻质金属材料在特种商用车（箱式列车、固体颗粒运输车）、客车的车厢和罐体等零部件上的应用还处于空白。

东风自主品牌乘用车和高端商用车的轻量化工作尚处于向国外品牌的学习阶段，因此其轻质金属零件设计与应用还有很多工作要做。此外，出于国内汽车价格竞争因素影响，诸如仪表板、座椅骨架等大型镁合金件在东风车上的应用仍需时日。而在箱式列车、固体颗粒运输车（要求有较高的载质量利用系数）等特种商用车上，与国外产品差距较大，图7为国外特种商用车铝合金车厢及铝合金罐体，目前东风尚无类似产品。东风客车产品中轻质金属车体框架尚处于研发阶段，而国外及国内部分高端客车已完成了轻质车体框架的开发与批量应用。

3 未来开发应用

在未来的东风商用车产品中，以提高载质量利用系数为目标的轻质铝合金零部件开发应用工作将在特种商用车、客车上展开。东风新型客车将采用2000系、5000系、6000系各类铝合金挤压型材、板材，在保证安全、舒适的前提下，极大地降低自重，为长途客运提供经济高效的交通运输产品。而特种商用车将根据客户需求采用5000系、6000系铝合金生产车厢体框架和罐体、锻造铝合金车轮，从而有效提高装载质量。而在轻型商用车高端产品中开发应用铝合金变截面车架（见图8），设计和开发出与国外同类的轻量化产品以适应国外用户的需求。对于东风乘用车产品尤其是在自主品牌产品中将进一步提高铝合金零部件的应用水平，在未来新车型中推广铝合金缸体、车轮、锻造和真空压铸承载结构零件、铝合金发动机舱盖板等零部件的应用。此外，东风将开展半固态铝合金和泡沫铝合金等新材料在汽车零部件上应用研究工作。

受镁合金价格波动及现有镁合金材料性能（如疲劳性能、高速冲击性能及高温蠕变）制约，该材料在东风商用车上的应用仍集中于壳体类零件，但在未来，发展趋势会越来越向大型零件过渡（如柴油发动机气缸罩盖、驾驶员座椅骨架、客车方向盘芯骨等）。未来镁合金在东风乘用车上的应用重心在于拓展镁合金零件的应用比例，其中对于镁合金仪表板、转向柱及其支架、发动机进气歧管、座椅总成、车门内饰板、变速箱体等零件进行重点开发应用。同时，东风将开展镁合金板材及型材在汽车车身零部件上的应用研究。

4 结束语

随着国际油价的不断攀升、我国石油资源日趋紧张以及国家低碳绿色政策宣传力度的加强，无疑会加快我国汽车轻量化的进程。扩大轻金属材料铝和镁在汽车上的应用正成为国内各汽车制造企业未来5年的发展方向。东风汽车公司同样在为客户提供更高效、更安全、更节能环保的汽车产品而努力，在未来的产品中轻金属铝和镁材料的应用水平将逐步与国际先进汽车产品同步，并借助我国镁及铝资源优势实现创新应用。

参考文献：

［1］ 中国经济网.2010年中国汽车工业数据发布［EB］.

［2］ 叶爱凤，徐彪. 东风商用车轻量化开发［J］.汽车工艺与材料，2010（2）.

［3］ 褚东宁.东风公司商用车轻量化材料的应用［J］.汽车工艺与材料，2007（7）.

［4］ Sujit Das. Light-weighting Opportunities in the Global Automotive Industry［C］.2011 International Automotive Lightweight Materials Development Forum.

［5］ 冯美斌.我国商用车轻量化技术现状及发展动向［J］.汽车工艺与材料，2009（2）.

机电技术在汽车上的典型应用 篇4

机电技术在汽车上的典型应用

作者：米娜瓦尔·阿不都克力木

来源：《电子世界》2012年第16期

【摘要】当前，随着知识经济的发展，机电技术取得了非常大的进步，汽车行业的发展也是前所未有的。机电技术与汽车行业的结合是时代发展的趋势，也是汽车行业与机电业适应市场经济发展的需求，二者的结合不仅促进了机电技术的广泛普及，而且为汽车行业的发展奠定了一定的技术基础。本篇文章针对就机电技术和汽车行业的结合，深刻探讨了自动变速器和ABS系统等机电技术在汽车上的典型应用。

【关键词】机电技术；汽车行业；典型应用

随着科学技术和汽车行业的发展，在近些年来，汽车的机械结构得到了非常好的完善。但是面对在安全、节能等方面的要求，汽车工业不得不继续加强新技术、新产品的研究，各种先进的技术被陆续应用到汽车上。因此，世界许多国家的汽车厂都展开了汽车机电一体化技术的应用，其不仅是汽车行业发展的方向，而且是机电技术广泛应用的体现。将机电技术应用到汽车上，一定会对汽车行业的发展起到积极的促进作用。

一、机电技术

1、精密机械技术。在很多的机电产品中，其构造功能和相关的功能都是以精密机械技术为主要技术支撑的，如果没有精密机械技术或者其达不到精度要求是很难实现其想要的功能的。现代的机电产品已经离不开精密机电技术了。

2、信息处理技术。信息处理技术是机电的基础技术，是指在进行与机电极少数相关的产品的生产过程中，对和产品相关的参数，以及和控制相关的信息的处理技术。

3、自动控制技术。这里讲的自动控制技术是建立在机电技术的基础上的技术，不仅包括高精度的速度控制和定位控制，同时还包括自动适应控制，以及补偿技术和校正技术。随着自动控制技术的发展，和自动控制能力的不断提高，在自动控制基础上生产的产品的质量也得持续的提高。

4、检测和传感器技术。检测和传感器技术主要被应用在相关的检测方面，比如对建立在机电技术产品上的各项参数的检测、对机电产品的工作状态检测、对信息的准确度的检测，以及对信息参数的检测等。通过检测之后，被接受的信息就会被传送给相关的处理装置，最后通过处理装置来对产品运行过程有效的控制。

5、伺服驱动技术。伺服驱动技术是一项核心技术，主要用在机电产品的驱动装置的设计工作中，是驱动设备执行相关操作的关键技术，在一定程度上对机电技术产品的质量起到了决定作用。

6、系统总体技术。所谓系统总体技术就是指从整体出发，使用系统的观念和做法来进行工作。具体指将一些机电技术产品的功能划分为若干个功能模块，在与灭一个功能模块的实际情况相结合，制定有针对性的实现各项功能的技术方案，最好将相关的技术方案进行总结，进而完成功能合理的技术设计方案。

二、机电技术在汽车上的应用

（一）机电技术在汽车上应用的历程

首先，机电技术在汽车生产行业得以应用的初级阶段。机电技术在汽车行业应用的初级阶段大致在二十世纪六十年代中期到七十年代末期之间，在这个阶段里，主要采用的是以机电技术为基础的电子装置在汽车的机械性能方面的改善，在初级阶段住突出的机电技术应用的汽车上的例子就是通过电子来有效控制燃油的喷射。

其次，机电技术在汽车生产行业得以应用的发展阶段。机电技术在汽车行业应用的发展阶段具体是在二十世纪七十年代末期到九十年代中期，在这段时间内的汽车设计制造，主要是建立在机电技术上的大规模的集成电路的应用，大规模的集成电路在汽车上的应用，对机械部件的自控问题的解决起到了非常大的作用，同时还提高了起初在运行时期的可靠性和安全性。第三，机电技术在汽车生产行业得以应用的成熟阶段。机电技术应用到汽车上的成熟阶段是指从二十世纪九十年代中期到现在的应用，在这一段时间里，机电技术中的微电子技术得到了前所未有的发展，机车机电一体化的技术日益成熟。因此，在机电技术应用在汽车上的成熟阶段，要特别重视汽车机电一体化的设计，同时还要加强计算机网络技术、信息技术等各种以计算机为基础的技术在汽车生产中的应用，促进汽车的自动化和智能化发展。

（二）机电技术在汽车生产上的当前应用

随着先进的科学技术的发展，传感器技术和微电子技术也到了广泛的应用，尤其是在汽车生产制造中。各种机电技术在汽车上的广泛应用，不仅促进了汽车功能的提高，而且汽车的性能也到了很大程度的提升。新的机电技术在汽车上的应用使得汽车的控制有传统的发动机控制范围发展到了全车的控制范围。比如当前我们日常生活中的汽车中，有许多已经具备了自动调整车高和变速换挡的功能，还有诸如雷达防碰撞、自动空调，以及防滑制动，甚至是自动驾驶等功能。

三、机电技术在汽车上的典型应用

（一）自动变速器

1、自动变速器的功能。自动变速器（如图1）是机电技术在汽车生产制造上的典型应用，自动变速器具有以下功能：首先自动变速器能够使得汽车动力传递系统的功率得到提高，而且能够将变速器的功率损耗降低；其次，自动变速器能够使汽车的速度实现自动变档，使得

汽车的行驶的过程中一直保持最佳的行驶速度和状态；第三，自动变速器能够使得汽车的节省能耗和舒适度提高。

2、自动变速器的特点。传统的手动式的变速器虽然曾经给汽车的发展起到了非常大的促进作用，但是如今已经走到面临被淘汰的地步，现在汽车生产使用的自动变数器摆脱了传统上手动控制的弊端，与传统的变速器相比，具有非常大的优势。首先，装备了自动变速器的汽车，在起步上更加平稳，能够对振动和冲击实现有效的吸收与衰减，使得乘坐的舒适性大大提高；其次，自动变速器能够自动适应汽车在行驶中的阻力，以及汽车发动机工况发生的变化，自动实现调档，是汽车的动力性与平均速度都得到了有效的提高；第三，自动变速器能够减少传动系的荷载，使得汽车的使用寿命得到了延长；第四，自动变速器的驾驶操作简单，实现了换挡的自动化处理，更能够为行车的安全提供保障；第五，自动变速箱能够使汽车以较低的速度平稳的行驶，使得车辆在不平稳，甚至是坏路上的通过性提高。

（二）ABS系统

为了能够提高汽车行驶的安全性，许多汽车上都已经安装了ABS系统，即汽车制动防抱死装置，原来的汽车只有在后轮上才有制动，现在随着汽车安全性的提高，前轮制动也逐渐被引用进来。因此，建立在机电技术基础上的ABS系统在汽车的生产制造中得到了广泛的应用。ABS系统通过对制动轮的每一个瞬时的运行状态进行的感知，然后调整制动器动力矩的大小。ABS系统根据制动器的工作状态，采取合理的措施防止车轮抱死现象的出现，以此来保证汽车行驶的安全性和可靠性，为人们的出行提供安全保证。ABS系统是机电技术在汽车上的典型应用，是汽车制动发展的标志，更是汽车与机电技术的有效结合，是当前汽车机电一体化发展的大势所趋。其中ABS系统的控制框图如图2所示。

四、总结

随着机电技术和汽车行业的发展，汽车机电一体化的发展趋势越来越明显。各种基于机电技术的产品在汽车的生产与制造方面得到了广泛的应用，尤其自动变速器和ABS系统在汽车上的典型应用，不仅是汽车的各项性能得到了大幅度的提高，而且对汽车的发展起到了非常重要的作用，促进了汽车行业的跨越式发展。

参考文献

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇5

为了在道路交通工程中利用二氧化钛光催化材料降解汽车尾气中NOX、CO2、O2、CO、HC有害气体,根据二氧化钛光催化机理和特性,研究确定了对光催化材料的测试方法,设计了测试系统的硬件和软件系统.利用该测试系统对二氧化钛光催化降解材料的实测表明:测试系统设计方案合理,运行稳定、可靠,既可满足对二氧化钛光催化降解材料的`测试,又可对汽车尾气进行实时检测.

作 者：韩相春 白海莹 关强 李宏刚 都雪静 Han Xiangchun Bai Haiying Guan Qiang Li Honggang Du Xuejing 作者单位：韩相春,Han Xiangchun(东北林业大学,哈尔滨,150040)

白海莹,Bai Haiying(黑龙江省交通厅)

关强,李宏刚,都雪静,Guan Qiang,Li Honggang,Du Xuejing(东北林业大学)

复合材料在飞机上的应用评述 篇6

目前,复合材料在飞机上的应用已非常广泛,但在20世纪90年代初复合材料市场曾一度陷入低靡,究其原因是由于复合材料设计制造的复杂性造成了成本壁垒,人们开始认识到只有重视性能和成本的平衡,才能使复合材料展现辉煌.随着复合材料先进技术的成熟,使其性能最优和低成本成为可能,大大推动了复合材料在飞机上的.广泛应用.本文在介绍国外复合材料在飞机上广泛应用的基础上,对作为技术保障的数字化设计技术和先进制造技术进行了分析研究.

作 者：张丽华 范玉青  作者单位：北京航空航天大学机械工程及自动化学院 刊 名：航空制造技术  ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(3) 分类号：V26 关键词： 

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇7

PP最大的弱点是韧性较差, 特别是低温韧性差, 因此常用增韧的方法对PP进行改性。以往常用EPDM作为增韧剂, 但POE的出现大有取代EPDM之势。POE是DOW化学公司推出的以茂金属为催化剂、由乙烯单体和辛烯单体聚合而成的热塑性弹性体, 其特点是既有优异的韧性, 又有良好的加工性, 而且与聚烯烃相容性好、流动性好, 没有不饱和双键, 耐候性优于其他弹性体, 有较强的剪切敏感性和熔体强度, 可实现高速挤出。与EPDM相比, POE价格低, 有利于降低汽车零部件的成本。以PP为基体树脂, 以POE为增韧剂、滑石粉为无机填料的PP/POE/滑石粉材料在汽车行业得到了广泛应用, 目前该材料主要应用于汽车的保险杠、导流板、仪表板、门板、立柱、裙边和门槛等零部件上。

1 汽车保险杠

汽车保险杠是汽车重要的外饰件之一。在汽车发生碰撞时起到吸收能量、减轻碰撞的作用, 同时还对外观起到装饰作用。在以改性聚丙烯制造的汽车部件中, 保险杠是最具有代表性的塑料零部件之一。美国汽车安全标准FMVSS215规定, 汽车以时速8 km/h冲撞时, 保险杠应不损坏;我国汽车行业规定时速为4 km/h冲撞时, 保险杠不应被损坏, 这就要求改性聚丙烯材料应具有耐冲击、韧性好的特点。由于我国各地温差变化很大, 还要求汽车保险杠材料有良好的耐候性。

王少君等人以中国石化北京燕化石油化工股份有限公司的P P (7 7 6 0) 为基体树脂、P O E (8 0 0 3) (D u P o n t D O W Elastomers L L C) 为增韧剂、滑石粉为填料制备的汽车保险杠专用料具有良好的成型加工性、高刚性及优良的冲击性能, 可替代同类进口产品, 表1是这种PP/POE/滑石粉保险杠专用料与进口料的性能比较。

申欣等人研究了POE和滑石粉的添加量对PP/POE/滑石粉共混材料性能的影响, POE质量分数为20%、滑石粉质量分数为15%时, 配合PP接枝相容剂的共混材料可制得韧性和刚性俱佳的汽车保险杠专用料。

刘喜军等人以小本体PP (以具有我国自主知识产权的液相本体法聚合而成的粉末状PP) 为基料, 通过与CPP、POE、滑石粉以及其他助剂共混改性制备汽车专用料。当PP:CPP:POE:滑石粉=30:35:15:20时, 再配以适量的偶联剂、氧合抗氧剂和低温母粒等, 制得的共混料完全可以满足汽车保险杠的性能要求 (见表2) 。

李荣勋等人以在共聚聚丙烯新产品EPF30R中加入少量的EPS30R为基体树脂, 以POE为增韧剂、PP-g-MAH为相容剂、滑石粉为填料制得性能符合要求的汽车保险杠专用料, 并研究了增韧剂、相容剂和无机填料的含量对共混材料性能的影响。结果表明, EPF30R:EPS30R=85/15、POE含量为15份、相容剂用量为10份、无机填料为12份时, 专用料的性能达到国内外同类产品的指标, 性能参数见表3。

王静江等人以共聚聚丙烯:均聚聚丙烯=2:1的共混物为基体, 以POE为增韧剂, 采用双螺杆挤出熔融共混加工工艺, 研制出汽车保险杠专用料, 其各项性能均达到进口料标准, 生产的汽车保险杠应用效果良好。

2 汽车导流板

汽车导流板材料要求具有较高的刚性、良好的韧性、防老化性、耐化学品性和耐热性, 同时由于导流板尺寸较大, 且为挤出成型, 还要求材料具有较低的熔体质量流动速率。普通PP难以达到上述综合要求, 必须对PP进行改性。

崔欣在优化工艺参数的前提下, 以均聚料辽化5004和共聚料燕化8303作为基体树脂, 选定POE为增韧剂、滑石粉为填充增强材料, 并通过POE和滑石粉以及基体树脂的优化组合确保改性材料的挤出稳定性。当PP (5004) :PP (8303) :POE:滑石粉:助剂=40:20:15:20:5时, 改性材料的综合性能 (见表4) 满足台湾中华汽车导流板专用料的应用要求。

3 汽车仪表板

汽车仪表板是安装汽车各类仪表的支架, 国内的经济型轿车、微型车和农用车的仪表板是用改性聚丙烯生产的。仪表板材料的要求:a.良好的流动性;b.高刚性和高硬度;c.低收缩率;d.较高的冲击强度;e.合适的颜色;f.良好的手感。

李艳霞等人采用共聚聚丙烯为基础树脂、POE为增韧剂、滑石粉为填料制得性能符合要求的汽车仪表板专用料, 并研究了POE和填料的添加量对共混材料性能的影响。结果表明, 与EPDM相比, POE可以更大程度地提高共混体系的冲击韧性, 而弯曲弹性模量、拉伸强度和流动性却降低最小。滑石粉的加入能提高共混材料的弹性模量, 且对流动性影响较小。因此, 选择适当用量的POE和滑石粉, 可制得各项性能俱佳的汽车仪表板专用料。表5列出了微型汽车仪表板材料的技术指标与李艳霞等人研制的汽车仪表板专用料的性能实测值, 可以看出, 专用料的性能已达到微型汽车仪表板材料的技术指标, 某些性能甚至超过了指标。

4 汽车门板

窦强等人将共聚聚丙烯、线性低密度聚乙烯、POE和滑石粉等混合后, 经双螺杆挤出机造粒, 制备了一种性能优异、成本低廉的轻型汽车车门内衬板专用料。当将60～70份共聚聚丙烯EPF30R、15～20份LLDPE、5～10份POE、10～15份12µm滑石粉 (2%NDZ-311钛酸酯偶联剂预处理) 及适量抗氧剂等助剂混合后, 可以制得满足五十铃系列轻型车要求的轻型汽车车门内衬板专用料。表6是五十铃系列轻型汽车车门内衬板专用料的要求和自制的车门内衬板专用料的性能。

5 结束语

集成运算放大器在汽车上的应用 篇8

一、集成运放的工作区域及其应用

集成运放的工作区域可以分为线性放大区和饱和非线性区两种。在汽车电路中,这两种区域的使用都很普遍。集成运放电路如果引入负反馈电路,则其工作于线性区域,主要用来构成各种集成运算电路,将微弱的信号进行放大;反之,如果集成运放引入正反馈电路或工作于开环状态(即没有引入任何的反馈电路),则它工作于非线性饱和区,主要应用是构成各种电压比较器。所谓反馈,就是将电路输出的一部分或全部(如输出电压、或输出电流等),通过反馈回路重新送回到输入端,与原来的输入信号进行比较分析,从而得到新的输入信号(称为净输入量,此信号作为放大电路真正的输入量),使电路的性能得到改善。

二、集成运算放大器在汽车电路中的主要应用

1.集成运算放大器工作于线性区

集成运放组成的各种运算放大电路主要有反向比例放大器、同相比例放大器和差分放大器(即差动运算放大器或减法运算电路)。在汽车电路中,集成运放一般安装在ECU模块内部,在外部一般看不到独立的集成运放。其中,以差分运算放大器组成的电桥放大电路在汽车上的应用比较典型。此电路可以对温度、压力或变形等进行检测。这种电路广泛应用于汽车电喷发动机中。

2.集成运算放大器工作于非线性区域

工作于非线性饱和区时,集成运放电路构成了各种电压比较器。比较器就是将两个输入电压进行比较,比较的可能(即电路的输出)只有两种,要么是低电平,要么是高电平。在汽车电路中,常用的比较器有LM741、LM324和LM339。构成的比较器中最常见的应用电路有三种形式:简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口电压比较器。

(1)简单电压比较器在汽车电路中的应用。这种电压比较器的特点是电压传输特性只有一个阈值电压。当输入电压在阈值电压附近发生变化时,输出信号就会跳变,如在电喷发动机中用作氧传感器与ECU之间的信号传递电路。假设ECU设定0.45v为基准电压,即阈值电压。当氧传感器信号电压大于此电压时,简单电压比较器输出为0(即低电平),ECU判断混合气过稀,增加喷油量;反之,当氧传感器信号电压小于基准电压时,简单电压比较器输出为5v(即高电平),ECU判断混合气过浓,减少喷油量。此外,这种电压比较器还可以构成蓄电池电压报警电路。如果蓄电池的电压过低(小于10V),比较器的输出为低电平,发光二极管发光,表示蓄电池电压过低;反之,当蓄电池电压高于10V时,比较器输出为高电平,发光二极管不发光,表示蓄电池电压正常。

(2)滞回电压比较器在汽车电路中的应用。滞回电压比较器传输特性的特点是有两个阈值电压。输入电压从小变大或从大变小的不同过程中,输出电压发生跳变的阈值电压不同。在汽车ABS(电控防抱死)系统中,车轮的转速是靠轮速传感器来传递给ECU的。霍尔轮速传感器是其中的一种,它主要由与车轮或传动系统连接在一起的触发齿圈、霍尔元件、永久磁铁,以及由滞回比较器构成的电子电路等部件组成。当触发齿圈随着车轮旋转时,霍尔元件上的磁场发生周期性变化,霍尔元件就会产生霍尔电压。但是,这个电压很小,是毫伏级的正弦波电压,所以需要由集成运放组成的放大电路进行放大。

(3)窗口电压比较器在汽车电路中的应用。窗口电压比较器有两个阈值电压,当输入电压单方向变化时,可以跳变2次。这种用法在汽车充电系统中具有重要作用。在充电系统中,电压过高或过低时,报警器发出报警信号。当充电系统电压大于14.5v或小于12v时,窗口电压比较器的输出均为高电平,驱动三极管开关电路,指示灯亮,表示充电系统电压异常;当充电电压介于12与14.5v之间,窗口电压比较器的输出电压为低电平,三极管开关电路断开,指示灯都不亮,指示充电系统电压正常。

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇9

班级：材料工程111 学号：205110137 姓名：张宇

摘要：本文对中国风能现状及资源分布，近年来中国风力产业的发展状况以及复合材料在风电叶片上的应用进行论述。

关键词：风力发电；发展状况；复合材料；风电叶片

Abstract:This review concerns about the stituation and resource distribution of windy energy in China,the development status of chinese wind power-generation enterprises and the application of composites in wind power-generation.Key words:Wind power-generation；Development status；Composites；Wind turbine blade 引言

社会经济的持续发展导致能源消耗不断增加，我们正面临日益严峻的能源形势。全球范围的石油、天然气能源逐渐枯竭，环境恶化等因素迫使我们寻找更加清洁、可持续发展的新能源，风力发电应运而生。中国风能资源非常丰富，主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。

风力发电产业市场巨大，竞争激烈。据估计，2006到2010年之间，我国风电叶片的需求量大约在7000多片，2011到2020年的需求量则将达到惊人的50000片。巨大的市场前景使得目前风机行业的竞争空前激烈。整机方面，目前国际市场格局已初步成型。2005年全球超过75％的市场份额被丹麦Vestas、西班牙Gamesa、德国Enercon和美国GE WIND四家企业占据，新进入企业的生存空间不大；国内的整机生产企业中，新疆金风、浙江运达、大连重工集团、东方汽轮机厂等几家的市场前景被业界看好，这其中又以新疆金风科技在国内品牌中的市场份额最大。叶片市场的情况与整机基本类似，单是丹麦LM Glasfiber公司一家就占据了国际市场40%以上的份额，其产品被GE WIND、西门子、Repower、Nordex等公司全部或部分采用；另外Vestas和Enercon公司也拥有各自的叶片生产部门。国内的叶片生产企业主要有中航保定惠腾、连云港中复连众复合材料集团等。

风电叶片作为风力发电机组系统最关键、最核心的部件之一．叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电机组的性能和功率，也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用，实际上主要是在风电叶片上的应用。风电叶片占风力发电整个系统成本的20%到30%。制造叶片的材料工艺对其成本有决定性影响，因此材料的选择、制备工艺的优化对风电叶片十分重要。

1.中国风能资源及其分布

1.1中国风能资源

据有关研究成果预测，我国风能仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位，理论储32260GW，陆地上离地10m高可开发和利用的风能储量约为2.53亿kw(依据陆地上离地10m高度资料计算)，近海(水深不超过10米)区域，离海面10米高度层可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW，共计10亿kW，风能资源非常丰富。

1.2中国风能资源分布

风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及“三北”(东北、华北、西北)地区。另外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常丰富。“三北”地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省自治区近200km宽的地带，风功率密度在200~300W/m2以上，有的可达500W/m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国陆地可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场。包括山东，广西和海南等省市沿海近10km宽的地带，年有效风功率密度在200W/m2以上，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，可开发利用储量为0.11亿kW，约占全国陆地可利用储量的4%。东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线1800km，岛屿6000多个，大有风能开发利用的前景。

2.近年来中国风电产业发展

2.1产业发展现状

2000至2009年10年间，中国风能产业飞速发展，风能累计装机的容量平均的怎张速度高达72.8%。从2005年起，总装机容量的增长速度超过了100%。截止到2009年12月31日，中国（不含台湾省）风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古(9196.2MW)河北(2788.1 MW)辽宁(2425.3MW)吉林(2063.9MW)内蒙古2009年当年新增装机5545MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。

从风电零部件制造方面来看，据统计，2004年中国仅有6家风力涡轮机制造商，2009年这一数字已提高到80家以上。已开始生产的内资叶片企业52家，轴承企业16家，齿轮箱企业10家，变流器企业12家，塔筒生产企业则有近100家。其中，叶片制造企业中复连众、中材科技年供货已超过500套，中航惠腾年供货超过2000套；轴承制造企业洛轴、瓦轴、天马等已具备批量主轴轴承生产供应能力齿轮箱制造企业中南高齿年产超过3000台，大重减速机超过2000台、重齿超过1000台；

从风电整机制造方面来看，2009年，华锐风电、金风科技和四川东汽继续保持市场前“三甲“的位置，华锐新增装机34.5万kW，金风新增装机272.2万kW，东汽新增装机203.5万kW。联合动力以装机容量768MW，占中国新增市场5.6%的优势，排名全国第四。随着国产整机产能释放及零部件配套能力增强，产业链瓶颈将消除，产业发展迅速；风电设备市场呈现寡头垄断格局，避免了市场无序竞争，有利于领头企业做大做强。2009年我国新增风电装机及累计装机排名前10名制造企业市场份额。内资变流器制造企业供应能力增强，质量获得客户认可。可见，国内风电零部件产业发展的繁荣景象。

2.2国家的优惠政策

中国颁布的政策主要从两个方面扶持风电行业，一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电并网价格，以保证风力发电项目合理盈利，从经纪商进行促进；另一方面是在国内市场启动的同时，扶持风机制造业发展，为中长期的风电产业发展奠定基础。归纳为一下四大点：

(1)风电全额上网

2006年1月1日开始实施《可再生能源法》。该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便，并全额收购符合标准的可再生能源电量，以使可再生能源电力企业得以生存，并逐步提高其能源市场的竞争力。

(2)财税扶持

考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高，《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金为加快技术开发和市场形成提供援助，为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款，对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。

(4)上网电价

当前风电定价采用特许权招标方式，导致一些企业以不合理的低价进行投标。风电特许权招标先后作出了三次修改，总的看来，电价在招标中的比重有所减少；技术、国产化率等指标有所加强；风电政策已由过去的注重发电专项了注重扶持中国企业风电设备制造。目前，有关部门正在抓紧研究风电电价调整的具体办法，调整的原则将有利于可再生能源的开发，特许权招标的定价方式有可能改变，2008年1月第五期风电特许权招标采取中间价方式，就是一个最新的尝试和探索，避免了恶性低价的竞争局面，有助于风电电价开始向理性回归，有利于整个风电产业的发展。

(4)国产化率要求

2005年7月国家出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》，明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上，为满足要求的风电场建设不许建设，进口设备要按章纳税。2006年风电特许权招标原则规定：每个投标人必须有一个风电设备制造商参与，而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应复合75%国产化率风电机组承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机。在政策扶持下，2007年风机国产化率已经达到56%，2010年风机国产化率也达到85%以上。

2.3风电产业发展趋势

我国海上资源丰富，发展海上风电，将依托于风能资源丰富的海域，同时以“建设大基地、融入大电网”的方式进行整体规划和布局。目前，我国海上风电开发已经启动，国内对大容量风电机组的需求也在增加，国内风电制造企业纷纷开发大容量海上风电机组。华锐、金风、东汽、联合动力、湘电、明阳等都已开始5MW及以上风力发电机组研发。相信随着整机及零部件技术的不断进步，大容量海上风电的规模化化发展。

3.复合材料在风电叶片上的应用

风力发电装置最核心的部分是叶片，叶片的结构与性能将直接影响到风力发电的效率及性能。风电叶片的成本占整个风力发电装置成本的20%左右，因此采用廉价、性能优异的复合材料成为了许多企业研究的方向。现在使用比较多的复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂，局部采用玻璃纤维或者碳纤维增强环氧树脂作为主承力结构。

3.1碳纤维增强复合材料及其优点

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料。它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MP以上，是钢的7~9倍。抗拉弹性模量为材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大。碳纤维的轴向强度和模量高、无蠕变。耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。

使用碳纤维增强复合材料能大幅度减少叶片的重量，而且比一般的玻璃纤维的增强体模量高3到8倍，可以用于大型风机叶片。碳纤维复合材料具有优异的抗疲劳特性，与树脂混合后能够抵抗恶劣的天气条件。

3.2TM玻璃纤维增强复合材料

TM玻璃纤维具有高强度、高模量的性能，具有较高的抗拉强度、弹性模量、耐疲劳强度、耐性和耐化学腐蚀性。其密度为2.59-2.63g/cm3，拉伸强度为3000~3200MPa,模量为84～86GPa。是大型风电叶片的首选，但是其密度相比于上述的碳纤维增强体要高，所以其缺点是重量太大。TM玻璃纤维中不含硼和氟，是一种环保型的材料。

4.结论

我国是最早利用风能的国家，国家对风能这种清洁的可再生能源的高度重视，新型复合材料在风电叶片上的应用有利于风电产业的发展，我国风电业将进入一个崭新的大规模高速发展阶段。

在汽车驾驶员会议上的讲话 篇10

各位师傅、同志们，你们好：

我公司按照泽州县煤运公司的工作要求，根据我公司发展的需要，为了使我公司运输部逐步达到规模型的运输能力，最近我们又新增十余台大型车辆。为此，我们向社会公开招聘汽车驾驶员，你们应聘从四面八方来到这里，经过几天紧张的培训学习、理论考试、实践操作，即将成为景裕公司这个大集体中的一员。为此，我代表景裕公司全体干部职工向你们表示热烈的欢迎！

下面我讲三个问题：

一、景裕公司的基本情况

我公司是2003年12月由泽州县煤炭运销公司和泽州县兰烨资产经营公司共同投资组建的，2004年1月1日正式投入营业。是一家集煤炭销售、汽车运输、汽车修理、以及旅游业务为一体的综合经营公司，现有职工169人，下设综合办公室、财务部、经营部、运输部、开发部、旅游公司和12个煤炭调运处，公司总的指导思想是：以体制改革为契机，以创新机制为动力，以经济效益为目的，依靠煤炭积累资金，跳出煤炭大胆发展，争创一流企业，争创一流效益，迅速向多元化方向发展。经过一年的艰苦奋斗，我们取得了优异的成绩，2004年完成收入1410.21万元，其中汽车运输实现459.81万元，实现利润673万元，圆满地完成了公司下达的各项经济指标，开创了景裕公司崭新的工作局面。

二、新增运输能力的重大意义

2005年是我公司的“增收创效年”，我们要在抓好主业的同时，向多元化渗入，逐步发展新项目，不断增加新的经济增长点，达到“企业创效，职工增收”的目的。今年我公司安排了十项工作，其中增加运输能力就是其中的一项重要工作。这次运输部新增运输车辆是经去年新增大型车辆后的又一次发展，是景裕公司第一年“夯基础”，第二年“创效益”，第三年“求发展”三步走战略中的一个重要组成部分。根据省煤运总公司构建三级公路煤炭物流配送中心的实施意见，为加快煤运系统由管理收费型向经营效益型的转变，按照“整体运作，物流配送，利益共享，协调发展”的全面经销新思路，迅速构建山西公路煤炭大物流体系，组建由煤运公司、运输单位、个体运输

车主共同出资多元化经济成份参与的“山西公路煤炭运输服务中心”。通过整合社会运力，吸纳社会车辆及社会资金，组建专业化，规模化的区域性公路煤炭运输联合体，在我公司现有的42台运输车辆的基础上，逐步把景裕公司运输部建设成为有百台车辆以上的大型运输公司，同时通过省内外用户联合探索在主产地建立一定规模的煤炭现货交易市场，在省外建立物流配送中转站，使之逐步发展成为公路煤炭运输网络，为用户提供及时、便捷的公路运输服务。

三、对同志们的几点希望

同志们，根据公司工作安排，新增车辆在3月底开始正式运营，你们将成为这批车辆的驾驶员。在此，我向你们提出三点希望，一是希望你们树立高度的责任感，把车辆当作自己生命一样爱护，要按时对车辆进行保养，要保持车辆的完好率；二是希望你们树立安全第一的思想，严格按照交通法规定，谨慎驾驶，安全运行；三是希望树立集体主义观念，团结友爱，相互帮助，使我们成为一个和睦相处的大集体，为了自己，为了工作，让我们共同携起手来一起共创景裕公司辉煌灿烂的明天！