高性能特种工程塑料——聚醚醚酮(PEEK)如何给车辆“降噪减振”


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很多车主都有类似经历:新车买来时车内安静、驾驶平顺;可几年以后,各种吱呀、哒哒、嗡嗡的噪声和细碎震动就纷至沓来,方向盘、座椅甚至内饰板都开始“吵架”。这背后,其实都指向同一个专业术语——NVH(Noise, Vibration & Harshness),即噪声、振动与声振粗糙度。——统计显示,约1/3的车辆故障投诉与NVH有关,1/5的售后费用花在解决异响和振动上。这也是各大车企把“安静”当成核心卖点的根本原因。


01

汽车NVH为什么会变化?

01

零部件磨损,间隙增大

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发动机悬置、悬挂球头、轴承衬套、差速器齿轮……新车时这些部位都有严格的公差和润滑,但金属-金属或金属-橡胶长期相对运动,必然磨损。间隙一旦变大,冲击和滑移就更明显,噪声与振动随之放大。


02

橡胶/塑料老化,阻尼下降

传统悬置、隔振垫、密封条多由橡胶或普通工程塑料制成,随时间热氧老化、紫外老化、油液侵蚀会让它们变硬、龟裂,失去“吸能”本领,低频轰鸣和高频异响就此产生,这个变化虽然是缓慢发生,但体现在NVH上会是阶梯式的,一般经验5年以上整车的NVH就有能被体验到的变化。


03

润滑油脂分解,摩擦“唱歌”

车门铰链、天窗滑轨、制动卡钳导向销等部位的出厂润滑脂会随时间氧化析油,失去润滑与阻尼,于是出现“吱吱”的粘-滑摩擦声(Squeak)和“咔哒”碰撞声(Rattle)。


04

零件配合变化,造成共振

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随着零部件刚度下降,缝隙产生,配合松散,整车模态频率发生漂移,原本不会共振的转速/车速区间,可能落入新的共振带,于是“某段路、某个速度”总能听到恼人的轰鸣。


02

PEEK是谁?——“塑料届的黄金超人”


PEEK(聚醚醚酮)是一种高性能特种工程塑料,

拥有几大撒手锏:

性能

典型数值

对NVH的意义

弹性模量

3.5–4.0 GPa

具有刚性的同时不牺牲韧性,“刚柔并济”

高阻尼

高于金属

减震降噪,

吸收振动能量

耐疲劳

10⁷次循环后仍

保持一定强度

长期负载不变形,

维持“紧配合”

自润滑

/耐磨

摩擦系数

0.15–0.30

可在无油或少油工况下安静运行

耐腐蚀

/水解

耐油、耐腐蚀,耐水解

减少因腐蚀造成的

松动摩擦、异响

稳定性


在-40~260°C可持续工作,短期高达 300°C 温度下仍具有良好的尺寸稳定性和刚度,并且在高温且高湿环境下仍能保持形状和尺寸的稳定,不易吸水膨胀。体积/表面电阻 10¹⁶-10¹⁷ Ω·cm,几乎不导电;介电常数 3.2-3.3,损耗因子<0.001(kHz-GHz),发热极低,非常适合高频高速电路。


*以上还可以通过改性/增强提升PEEK的性能,请联系我们的工程师了解具体信息。


一句话:

PEEK = 高强度 + 高阻尼 + 轻量化 + 自润滑

这些特质,让它成为解决NVH“暴噪”的新武器。


03

PEEK如何给车辆“降噪减振”

01

轴承/轴套——让旋转更“丝滑”

新能源车电机转速动辄15000 r/min,是油车的好几倍。传统金属-塑料衬套易磨损、产生“电蚀+噪声”。PEEK衬套凭借高耐磨+自润滑,耐高温高电压并保持尺寸稳定性,有效降低噪音和震动。而玻璃纤维/碳纤维增强PEEK,刚度可精确调校,阻尼远高于金属,却不会像其他塑料或橡胶那样几年就开始老化。


02

天窗/座椅滑轨——告别“吱嘎”

座舱系统中的座椅滑轨蜗杆、门档限位套等零部件如果换成PEEK材料,高阻尼、低摩擦、自润滑,能够减少汽车零部件润滑维护,减少转动惯量提高响应速度;而且PEEK可以一体成型,减少工序,降低成本的同时又避免了分体零件因为膨胀率、摩擦系数不同造成的配合度变松散。


03

刹车系统——去除“尖叫”

真空泵叶片、液压挺杆和阀座如果采用PEEK产品,可以获得比金属材质更好的减振降噪效果。PEEK可以在连续 260 ℃ ,短期 300 ℃ 的高温下保持尺寸稳定和性能稳定,因此大大降低了因高温蠕变造成的异响;并且PEEK对制动液、机油蒸汽零溶胀,间隙小, 能让金属异响消失,对NVH有明显改善;


04

紧固件、轴承保持架——更牢固,低摩擦

PEEK能够在40°C~ 260 ℃ ,短期 300 ℃ 的高温下保持机械强度,并且耐油,耐高压,吸水率极低,低摩擦系数。因此PEEK能够在恶劣的环境下和极端工况下保持设备各零件的稳固性,减少松动和摩擦造成的噪音和异响。


05

密封条、止推圈——更紧密,响应快

PEEK的干摩擦系数低,自润滑,降低摩擦震动和噪音;重量更轻(比金属减重70%),可以有效提高响应速度,降低响应时的震动,同时PEEK具有高刚性,高抗压强度,且高温下尺寸稳定性好,因此能轻松应对汽车行驶中的各类恶劣工况。

以上仅举部分例子,实际PEEK还能应用在更多的汽车零部件上面,不仅能够有效降低NVH,还能降低重量和惯性,提升燃油效率,并且提升了安全性。


结语

汽车变老变吵,并非必然,而是材料极限与时间磨损共同作用的结果。PEEK汽车领域解决方案是用材料科学把NVH问题前置解决——让零部件本身就具备减振、耐磨、自润滑的属性,而不是靠后期加隔音棉、打黄油“亡羊补牢”。PEEK这类高性能工程塑料的出现,让“终身安静、终身平顺”成为可能。

关于普威复材

常州普威(POLYWEL HPP)在聚合物技术、成型工艺及应用解决方案领域拥有二十年精深的专业积淀。从国内PEEK材料的首次突破到如今的全球规模供应,我们持续推进高性能PEEK牌号、型材及工程部件的创新,推动关键产业转型升级。我们以创新性的产品组合,为汽车、电子电气、能源电力、医疗器械、航空航天、机器人及低空经济等领域多家客户提供支持——持续提供可靠、可持续且面向未来的解决方案,应对全球更严苛的材料挑战。