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国外汽车橡胶制品市场及技术进展
& K9 l6 K! |, F% a+ N8 Q+ B4 n- A" H
. Q& M3 W. \+ w
# z) H7 ^' Q, C8 Y! }! H2 P& f汽车工业已成为发达国家的支柱产业,汽车工业发展可以带动国民经济许多部门的发展,但同时它也需要许多相关行业与之配合,橡胶工业就是其中之一。据调查,一辆汽车需要橡胶配件400-500个,重约40kg(不包括轮胎),占车重的4%-5%。汽车橡胶制品产值约占汽车部件总产值的6%。由此可见,汽车橡胶制品在汽车工业中占有重要地位。0 Y/ K+ e* n6 C( f
1 Y& c/ T. }+ \4 B( D' m* c$ d 一、国外汽车橡胶制品市场情况; B9 ^4 K, X( i' N) c0 j3 ~3 l @+ B
1.国外汽车橡胶制品耗胶量及销售额
' t( F3 [! k, E- R$ S: Q2 Z 在国外橡胶统计中,将生胶消耗量分为轮胎用胶和非轮胎用胶两大类,汽车橡胶制品则归类于非轮胎用胶。汽车工业一直是橡胶制品的主要市场。由于全世界汽车产销量及汽车保有量的持续增长,在非轮胎用胶中,汽车橡胶制品的耗胶量一直居于首位。2 E/ f' o7 h. D. I6 P9 z
表1为国际橡胶研究组织(IRSG)对世界轮胎与非轮胎橡胶制品耗胶量、汽车橡胶制品耗胶量的预测。从世界范围看,汽车橡胶制品耗胶量约占非轮胎橡胶制品耗胶量的1/4,占世界橡胶总耗胶量的1/10左右。2005年世界汽车橡胶制品耗胶量为201万吨,其中通用橡胶(NR、SBR)占25%,EPDM占35%,NBR、HNBR占25%,CR占12%,其它特种橡胶(FKM、ACM、CHR)占3%。
4 S% k+ p# D( [7 Y8 M# u 表1 世界轮胎与非轮胎橡胶制品、汽车橡胶制品耗胶量 万吨8 `7 e4 A! z5 J+ A
年份 2010年 2015年; Y) w" I% [- C+ t0 J0 z. S
轮胎 1334.7 1474.3
: c4 b2 F; |( ~) V$ k2 G! o非轮胎橡胶制品 936.7 1032.9 Q4 C1 ]( D, w- i6 Q( O3 V8 v5 P
非轮胎橡胶制品占比/% 41.2 41.2" m% D4 d* J. H+ G$ G; E
汽车橡胶制品耗胶量 224.8 247.9! d5 B a5 J/ p# G4 b; n
. v5 c) \8 D8 W+ j1 i0 r- I 表2为世界汽车产量及保有量。从表2中不难发现,2000-2005年世界汽车增产了637万辆,其中中国增产了363万辆,占世界增量的57%,因此,中国汽车橡胶制品市场引起世界关注。美国是世界汽车生产大国,1965年其产量即达到1000万辆,但这些年一直维持在年产1200万辆左右。日本是1980年产量达到1000万辆的,近些年也基本在年产千万辆的水平。总体来看,全球汽车产业呈现出发达国家增长缓慢甚至衰退,发展中国家持续增长的特点,美、欧等发达国家汽车制造业表现不佳,亚洲、东欧等新兴发展中国家持续发展。2000年世界汽车橡胶制品销售额为300亿美元,同年轮胎产品的销售额为696亿美元,汽车橡胶制品销售额大约是轮胎的43%。表3为根据美日等国百万辆汽车橡胶制品销售额在5亿美元左右,而对世界汽车橡胶制品销售额的预测。7 K0 X. {- ]8 t$ w, y
表2 2000-2005年世界汽车产量及保有量 万辆5 p: `2 @1 b7 a* W9 M0 Z
国别 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年: B( ^% _9 M# }. v. N
世界产量 6009.4 5577 6166.7 6058 6395.6 6646.5" Q4 W2 n- Z. e+ Y$ ~
美国 1277.7 1146 1227.9 1211.4 1198.9 1198.1
: a/ e1 v, H. z/ v日本 1014.4 977.7 1025.7 1028.6 1051.1 1079.74 B& P8 Y& o, _ S7 L' f
德国 552.7 569.1 546.9 550.6 556.9 575.8
% X* h- u( Z: e; F8 D6 F. v中国 207.1 233.1 328.6 444.3 507 570.77 @" a' C* z8 O$ o9 m, X2 J
世界保有量 74871.2 77539.2 81488.7 83681.4 85477.7 87222.2+ d; n' y& G9 N1 {# j7 ^$ Q% ~) W
注:资料来源于国际统计年鉴、日本ゴ厶年鉴。5 q3 t) ~( o; D8 V
! P! P! q& \+ X$ Z
表3 世界汽车橡胶制品销售额预测
; t9 D# }6 M; c% m a, z年份 2010年 2015年
' z3 u% A) S) l$ H) l8 C汽车产量/万辆 7211 7505* z* Z( k6 W" l! \# x
汽车橡胶制品销售额/亿美元 360 375% p/ ^' y. ` `' q/ R' b3 t. i
# g" \& q/ X6 s5 B7 Y 2.非轮胎橡胶制品的国际贸易; W- I+ F5 q& D: ^- T. E2 L1 J
汽车橡胶制品的国际贸易情况在国外没有统计资料。但在联合国的国际贸易统计年鉴中有非轮胎橡胶制品的国际贸易额数据。由于汽车橡胶制品在非轮胎橡胶制品中占有较大的比重,因此,从世界非轮胎橡胶制品的进出口贸易中也可以反映出汽车橡胶制品的贸易动向。6 H; B) K/ X7 T
' b: Y) t2 N; F
(1)美国是世界上最大的非轮胎橡胶制品贸易市场。美国是橡胶消费量较大的国家,每年橡胶消耗量一直在300万吨左右,各种橡胶产品的产量也很大,但由于其工业高度发达,特别是汽车的产量与保有量相当高,加之消费水平高,其国内橡胶制品产量远不能满足需要,每年要从国外进口大量的各种橡胶制品。2006年,美国非轮胎橡胶制品的进口额是52.8亿美元,与2001年相比,5年间净增17亿美元,平均年增长率在8%左右,这个速度是很高的;2006年,美国非轮胎橡胶制出口额是29.9亿美元,净进口额高达22.9亿美元。进口额高的产品包括各种橡胶杂品(各种密封制品、型材异型材、减震制品等)24.31亿美元;橡塑涂覆复织物12亿美元;胶管,8.2亿美元;胶带5亿美元;卫生医用橡胶产品6.3亿美元。
6 j! `6 D U- N) C1 t5 N
# i6 a7 ~9 `3 X7 D' K" G(2)日本多年来一直是世界最大的非轮胎橡胶制品出口国,但进口量不大,出口额远高于进口额。2006年,日本非轮胎橡胶制品出口额是2932亿日元,进口额是1789亿日元,净出口额是1143亿日元,换算成美元在10亿美元左右。其2006年出口额较大的产品包括密封制品703亿日元;胶带469亿日元;胶管387亿日元;胶片胶条105亿日元;胶布59亿日元;运动用品54亿日元。2006年与2001年相比,日本非轮胎橡胶制品进口额增长38%,净增806亿日元。8 e: h; L+ K" v9 [3 V/ {
2 E3 _, w& j) P- @% b* i(3)欧洲各国的非轮胎橡胶制品国际贸易表现为出口略大于进口,其中德国出口额最大。此外,法国、意大利、英国、西班牙和瑞典等国都是非轮胎橡胶制品出口高于进口的国家。波兰、捷克、匈牙利则是近几年新发展起来的非轮胎橡胶制品出口国家。
$ V8 I( o' Q1 k
+ D3 T8 Z, {7 m- w3 a }+ q 3.日本汽车橡胶制品市场# Y3 {# p$ D1 l
日本的汽车产量2005年是1079.9万辆,仅次于美国,居世界第二位。2005年橡胶工业的橡胶消耗量是161.8万吨,居世界第三位。其汽车橡胶制品生产与出口量都很大。日本近几年汽车产量与橡胶消耗量见表4。汽车橡胶制品的生胶耗量在工业橡胶制品中大约占60%左右。
f* M+ T5 C, C( q# m/ ~2 y5 H0 x2 E& ^3 P, v
表4 日本近几年汽车产量与橡胶消耗量 万吨4 r/ s$ y- I: G9 A+ J* r" u- `
年份 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年
$ G* |! N* K. d/ T汽车产量/万辆 977.7 1041.5 1028.6 1051.1 1079.9! Z G; ?3 D5 G7 @% T3 I
橡胶消耗量 142.5 145.3 150.7 155.8 161.8
7 s3 B, y6 L4 }轮胎 113.8 120.1 125 129.5 134.2/ p# [( Z# a; S
非轮胎 23.9 22.8 23.3 24 25.5$ f, ?( k+ l) `; v# N l8 e2 i0 V$ J
非轮胎占比/% 16.7 15.7 15.5 15.4 15.8. S) Z2 o, n+ l9 b
注:资料来源于日本ゴ厶年鉴(各年)。
( k% w: B) Z! D8 a6 A3 p- g2 n
近几年日本汽车橡胶部件销售额见表5。2004年,日本汽车橡胶部件销售额为7077亿日元,约合61.5亿美元。其中销售额较大的品种包括减震橡胶、发动机垫圈及密封件、密封胶条、胶管、油封、雨刷胶片等。要说明的是其中包括一些塑料件或金属件。
* n, v. V( O. D- o$ J$ |' k 表5 日本汽车粗胶部件饵售额 亿日元% i7 c" \/ ?1 T2 p6 O; N
部件名称 2001年 2002年 2003年 2004年
$ y, ~4 T w$ g1 F汽车橡胶合计 6172 6434 6470 7077
$ N" |0 ?2 c! }发动机垫圈及密封件 582 683 682 930! C1 w9 a" V4 O& f+ L2 H# M; ?
胶管 664 694 731 795) d0 V7 R) J' L
雨刷胶片及连杆 595 623 632 616
. u" q( s+ p+ \! ~. ]. s6 u- ^& X0 V" s" O衬套 135 145 201 1413 O9 n/ Y, n X B2 }
油封 541 525 610 652( h( B2 v* ~+ c, U" ]3 ^7 [- c5 L
橡胶皮碗 78 848 76 138( i$ Y" Q& F& W" Y+ n3 J
制动胶管 196 167 176 187
/ \& t- `9 F: I4 j* ^保险杠 594 588 604 690
2 L/ v) Z% U, l" { f# N: r窗框 477 502 475 499
+ V6 d/ z& _- e密封胶条 781 784 859 821
2 m8 ]+ E" ]8 w) A! h) j2 b; J2 l4 g减震橡胶 1523 1635 1420 1602
4 K8 K, I/ z) ] q汽车部件总计 135524 143838 152280 160139% a- \" p2 Z n) e& Q) V7 {
注:资料来源于日本ゴ厶年鉴(各年)。
# y8 w+ q; t. Z6 t" p- y* Y& _$ U6 c: F. }9 |
表6是2004年日本汽车橡胶制品主要品种销售额及耗胶量比例。从表6中可看出,在汽车橡胶制品销售额中,排序是:①减震橡胶占21.8%;②密封制品占21.5%;③胶管占13.4%;④密封条占11.2%;⑤雨刷胶条及连杆占8.4%;⑥齿带占3.8%。按生胶耗量排序是:①减震橡胶占36%;②密封条占18%;③胶管占14.7%;④密封制品占11.5%。
* C. X" K- E& a" D4 b& k/ `( _# T6 X! X( _, g# q. y Y
据有关资料介绍,日本轿车每辆需用生胶是12-15kg,其中减震橡胶约5kg,密封条2-2.5kg(10-15m),胶管1.9kg,密封件约1.4kg。
6 M: S J, k/ H9 P$ S% j3 ?# ?; v' ` 表6 2004年日本汽车橡胶制品销售额及耗胶量; H1 _% y/ X' b# x/ w" w6 ]. v% g1 n
产品类别 密封制品 胶管 减震橡胶 密封条 齿带 雨刷胶片 其它
+ ^% N F7 d; [3 V' E销售额/亿日元 1582 983 1602 821 278 616 14707 L# j. J& g3 K1 j2 j
占比/% 21.5 13.4 21.8 11.2 3.8 8.4 19.98 P: q$ D" r- c5 c* j. Y0 c/ u4 x
耗胶量/万吨 1.6 2.04 5.0 2.5 0.35 2.4
0 ?; _6 ~1 W3 d" k2 k! P8 a占比/% 11.5 14.7 36 18 2.5 17.33 b& O( _/ b5 i6 x
& Y& G& V! V2 }
表7是日本2004年轮胎及汽车橡胶制品橡胶消耗量及产值的比较。从表7可看出,汽车橡胶制品耗胶量只占9%,但产值却占到35.8%,这不难说明汽车橡胶制品具有附加价值高、利润大的特点。
0 [( d U- l, F1 L! [ 表7 2004年日本汽车橡胶制品与轮胎的橡胶消耗量及产值的比较+ j q5 J1 L0 o% D$ _6 ]6 y
产品类别 轮胎 汽车橡胶制品 其它非轮胎制品! `, K6 `8 d+ u6 B
橡胶消耗量/万吨 128.4 13.9 13.1! J* H6 z/ U7 v3 G( p. s
占比/% 82.6 9.0 8.4
) j! w9 U6 x6 j$ O1 E& x/ T+ B; a产值/亿日元 9983 7077 2729
% E. U" g- y: D5 i7 J) Z占比/% 50.4 35.8 13.8
y s4 J- w" ]: R x$ a* H. ` Q& X% a6 Z8 R
4.美国汽车橡胶制品情况
& v7 O. B5 g# O* X美国是世界汽车生产大国,上个世纪60年代中期美国的汽车产量已达到1000万辆的水平。由于国内汽车保有量已经饱和,因此多年来其产量一直在1200万辆徘徊。2005年美国汽车产量为1198万辆,同年橡胶消耗量是311万吨。美国非轮胎橡胶制品橡胶消耗量占全部橡胶消耗量的1/3左右。表8为美国汽车产量与橡胶消耗量。2003年美国汽车橡胶制品销售额为51.2亿美元,占其工业橡胶制品销售额的37.6%。表9为2001-2005年美国汽车产量与橡胶消耗量。
' P1 Z$ E9 U. [# z4 U; u
9 O$ `' z7 E. Z5 B3 Y8 P 表8 2001-2005年美国汽车产量与橡胶消耗量3 j3 V7 v# u, L4 W
年份 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年4 K3 b- W( c* D
汽车产量/万辆 1146 1195 1211 1199 11982 o( B5 Q7 y. p/ _+ E. o
橡胶消耗量/万吨 281 301 306 300 294
. r: p. J# l1 J$ O. g! e# D6 F" L轮胎耗胶量/万吨 194 196 184 182 188
7 |2 h9 U1 m& G M+ j. e非轮胎耗胶量/万吨 87 105 122 118 1069 y8 u5 N3 P, e' L; W
非轮胎耗胶占比/% 30.9 35.1 39.8 39.3 36.1
% v8 I5 X6 H7 W/ g/ V4 i7 E, W注:资料来源于IRSG统计资料(2006)。" U% O% i3 R, ?" y' j! B0 x! f" }
; y3 ~; e* R2 U4 X5 t$ Y 表9 美国工业橡胶制品需求预测 亿美元
( y7 V& V$ O0 x y; C年份 2005年 2010年 同比/%7 H! A9 k' L- j" q z, w
工业橡胶制品 76.9 88.5 2.8
7 L9 n4 h% d( }6 b$ g% H胶管 20.2 23 2.6
9 Q9 G: r H7 ^9 n6 M胶带 17.1 20.1 3.38 f) C2 @9 S" _+ A
屋面防水卷材 16.6 14.8 3.6, o+ O! b* S4 a# [% A
其它 20.8 23.4 2.4$ W: Z/ `# y) Z6 ~* T! _
合计 151.7 174.8 2.9
% n- U/ o7 Q" G" X- |. C+ \( B 注:资料来源于Rubber Wofid。
3 r0 Z& g: w$ P. }& U8 K二、汽车橡胶制品的技术进步
$ C# P( O5 }& _4 y 20世纪60年代以来,世界汽车工业进入高速发展期,汽车产量及保有量有较快增长,国外石油化工50年代下半期发展迅速,一些新型合成橡胶陆续开发成功并工业化应用,加之装备制造技术的进步,为汽车橡胶制品的发展既提供了广阔市场又提供了十分宝贵的物质条件。因此,自60年代以后,国外汽车橡胶制品在技术开发方面取得长足进步。表10为国外20世纪60年代以来汽车橡胶制品技术进步成果及动向。 Z; U& [' x1 s* v. T3 B
表10 汽车橡胶制品技术进步成果及动向
/ u0 R/ ~2 h7 D# {! X6 D 60-70年代 80-90年代 未来动向. [. J! q: E7 _3 o
新材料应用 FKM、ACM、CHC、EPDM、涤纶、玻璃纤维线绳 HNBR、TPV、芳纶 在汽车各种橡胶件中大量推广应用热塑弹性体
( Y' F: G* C" L# |产品开发 回流油封、裸骨架油封、空气弹簧、切边V带、同步带、钢丝缠绕胶管、短纤维胶管、复合结构密封条 充液减震器、安全气囊、PTFE复合油封、多楔带、复合燃油胶管、空调胶管、无级变速带 开发减震性能更好的电子自动控制的新一代充液减震垫汽车上的多种橡胶件要求与汽车同时报废。
) C$ t9 M n, g G) A工艺技术 冷喂料挤出机、注射成型机、巴威尔精密预成型机、抽真空平板硫化机、异型材及弯管的可变口型挤出技术、微波硫化生产线、自动修边机等 销钉机筒冷喂料挤出机、胶管生产工艺自动线、密封条的多复合挤出工艺、高温强风多向送风硫化挤出生产线、TPV水发袍技术、表面处理技术(雨刷胶片、密封条、油封) 采用工程塑料板材代替金属板的橡塑复合减震橡胶制品及用微孔聚氨酯弹性体作减震橡胶制品。汽车工业有用电线传动技术代替制动和转向系统中的液压装置动向
6 f3 \( J6 H j0 ~7 |0 |% D* d& [ v1 L/ Q# n' F. n& _' Y
下面介绍主要汽车橡胶制品的技术进展情况。& F" g2 y2 y+ j$ Z! ~( C
1.汽车油封
+ |8 t9 h3 W* s. B& b' h+ g 汽车油封分为旋转油封和往复油封。油封在汽车上的作用是防止发动机、变速箱、车桥中的润滑油泄漏,防止外部的灰尘等杂质进入机体,保护轴承、齿轮等零部件正常工作,提高汽车行驶里程。油封主要品种有:曲轴油封、齿轮箱油封、凸轮轴油封、气门油封、轮毂与半轴油封及减震器油封等。国外油封的技术进展是:% X2 R. ~- e, K) g% |( i
(1)原料方面。汽车油封主体材料经历的变化是NBR(30年代)→FKM、MVQ、CHC、ACM(60年代)→HNBR、FKM、ACM、CHC(80年代)。NBR在一般用途中也在广泛使用,但通过配方改进,耐油耐温性能均有很大提高。
+ y; W$ A: M( B( r+ F3 b4 l0 C0 n (2)油封结构。50年代利用流体动力学原理开发出的回流油封,经过不断改进,在70年代作为汽车曲轴油封已被普遍接受,获得广泛应用。与此同时裸骨架油封是油封结构的另一重大改进,不仅减轻了油封的自重,节约了生胶,而且提高了配合精度,现在这种结构油封已在国外普遍应用。80年代开发出的聚四氟乙烯与橡胶的复合油封适用于60m/s的超高速要求,寿命可达80万公里。' O) K- q; |1 ~7 \* H8 U. m0 t# n
(3)油封后处理技术。将油封进行化学、物理表面等处理是目前油封技术发展的又一趋势。它可提高油封可靠性,延长使用寿命,处理技术有热处理(二次硫化)、表面贴聚四氟乙烯薄膜、涂防护涂层及溴化处理等。" _/ J1 C J# E8 p0 w; X6 P$ [
(4)生产工艺。密炼机自动混炼、精密预成型机准备半成品;全自动抽真空硫化机或注射成型机硫化、撕边模具自动脱模、去边工序机械化。配套的模具加工设备以及整套的油封检验生产线对油封100%的成品检验。
: m0 Q" I/ u7 I2 c. V经过一系列的革新,国外汽车油封在上世纪60年代已基本解决了漏油问题,在美国已达到24小时漏一滴油的水平,目前在国外汽车油封可达到与汽车同寿命,而且开发出8000r/min的高速轿车油封。, t0 I0 F# E7 Z2 I
* o/ F' q E+ I) U% h7 P
2.汽车密封条: ]6 e. k3 f8 V2 R
汽车上使用橡胶密封条的主要作用是起密封、减震和装饰作用。按功能分为车窗密封条、车门密封条、顶棚防水密封条、装饰条、嵌条及其它密封条等。国外橡胶密封条的发展动向是:
6 x) J( a: f) a9 a& K- B* }: x* Z7 e (1)原料方面。广泛采用EPDM,节能环保效果好的热塑弹性体(TPV、TPO)的应用日益增多。8 F, l( }+ S0 G( w4 @! U
(2)产品结构方面。有实体橡胶与海绵橡胶复合的,有实体橡胶与海绵橡胶及金属三复合的,有实体橡胶、海绵橡胶、金属与塑料四复合的,有植绒条,也有表面涂覆有机硅或聚氨酯涂层的。
( [1 d& Q8 I. X6 I, ?(3)工艺设备方面。70年代微波硫化技术开发成功以后,国外汽车密封条的生产跨入新时代。与此同时,变截面挤出、注射接头、EPDM静电植绒、涂覆表面处理层有机硅等、TPV海绵条水发泡技术等密封条生产工艺也相继开发成功并不断完善。80年代欧洲又开发出高温强风、多向送风的硫化挤出生产线,可取消微波硫化槽,硫化速度更快,适用于更薄产品。' |6 t. u9 {0 Y7 N3 I6 |( n3 j
$ K2 M5 C V/ G+ h; x/ q
3.减震橡胶制品
' v: ^4 Y0 B+ L1 t( U& I7 } 汽车用减震橡胶制品主要有橡胶弹簧、发动机悬挂减震器、橡胶锥体减震器、塞子形橡胶减震件和各种防震胶垫。从国外发展趋势看,汽车用减震橡胶件一直呈增长趋势。60年代后期,由于限制汽车排气及防止噪音对策的实施,汽车用减震橡胶数量有很大增长;70年代后半期由于汽车高级化,为提高乘坐舒适性,减震橡胶无论是用量还是质量均有发展,每辆车已有50-60个点使用减震橡胶件;进入80年代以后,汽车的安全性、舒适性与便利性成为用户关心的主要问题,尽管汽车产量增长不多,但减震橡胶用量仍呈增长趋势。在国外,要求减震橡胶与汽车同时报废,即使用期为5-10年。减震橡胶发展的主要动向是:! x7 C( W* a/ H' x
(1)原料方面;发动机垫以NR为主要胶种,扭转减震器除用NR外,为提高耐热性也采用IIR、NBR、CR和EPDM。国外采用微孔聚氨酯弹性体及热塑弹性体制作减震橡胶制品也在发展之中。为适应汽车轻量化的要求,国外也开发应用塑料板材代替金属板的橡塑复合减震橡胶制品。
8 W+ Z% H7 _" d& [9 J3 K% \- F; ](2)产品结构方面。传统的减震橡胶都是实体橡胶与金属件的复合体。80年代国外开发成功充以液体的发动机垫和轴套。这种新结构产品是以橡胶弹性体做流体密封膜,受震动时,橡胶弹簧发生变形,即流体室发生变形,使室内流体通过通路流入另一流体室,通过流体支撑隔膜,也即支撑框架而起到缓冲作用。这种流体减震垫中封入的流体是防冻液(避免天冷冻结)。这种复合结构的充以液体的发动机垫的研制成功和应用,是80年代国外汽车橡胶制品开发方面的重要成果。现在美、日多种车型均已应用。目前还开发出采用电子自动控制的新一代充液减震垫,被称为高技术橡胶产品。
* N9 c% n) F$ I6 u
" _& h( z. t) d0 J. b6 g6 u( C 4.汽车V带' f1 O5 ]5 J2 C+ N& M0 |, F7 Z% K2 ?
汽车V带原称风扇带,是V带的一个重要种类,用于将汽车发动机的动力传递到冷却风扇、空压机、发电机和液压泵等辅助机械。国外汽车V带的技术进展主要是:
0 _ j3 Z6 n8 t8 b: e% v& { (1)原料方面。V带生胶已从CR发展到HNBR,据耐热试验,在120℃气体介质中,HNBRV带耐久性是CRV带的4倍。带体骨架材料采用聚酯线绳,在高负荷传动及耐冲击的高速皮带中也用芳纶纤维。底胶中用短纤维补强。, h% k& _7 ~6 l7 i% ?
(2)带体结构方面。70年代切割V带在国外已普遍采用。进入80年代以后,随着汽车液压转向装置及冷风装置的增多,为适应装置小型化开始采用多楔V带用作辅机驱动用皮带,此种胶带将平面皮带与V带特点结合一起,带体薄、与皮带轮接触面积大、弯曲性好、可用小皮带轮,故适用于传动装置小型化,现在多楔带已成为辅机驱动用皮带主流。' a% x7 \1 r) {9 {/ T
( J7 `( u4 L$ l8 U+ G 5.汽车同步带
\* m) r' O6 |/ @+ q 同步带于1949年由美国尤尼劳伊尔公司发明,当时称之为划时代的传动机构,引起了世界的广泛关注。到了60年代后期,在汽车上获得推广,到80年代已普遍采用。汽车同步带主要用于发动机配气点火作用,主要用于轿车和轻型车。汽车同步带的技术进展主要是:
6 H/ a: e; d3 }. }0 b2 ] (1)原料方面。生胶60年代使用CR,现只用在一般用途,从80年代开始采用HNBR。采用HNBR后的同步带使用期可达5-10年。最近新的动向是HNBR和ZDMA(异丁烯酸锌)的复合材料(略写ZSC),具有拉伸强度为50MPa以上强度,耐磨耗性亦佳,可望用作同步带生胶原料。骨架材料主要用玻璃纤维线绳,也开始推广强力高、热稳定性好的芳纶纤维。* e- g T1 q Z; ^* N3 `
(2)结构方面。从一般的平齿向高转矩、无噪音的园齿发展。70年代盖茨公司推出园孤齿同步带(HTD),80年代意大利倍耐力公司推出抛物线齿同步带,90年代盖茨公司又推出HTD2(HTD改进型)同步带。: k8 c$ H7 \6 |$ f: ^) m. p7 O! c
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6.汽车胶管
4 l ]8 f$ t, z+ I5 J 在汽车上要装配多种多样的胶管,如刹车管、燃料管、加热器管、空调管、水箱管(异型管)等,以完成动力传动和燃料、水、气的输送。由于在汽车中使用,条件苛刻,性能要求高,组装要求方便,所以其品种规格不断增多,质量也不断改进。国外胶管的发展动向是:: }" M% _- G2 Z- A) n1 t$ O& A
(1)燃料胶管。在国外由于无铅汽油的使用,并向高氧化值发展,从而导致燃料对橡胶的腐蚀性增大,因此燃料管的内层橡胶从NBR改用FKM(氟橡胶),近年又从二元FKM向三元FKM转换,理由是在低汽油透过性方面二元FKM不如三元FKM效果好。但由于氟橡胶价格昂贵,不耐低温,为了解决这个矛盾,国外正采用一种新的复合结构,它是以氟橡胶为内层胶,厚度为0.2-0.7mm,在其上复合耐油、耐寒、耐热性好的ACM(丙烯酸酯橡胶),厚度为0.5-1mm,这两种橡胶压出形成一体,在其上再编织或缠绕补强层如玻璃纤维、聚酯纤维或尼龙纤维,最外层用CR为覆盖层。燃油管也有采用树脂制造的,在北美有时也用ETFE树脂层,其外层涂有粘合剂层,最外层用尼龙树脂。由于树脂管不仅汽油透过性低,又有轻量化、易组装等优点,今后仍有扩大应用之势。) w" Z) d; k/ k9 Y9 @
(2)空调器胶管。近年来防止大气臭氧层被破坏,保护人类生态环境已在世界范围内引起重视,而氟利昂气体散于大气中会破坏臭氧层。对此,国外汽车厂家要求橡胶厂生产能防止氟利昂气体从管壁中渗透出的新型胶管。这种胶管内层采用尼龙树脂,外层用氯化丁基橡胶。为了克服尼龙的缺点,也有采用具有尼龙夹层,的NBR/CIIR为内外层结构。1 A) s# C' [8 p0 Q- z4 h- \
(3)散热器胶管。这类胶管国外是以EPDM胶料为主,也有采用短纤维复合的EPDM胶料。进入90年代,使用温度要求150℃,同时对胶料变形要求也很严格,因此EPDM用作水箱管内外层胶时,需要采用过氧化物硫化,以满足上述要求。也有采用芳纶纤维编织层,以获得耐温与耐压的平衡。
+ X) P+ _/ q) i' j, F- k: X$ m(4)热塑性弹性体(TPE)管材。由于产业废弃物产生的环境问题,对废弃物再利用的呼声日益高涨,可再生循环利用的热塑弹性体管材倍受重视,用量不断增加。
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三、国外汽车橡胶制品行业发展特点
8 c3 L& {' p+ C- N, y 1.生产规模日趋扩大,专业化越来越高
% n; a' i) f1 {9 i 国外橡胶制品生产企业生产规模日趋扩大,而且专业化程度高,因而劳动生产率很高。如日本东海橡胶公司是一家以生产汽车橡胶制品为主的大公司,它在美国建设的一个胶管与减震橡胶产品工厂,年销售额为2亿美元,只有1000名员工,人均销售额为20万美元,比我国同类企业要高出十几倍。又如,瑞典的也是以生产汽车减震橡胶制品为主的特雷勒堡公司,2002年销售额为15亿美元,公司员工是14885人,人均销售额为10万美元。
6 x6 b1 @7 E8 N* t, r" m 上个世纪90年代后期开始,在我国建设的一批外资的汽车橡胶制品生产企业都是专业生产厂,规模比较大。如某油封厂年产油封1500万件,投资2000万美元;某减震橡胶制品厂,年产180万件,投资1600万美元;某密封条生产厂年产1200万米(30万辆轿车配件),投资2000万美元;年产5000-8000吨母炼胶厂,投资大约是200万-300万美元。
/ i; q/ ~6 k$ O7 u9 j这些合资及独资的汽车橡胶制品生产厂,有一半厂家不搞混炼胶生产。与此相适应,在上海、天津、嘉兴等地陆续建起8家混炼胶工厂与这些制品厂配套,专供各种类型的混炼胶,由此不难看出,橡胶制品生产的专业化趋势。& O' {: g7 z6 v9 s/ X6 ?
! R' g$ i: i# w3 M* k 2.科研开发实现与汽车主机厂同步& P; A" q( x8 X! l* J& f0 a
在国外,随着整车厂推出新车型速度的加快,使零部件企业面临的配套压力越来越大。发达国家的汽车零部件企业研发能力要领先于整车企业,在推出的新车型中,有近2/3的知识产权属于零部件企业。因此,国外汽车橡胶制品生产企业也是非常重视新产品开发,它们把企业的研发能力看作是企业的核心竞争力之一。不惜投入大量人力和财力,对原材料、产品结构设计、产品检测等进行研究。国外有的油封企业各种测试手段和研发设备占总投资1/3以上。因而能达到独立进行产品结构设计,具备CAE模拟分析能力,加强成品模拟装车试验手段的建设,保证产品使用的可靠性,建立不同层次的产品平台,做好技术储备,从而达到与汽车主机厂的新车型开发同步甚至超前。 z9 P5 g( @7 H, W: a8 W* U
( V4 u( _: N: {+ j [0 E# R一些具有创新性的新产品如充液型减震器、汽车安全气囊等早在十几年前国外已不止一个公司开发研究,有多家企业都投入雄厚科研力量,经过十几年的不懈努力,不断发表新专利,直到1980年代末才在汽车上开始推广应用。充液型减震器一台轿车上要用3个,世界轿车年产量在4000万辆以上,其需求量在1.2亿个,这该是一个多么巨大的市场,早期投入此项产品开发研究的企业肯定会首先占领市场,因而也会取得相应回报。+ a8 n( C/ g0 s$ t- p& u
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3.汽车零部件向全球采购和模块供货方向发展; K, C. j* _0 E/ ~( I' E. c
众所周知,在一辆汽车的制造成本中,零部件要占60%-70%。因为在当前汽车市场的成本价格竞争中,各大跨国公司纷纷将零部件企业独立出去,在配套选择上,采取全球化择优供货举措,并促使零部件企业实施系统供货和模块化生产,使零部件企业最大限度参与保证整车质量、降低成本、开发新产品和今后服务的工作,与整车企业共同承担风险。- K# I* V! E- i2 C6 C0 P ]0 M' R
模块化生产的显著特点是几个不同系列供应厂家,从开始阶段就共同协作,也就是说在整车厂家的要求下,几个具备开发能力的供应厂家集结在一起,共同针对模块化供货提出方案,并协作生产,向汽车整车厂家以系列化、模块化方式供货装配。如北美的一些汽车密封条生产厂家已经突破了仅仅生产销售密封条零件的传统模式,开始向一些汽车制造厂提供一种同时装有导槽与侧条等密封条的组合框架,甚至车门整件、风窗玻璃总成等,这种做法顺应了当代汽车零部件工业向模块供货方向发展的潮流。国外汽车用胶管生产公司从1980年代开始,由只向汽车厂供应胶管逐渐转变为供应整个管线系统,用德国大陆公司的话说:向大众汽车出售12米胶管的日子已经一去不复返了。他们认为胶管虽然是汽车不同系统的一个重要部件,但却是一种低价值的产品,供应装配有胶管的燃油管线系统、空调管线系统和动力转向管线系统,能增加利润,也方便汽车制造厂装配。如2002年欧洲汽车用胶管销售额中,燃油管线系统为5亿欧元,其中燃油胶管只有1.6亿欧元,占32%。这就不难看出,对橡胶厂来讲,供应管线要比供应胶管效益好的多。 |
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