在汽车工业向混合动力与纯电驱动方向持续演进的今天,动力总成系统所面临的技术要求已不可与往日同语。
更高的功率密度、更严苛的热管理需求、轻量化的硬性指标,以及对振动噪音控制的更高期待,推动核心部件材料从传统金属向高性能工程塑料转变。
而PPS作为综合性能均衡的特种工程塑料,目前已经在动力总成的多个细分部件中实现批量应用,在满足工况要求的前提下,为部件轻量化、集成化设计提供了更多可选方案。

无论是传统燃油车的发动机周边区域,还是新能源车型的三电动力相关区域,动力总成场景普遍存在长期持续高温、各类油液介质接触、行驶过程中持续震动的特点,对部件的长期尺寸稳定性、耐介质性能有明确要求。
PPS的基础性能可以覆盖这类场景的常规需求:
具备长期耐高温属性,对汽车常用的燃油、润滑油、冷却液等介质有较好的耐受性,机械强度可支撑常规结构件的长期使用,同时注塑成型工艺可实现相对复杂的结构造型,便于将多个相邻功能整合到单一部件上,减少零散零件的装配工序。

燃油系统的油泵支撑座,需要长期浸没在燃油介质中,同时还要承受油泵运行过程中产生的持续高频震动,传统金属支撑座需要额外配套防腐处理工序,整体装配流程也相对繁琐。
PPS通过改性可以制备油泵支撑座,对各类燃油介质都具备优异的耐受性能,长期接触也不会出现溶胀、性能衰减等问题;
PPS自身的刚性足以支撑油泵的安装固定需求,注塑成型阶段便可直接预留出油泵的定位卡槽和线束过孔,无需后续二次机加工,整体重量相较于同规格金属部件更轻,还能有效削弱油泵运行过程中的震动传递。
涡轮增压系统运行过程中周边环境温度较高,周边布设的管线、传感器都需要配套专用隔热罩来阻隔热辐射,避免周边部件长期处于超温工况下出现性能失效。
改性PPS也可制备这类隔热罩,材料本身具备优异的耐温属性,长期靠近高温涡轮区域也不会出现变形、老化等问题;
同时其成熟的注塑成型工艺可轻松制备出带加强筋的曲面造型,完全贴合涡轮周边的复杂空间轮廓,相较于传统金属隔热罩,无需额外加装隔热棉便可实现基础的隔热效果,还能大幅降低部件之间的碰撞异响风险。
涡轮增压系统周边隔热罩
变速箱内部的选换挡定位滑块,需要长期在变速箱油环境中做往复滑动动作,对材料的耐磨性能、尺寸稳定性都有极高要求。
采用添加润滑组分改性的PPS制备这类滑块,在变速箱油的浸润环境下可保持稳定的低摩擦系数,长期往复滑动也不易出现过度磨损的情况;
同时PPS的耐油性能十分优异,长期浸泡在变速箱油中不会出现形变,可始终维持精准的定位公差,保障选换挡操作的顺畅度,相较于传统金属滑块,还能有效降低滑动过程中产生的运行噪音。
曲轴箱通风系统的单向阀阀体,长期接触曲轴箱内部的高温油雾,还要频繁完成开闭动作,对材料的耐介质性能、抗疲劳性能要求较高。
PPS制作的阀体长期接触高温油雾不会出现溶胀、老化等问题,阀体内部的阀片安装腔可一次注塑成型,充分保障阀片开闭时的密封精度;
同时PPS的抗疲劳性能十分优异,经过百万次的开闭循环也不会出现阀体开裂的情况,相较于传统尼龙材质的阀体,在高温油雾环境下的使用寿命更长,可维持曲轴箱通风系统的长期稳定运行。
这个部位是燃油与电驱系统的衔接区域,工况同时覆盖燃油端的高温油雾环境和电驱端的绝缘防护要求,对材料的综合性能均衡性要求最高。
混动车型的动力耦合器,是连接发动机和驱动电机的核心过渡部件,运行过程中同时承受来自两侧的震动冲击,还要适配混动模式频繁切换时产生的温度波动。
高刚性改性PPS制备耦合器的外围防护外壳,可同时满足绝缘防护和结构防护的双重需求,既可以阻挡内部的油雾向外溢出,也能避免外部的灰尘、水汽侵入耦合器内部;
同时材料的轻量化属性可降低耦合器整体的附加重量,外壳上预设的传感器安装座、线束卡扣都可一体注塑成型,大幅减少额外的装配零件数量。
动力总成的悬置衬套,核心作用是缓冲动力总成向车身传递的震动,其内部的支撑骨架过去多采用金属冲压件,整体重量偏大且后续需要配套防腐处理工序。
PPS材料自身的刚性完全可以满足悬置的支撑强度要求,同时和橡胶衬套的粘接适配性更优,不易出现橡胶与骨架剥离的失效问题;
材料自带的阻尼特性还可辅助吸收一部分高频震动,进一步降低动力总成向车身传递的运行噪音,整体重量相较于同规格金属骨架有明显降低,也省去了金属件所需的防腐处理工序。
这个部位是近年PPS应用增长最快的场景,部件长期处于高压、高温的电驱环境中,对材料的绝缘性能、长期尺寸稳定性有严苛的车规级要求。
动力冷却系统的电子水阀阀体,需要长期接触各类冷却液,还要频繁完成水路的通断切换动作,对材料的耐水解性能、结构密封性能要求极高。
通过玻纤增强改性的PPS制备以后,长期接触不同配方的冷却液都可保持结构稳定,不会出现腐蚀渗漏等问题;
同时PPS材料的成型精度优异,阀体内部的阀芯安装腔可一次注塑成型,充分保障阀芯运行时的同轴度,无需后续额外的机加工工序,还能和周边的密封结构件实现更优的装配匹配,大幅降低冷却系统的渗漏风险。
新能源动力总成配套的高压配电盒内部,动力铜排的绝缘支撑件需要长期在高压、高温环境下服役,对绝缘性能、耐温性能和结构强度都有严苛要求。
选用高绝缘等级的改性PPS制备这类支撑件,可在长期工作环境下保持稳定的绝缘表现,不会出现绝缘击穿的安全隐患。
PPS机械强度优异,可牢牢固定住大尺寸的动力铜排,在车辆长期行驶的震动工况下也不会出现铜排移位的情况,支撑件上预设的定位孔、限位槽都可一体注塑成型,充分保障铜排之间的安全距离稳定可靠。
驱动电机的旋转变压器,是检测电机转子位置的核心功能部件,内部的塑封定子需要长期在电机内部的高温、强震动环境下工作,对尺寸精度、绝缘性能要求极高。
采用高流动性改性PPS对旋变的定子绕组进行整体塑封,可将绕组完全包裹固定,避免长期震动工况下绕组出现移位、磨损等问题;
同时PPS的耐温属性可适配电机内部的长期工作温度,塑封后的定子整体尺寸精度优异,不会出现明显形变,保障旋转变压器的位置检测精度长期稳定,为电机的动力输出控制提供可靠的信号支撑。