Кузовные материалы

Для теплоизоляции используют материалы, упомянутые в числе пластмасс, а  также бумажные и асбестовые плиты, ткани, ваты (бумажную, минеральную, стеклянную) и др.

Материалы звукоизолирующие, так называемые акустически активные — проблема сложная, так как она затрагивает понятия звукоизоляции, абсорбции и глушения. Образно звукоизоляцию можно представить как барьер, отражающий шум, абсорбцию — как аккумулятор поглощения и глушение — как гашение колебаний. Все это является функцией частоты, и поэтому подбор глушащих материалов требует измерения вибраций элементов кузова.

Зная вид колебаний, можно выбрать  звукоизолирующие материалы, улучшая, а не ухудшая шумность кузова (рис. 44 и 45). Ухудшение происходит тогда, когда материал показывает худшие звукоизолирующие свойства, чем сам металлический лист.

В качестве шумоизолирующих материалов для наружной стороны кузова наиболее подходят разного рода глушащие пасты  на битумной или каучуковой основе, как, например, пасты польского производства МА-2, SPG, «Antirombo», которые служат также защитой от механических повреждений. Для внутренней поверхности кузова применяют разного рода войлок, коврики и прокладки из синтетических материалов, а также очень эффективные слоистые конструкции, например маты, состоящие из битумной основы и прослоек войлока (sandwich Keller), применяемые в кузовах фирмы Fiat.

Все изолирующие материалы должны быть без запаха, влагостойкими, трудновоспламеняемыми, антигигроскопичными и легко размещаемыми на поверхности кузова. От изолирующих материалов нижней наружной стороны кузова требуется, кроме того, стойкость против эрозионного действия дорожных загрязнений, а также ударная прочность.

Изолирующие кузовные материалы — Часть 2

К изолирующим материалам предъявляются  требования — низкий коэффициент  теплопроводности и высокий показатель шумоизоляции и гашения вибрацийкузова. Получить эти показатели в одном изолирующем материале, к сожалению, очень трудно.

Хорошими теплоизолирующими свойствами обладают материалы, содержащие замкнутые пузырьки воздуха, однако частота собственных колебаний такого материала значительно отличается от необходимой для шумоизоляции. В этой ситуации имеются практически две возможности. Первая — это применение нескольких материалов, из которых одни имеют соответствующие звукоизолирующие свойства, а другие целесообразны с точки зрения теплоизоляции. Вторая — применение материалов с компромиссными свойствами.

Рис. 44. Звукоизолирующие свойства материалов, применяемых для снижения уровня шума стального листа толщиной 0,8 мм (измерены на образцах в соответствии с конвенцией Келлер): 1 — технического войлока (толщина 7 мм, плотность 0,31 г/см³, показатель гашения колебаний 80 дБ/с); 2 — мягкой полиуретановой губки (толщина 10 мм, плотность 0,03 г/см³, показатель гашения колебаний 43 дБ/с); 3 — коврик сизалевый (толщина 10 мм, плотность 0,266 г/см³, показатель гашения колебаний ВО дБ/с); 4 — глушащая паста «Antirombo» (толщина слоя 2 мм, плотность 2,3 г/см³, показатель гашения колебаний 15 дБ/с); 5 — слоистые маты (sandwich Keller); 6 — ламинованной губки.

Рис. 45. Абсорбция глушащих материалов (измеренная на образцах по методу стоячей волны): 1 — технический войлок; 2 — полиуретановая губка; 3 — коврик сизалевый; 4 — глушащая паста «Antirombo»; 5 — слоистые маты (sandwich Keller).

Свойства пластмасс, применяемых  в автомобильных кузовах

Рубрики: Кузовные материалы Метки: выпускаемый, материал, отдел, рост, серия

Все пластмассы очень легки, экономичны (табл. 2) и, что важно, коррозионно-стойкие.

Особенно полиэфирные смолы  со стекловолокном являются отличнымматериалом для корпусов автомобилей. Кроме хороших механических свойств они обладают высокой усталостной прочностью, превосходно гасят колебания, создают хорошую теплоизоляцию и акустическую изоляцию, а также легки для ремонта. Долговечность кузова из PWS в несколько раз превышает долговечность современных стальных кузовов (например долговечность кузова Chevrolet «Corvette» составляет 15 лет).

Таблица 2. Ориентировочные  свойства пластмасс, применяемых в  автомобильных кузовах.

Основное преимущество, получаемое при использовании этого материала, кроме того, незначительная стоимость  оборудования. По данным фирмы Studebaner стоимость изготовления оснастки металлического кузова «Avanti» составляла бы 17—20 млн. долларов и потребовалось бы около 15 месяцев для производства в год 20 тыс. кузовов, тогда как при выполнении корпуса из PWS эта стоимость незначительно превзошла 0,5 млн. долларов, а время изготовления оборудования составило 6,5 месяцев.

Подобным же образом определяется стоимость оснастки для изготовления кабин водителя по данным фирмы White, которая сообщает, что затраты на оборудование для изготовления стальной кабины автомобиля мод. 5000 были оценены в 242 тыс. долларов, тогда как при изготовлении кабины из PWS составили около 39 тыс. долларов.

В общих чертах ситуацию с пластмассами следует оценивать в двух аспектах.

Как элементы отделки, и прежде всего, обивки и изоляции пластмассы занимают бесспорно прочные позиции.

Иначе обстоит дело в области  корпусов кузовов. Здесь применяется PWS лишь для малых или специальных  серий кузовов. Однако представление  о верхней границе серии постоянно  меняется. В 1953—1956 гг. считали, что PWS окупается  только в единичном производстве, в шестидесятых годах за экономичную  границу принято производство 10—15 тыс. штук в год, в настоящее время  господствует убеждение, что это  количество составляет 30— 40 тыс. в год  с тенденцией кросту. Например в ФРГ высказывается точка зрения, что окупаться будет серияоколо 100 тыс. штук в год.

Отсюда складывается впечатление, что окупаемость и масштаб  производства корпусов кузовов из PWS — это вопрос не столько техники, сколько политики, препятствующей проникновению химических концернов в область сбыта концернов стальных, которые имеют еще и мощного союзника — изготовителей оборудования для производства кузовов. Однако большая химия быстро развивается, и игнорировать ее в программе выпуска кузовов нельзя.

Материалы для корпусов кузовов  — Часть 2

Более крупные кузова (например, фургоны) делятся на стены и крышу. После  подготовки поверхности модели на нее  наносят жидкий слой полиэфирных смол и отвердителя кистью или с помощью пистолета-краскораспылителя, затем обкладывают стекловолокном или стеклотканью. Прижим волокна или ткани производится соответствующим оборудованием: при единичном производстве —ручным валиком или механизированным инструментом; при выпуске небольших серий — резиновым мешком, надутым сжатым воздухом; при мелкосерийном производстве — прессом. Эта процедура повторяется несколько раз до получения нужной толщины получающегося при таком способе ламината. После самозатвердевания стеклопластика форму снимают с модели и обрабатывают края и кромки.

Эта технология постоянно совершенствуется введением предварительнойпропитки стеклянных матов (pregres — англ.), системы подогрева для ускорения процесса и т. п.

Простота технологии формования крупных  элементов из PWS позволяет экономно производить корпуса, к которым  следует прежде всего отнести спортивные (корпус, двери, капот), военные (корпус, двери, капот), грузовые (корпус и двери кабины водителя), кемпинги (корпус, двери, капот), разные специализированные (рефрижераторы, мастерские и т. п.).

Кроме того, полиэфирные смолы (ламинаты) находят все большее применение для крупноразмерных крыш автобусов и фургонов, а также покровных плит платформ и других грузовых помещений.

Материалы для корпусов кузовов  — Часть 1

Первоначально в качестве искусственных материалов в кузовостроении использовались фенольные смолы с наполнителем в виде отходов текстиля или картона. Однако лишь освоение синтеза полиэфирных смол, армированных стекловолокном, открыло новые и необычайно интересные возможности применения их в корпусах автомобильных кузовов.

Полиэфирные смолы, переходят в  твердое состояние в результате полимеризации. Они имеют небольшую  плотность (1,5—1,8 г/см³). Очень хорошие механические свойства полиэфирным смолам придает армирование их стекловолокнами или стеклотканями из нитей толщиной около 0,025 мм. Прочность при разрыве составляет в среднем 2500 кгс/см², а при изгибе 4000 кгс/см². Механические свойства зависят от направления волокон, и поэтому следует следить за тем, чтобы волокна были расположены в разных направлениях с целью обеспечения равномерной прочности. Соединение со стеклянными тканями — привело к широкому распространению названия «ламинаты полиэфирные» (стеклопластики — прим. ред.), сокращенно PWS (польск. — poliestr. y wzmacniane szkiem) или GRP (англ. — glas reinforced plastics).

Современная технология обеспечивает возможность применения PWS в единичном  или малосерийном производстве и решительно преобладает в этой области над технологией металлических кузовов.

Кузова из PWS выполняют по моделям фрагментов кузова. Эти фрагменты соответствуют целым комплектам или сварным узлам металлических кузовов. Во многих случаях кузова легковых автомобилей из PWS могут состоять только из двух основных частей: нижней и верхней.

Материалы элементов кузова — Часть 2

Полиамиды применяют в кузовах  для обрамления дверных замков, для рукояток, для обозначений и фирменных табличек, декоративных решеток, хомутов и гаек, резервуаров для жидкостей, для шлангов и разного рода облицовочных деталей.

Полиметилметакрилат (так называемый «плексиглас») находит применение в  качестве прозрачных элементов фар, а также стекол светильников и  внутренних перегородок.

Полистирол с соответствующими ударными свойствами служит для облицовки  декоративных решеток, рукояток, клавишей, а в виде пенополистирола — для изоляции.

Полипропилен в модификациях для  низких температур благодаря низкой цене и легкости производства широко используют для изготовления таких элементов, как корпуса светильников, рулевые колеса, стойки рулевых колонок, перегородки, обрамления и рукоятки, для внутренней отделки дверей, бокового покрытия автомобильных сидений, для различных крышек, сопл воздушных каналов и т. д.

Аминопласты применяют главным  образом как декоративные ламинаты (слоистые пластики — прим. ред.) типа unilam для внутренней отделки кузовов.

Эпоксиды в виде заливных масс, шпаклевок и клеев служат для отделки поверхностей и соединения элементов кузова. Такое крепление весьма целесообразно для многих приборов и технологического оборудования кузова.

Кроме перечисленных основных материалов существует еще много других, которые  можно применять для автомобильных  кузовов. Кроме того, все время  появляются новые материалы, как  результат исследовательских работ большой химии.

Материалы элементов кузова — Часть 1

Рубрики: Кузовные материалы Метки: масса, накладка, отделка, плотность, прочность

Давно уже отделку кузовов трудно даже представить без пластмасс, которые почти целиком вытеснили  такие традиционные материалы, как  дерево, ткани и войлок. Многие пластмассы лучше отвечают требованиям отделки, а также уменьшают массу и стоимость кузова.

Поливинилхлорид (ПВХ) применяют для  изготовления многих фасонных деталей  и искусственных тканей. К таким фасонным деталям относятся приборные щитки, ручки, головки рычагов. Ткань, изготовленная из ПВХ, полностью вытеснила ранее применяемые хлопчатобумажные ткани и дерматин. Благодаря хорошей гигиеничности, прочности и внешнему виду ПВХ используют в автомобилях, выпускаемых крупными сериями, для обивки сидений, потолка и прочей внутренней отделки. Из ПВХ делают маты для покрытия пола, багажника и т. п. В настоящее время из поливинилхлорида изготовляется около 20% общего количества элементов из пластмасс, применяемых в кузовах.

Полиуретаны используют в кузовах прежде всего как объемные элементы в виде пены. Важнейшее применение полиуретанов — подушки сидений кузовов, противоударные накладки, внутренняя отделка и изоляционные покрытия, а также подкладки под пленки ПВХ. Благодаря хорошим упругим свойствам пенополиуретан полностью вытеснил пористую резину. Этот материал является самым легким из известных материалов для кузовов.

Кроме использования в качестве мягких элементов полиуретаны все  больше используются в различных  прокладочных конструкциях как твердое  пенное наполнение. Плиты, получаемые таким образом, отличаются высокими механическими свойствами: большой  жесткостью при изгибе и весьма малойплотностью. Такая прокладочная плита (так называемый «сандвич») является наилучшим материалом, в частности, для элементов пола грузовых кузовов и автобусов.

Кузовные материалы: Пластмассы

Рубрики: Кузовные материалы Метки: масса, ось, проект, проектирование, специальность

Развитие промышленности большой химии создает широкие  возможности применения новых материалов в автомобильных кузовах. Это  видно из постоянно растущей по массе  доли пластмасс в автомобилях (табл. 1). Показатель массы, однако, не отражает фактического состояния, так как эти материалы, как правило, очень легкие. Если же учитывать показатели поверхности или массу заменяемых деталей, то фактическое состояние значительно более выгодно для пластмасс.

Таблица 1. Производство пластмасс и их потребление в  автомобилестроении США.

Год	Производство в кг на одного жителя	Среднее потребление в  кг на один автомобиль	Год	Производство в кг на одного жителя	Среднее потребление в  кг на один автомобиль
1940	-	2	1965	23,0	Около 22
1955	7,0	Около 5	1970	30,0	» 30
1960	15,5	» 11	1980 *	42,0	» 40

* Предполагаемые значения.

Существует большое разнообразие пластмасс, которые могут быть использованы в автомобильных кузовах. Выбор  типа и вида материала — вопрос слишкомспециальный. Элементарные сведения о материале и основные названия их необходимы тем не менее для общих вопросов проектирования кузовов.