奔馳汽車齒輪首用塑料替代金屬，助力車輛輕量化

工程塑料材料已經改變了汽車行業，并將繼續對未來的汽車產生巨大影響。在上世紀50年代，塑料占汽車價值的1%，今天這個比例值近35%，而到2030年，這個數字有望增長到50%，因為汽車設計師們在內外飾、動力系統、發動機系統及其他領域找到了更多的應用，可以將金屬轉換為塑料，車子重量減輕40%至50%。盡管從單個部件來看重量的減輕可能很小，但累積效應是顯著的。

塑料齒輪有助于車輛輕量化，提高燃油效率

據研究，汽車發動機所產生的能量中有高達78%通過排氣、熱損失、發動機內摩擦和負載變化而損耗殆盡。那么，如何提高燃料效率？兩手都要抓、兩手都要硬：一方面需提高發動機的燃燒循環以產生更多的能量，另一方面需減少發動機及整車的能源損失。為此，發動機在不斷改進：減小尺寸、降低引擎速度以增加特定條件下的功率輸出，并催生渦輪增壓和機械增壓等技術。這些新技術需要更為復雜的發動機管理齒輪箱，以便在高溫運行下改善其性能。幾十年來，科學家和工程師一直致力于改進用于汽車齒輪的材料，同時試圖克服一些挑戰，例如由于疲勞導致齒輪根部斷裂，側齒磨損，局部過熱，噪音過大，以及噪音振動等問題。如今，汽車中的燒結金屬齒輪正在被高性能塑料齒輪取代，因為對車輛輕量化的需求和提高燃油效率遠非僅僅是一種趨勢 - 它是通過滿足新的和即將出臺的減排法規來推動的。

奔馳汽車齒輪首用塑料替代金屬

從今年開始，梅賽德斯·奔馳公司在其所有車型的動力系統質量平衡變速器中，首次應用了贏創（EVONIK）公司研制的PEEK（聚醚醚酮）材料 - VESTAKEEP?，以替代此前所用的金屬齒輪，用于內燃機這樣的惡劣運行環境。聽上去意不意外？會不會有點不放心？在需要精密制造的汽車行業，塑料真能撼動金屬的地位？

質量平衡器是通過減少活塞對周圍結構造成的振動來確保內燃機平穩運行的，質量平衡器的齒輪與發動機油接觸，因此會暴露在130℃的高溫之中，它們需要具備足夠的機械與化學性能。之前只有金屬齒輪可在這種非常嚴苛的工作環境運行。贏創的VESTAKEEP? PEEK正好就能滿足這些要求，它具備高強度、耐磨、耐疲勞、耐化學、耐高溫及易加工等特性，好似一名無所不能的“六邊形戰士”。使用PEEK生產汽車齒輪，采用的是注塑成型工藝，可大大減少金屬齒輪制造所需的多種后加工環節。換句話說，它還能有效降低綜合成本。

不用意外，不用驚奇，放下對塑料“low”的刻板印象，汽車齒輪完全可信賴塑料材料。塑料齒輪將為汽車發動機管理、發動機控制和發動機內應用帶來革命性的創新。

迎接新能源汽車的挑戰

汽車行業的未來正在迅速變化。內燃機作為單一動力源的時代即將結束，預示著讓汽車更加清潔的變革即將到來。為了實現這一變革，我們需要能夠應對極端挑戰的工程材料。現在到了汽車行業改變思維方式的時候，共同努力，超越金屬的范疇，打造出更輕、更先進、碳排放大大降低的汽車。（來源：聚風塑料網）