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传动轴发展
传动轴发展
一 背景
汽车是最普通的代步、运输工具，许多国家均将汽车工业作为其重要的支 柱产业。面对资源和环境的严峻挑战，推进汽车轻量化以降低油耗，一直是汽 车工业发展的主题。复合材料因具有加工能耗低,轻质高强，可设计性强传动轴、发动机 罩、上下悬架臂等零部件，主要应用在结构件和受力件上。2003年，碳纤维的 SMC复合材料首先成功批量应用于2003款的Dodge Viper车型和mercedes Maybach车型的系列化生产中。
二汽车传动轴发展历程
汽车传动轴作为汽车的一个重要的运动部件，传动轴在不同轴心的两轴间 甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力，工作环境都比较恶劣。 对传动轴材料性能有着较高的要求，传统的汽车传动轴是金属件。包括传动轴 体（一根或者多根）、万向节（两个或者多个）、滑动花键副、中间支承结构。 对于金属传动轴而言，，一般采用单根 传动轴管。，通常就要釆用两根或者两根以 上传动轴管、由三个或者三个以上的万向节连接而成，并且要增设中间结构件。 金属传动轴在使用过程中要定期给其注入润滑油，以保养传动轴，而且注润滑 油又脏又累，给驾驶人员增加负担还浪费时间。并且金属传动轴在使用过程中 容易磨损，引起传动轴噪音和发动机能量损失、缩短使用寿命。
为了解决磨损、润滑等缺点，美国最先进行了传动轴涂覆层的研发。1966 年成功申请专利。此种工艺将尼龙11、尼龙12、尼龙1010粉末结合粘结剂涂覆 在金属传动轴的表面。此种方法对传动轴的性能及其应用有一定的改进，但在 部件简化及性能强度上的改善不大。纤维增强树脂复合材料传动轴的问世及发 展正在逐渐解决传统金属传动轴的缺点和完善其性能。国内传动轴涂敷尼龙的 研究已很成熟了，河南许昌传动轴总厂年产尼龙涂敷汽车传动轴总成 90万套， 其中:轻型汽车传动轴 28万套,中型汽车传动轴 34万套，重型汽车传动轴 28万
套。
最早生产碳纤维复合材料的公司是美国摩里逊公司( Morrison Molded Fiber Glass
)生产的碳纤维复合材料汽车传动轴。其生产的传动轴供通用汽车公 司载重汽车应用。采用的碳纤维复合材料可以使原来的两件合并为一件，与钢 材相比较质量可以减轻60%,每个传动轴减轻9Kg。该传动轴采用卓尔泰克公 司(ZOLTKE)公司的工业级48K碳纤维，年生产量为60万根传动轴，每根传 动轴消耗碳纤维0・68Kg。
福特公司1984年将玻璃纤维复合材料传动轴应用到汽车领域。此种材料的 抗扭曲强度是传统金属材料的两倍以上，扭矩力测试结果为17 793N远大于安全 设计值10 00ON,作为受力材料玻璃纤维还要逊色于碳纤维复合材料。考虑到碳 纤维使用的成本，早期传动轴主要采用的时玻璃纤维纤维增强树脂或者是玻璃 纤维和碳纤维混合的使用，其中碳纤维作为结构层。GKN公司在1988年开始 着手于碳纤维复合材料传动轴的研究，传动轴在Renault Espace Quadra上的使 用开导了碳纤维复合材料汽车传动轴的先驱。1992年推出的Renault Safrane Quadra
的传动轴由原始的金属三段式发展到了金属和复合材料相连的两节式，减重高 达40%,此种传动轴销量较小，仅年产500套。在Toyota Mark II使用的碳纤 维传动轴减重大50%，性能上大大改善了 N・V・H。Audi 80/90 Quattro首次使 用碳纤维传动轴是在1989年，并且使用汽车汽车型号一直延续到了 1998年的 Audi A4/A8 Quattro,此种型号传动轴年产已达30 000套。此外碳纤维汽车传动 轴在以下车型上均有使用：阿斯顿•马丁 DB9,阿斯顿•马丁 V8 Vantage Coupe 阿斯顿马丁 V12 Vantage马自达RX-8。即将上市的2011款奔驰SLS AMG欧 翼，碳纤维传动轴的使用也将成为此款车型的标配。
1996
1998
2000
2002
-2007
Total
900,000
units!
2004
5J00Q 曲lite
Nissan GTR 2007
10,000
Units
MMC Pajero 1999
Development
Dev 皀 bap<n«f¥t
Reason for
adoption
Light weight
Lightweight
Aston MartfnVS-Vantage 2005
DevekirpfTieint
10,000 Unitea
P Lightweight
Aston Martin DB9 2004
MAZDA RX-3 200S
Dev