一文读懂汽车油门踏板技术要求与选材

油门踏板是现代汽车动力系统中不可缺少的组成部分，油门踏板的可靠性是动力系统的主要设计参数之一。油门踏板的主要作用是控制发动机节气门的开度，从而控制车速。合理的油门踏板可促进汽车内部简化，驾驶员空间变大，质量减轻。汽车油门踏板的材料沿着环保、节能、节材、安全和低成本的方向发展，取得了以轻量化为代表的显著进步，呈现着多样化、多元化的趋势。

汽车动力系统材料是汽车设计水平、质量、品质等竞争力强弱的基础之一。汽车轻量化程度主要取决于汽车材料轻量化的发展。近年来，玻纤增强尼龙材料如PA66+30GF、PA6+30GF等已成为汽车发动机油门踏板材料的新选择。玻纤增强尼龙材料由于造型容易、质量轻、成本低，受到汽车主机厂及油门踏板制造厂商极大关注。特别是玻纤增强尼龙材料的形状设计自由度大，其制成的油门踏板具有耐久性好、耐压性及抗振动性优良功能零部件材料。

油门踏板作为汽车动力系统的重要部件，其种类主要分为悬挂式油门踏板以及底板式油门踏板。为满足汽车在使用过程中的安全性，油门踏板应包括以下主要技术要求：

1. 一般要求

踏板装置在整个工作行程中应工作灵活，无异常响声，且踏板表面应光洁、均匀无气泡、无裂痕、毛刺及划痕等缺陷。

悬挂式油门踏板及其结构

2. 基本要求

1）耐久性

2）耐压性

踏板传感器每个回路的正极和接地之间应能承受12V±0.5V最少5min。

地板式油门踏板及其结构

3）耐腐蚀

踏板总成在温度35℃、5%的中性盐雾环境中放置24h，然后在温度60℃、湿度95％的环境中再放置12h，在室温下稳定2h后进行功能测试。

4）抗跌落

踏板总成从距地面1m的高度跌落到平滑的水泥地面上，每个踏板的六个方位面分别进行一次测试，总共使用3个踏板；试验后的踏板应满足功能测试要求，且不能有损坏或影响踏板装配的破损。

5）抗振动

6）踏板强度

7）耐粉尘

踏板总成暴露于0.88g/m3的尘埃环境中24h后应满足功能测试要求。

8）耐高低温循环性

踏板在-40℃保持3h，然后升温至85℃再保持3h，然后再降温至-40℃，作为一个循环，要求温度转换的时间小于5min；共进行6次热冲击循环，试验后的踏板应满足功能测试要求。

9）耐存储性

将踏板总成放置在-40℃环境中至少48h，接着在室温下放置至少6h后，然后在85℃环境中再放置至少48h；试验后的踏板应满足功能测试要求。

10）低噪音

踏板以0.01m/s的速度释放回到初始位置期间所产生的噪音应不超过45dB(A)（在驾驶员耳朵部位测量，距离踏板垫1350mm）。踏板从任一位置瞬间释放，回弹所产生的噪音应不超过83dB(A)，无论任何时候600Hz以上的噪音应低于70dB(A)。

11）回弹性

将踏板固定在试验台上，踏板运动到全行程位置瞬间释放，踏板回弹到初始位置作为一个循环，总共进行1000次循环，每100次循环监控一次传感器在怠速位置的输出信号，1000次循环后踏板进行性能测试。

1.油门踏板材料发展历史

汽车油门踏板材料及相应加工工艺的发展历程是：铸铁或铸铝件----不锈钢-----压铸铝合金件-----（尼龙）热塑性塑料注塑件。

2.各种材料性能对比

现将铸铁或铸铝件、不锈钢件、压铸铝合金件、热塑性塑料（尼龙）注塑件的性能对比如下。

3.油门踏板用玻纤增强尼龙材料分析

①轻量化

对于同一汽车而言，油门踏板选用的热塑性尼龙注塑件与传统材料件在强度、刚性相近的情况下，油门踏板部件自身的重量指标，尼龙塑料注塑件比不锈钢件减轻50%以上，比铝合金铸件减轻30%-40%；该比较的前提条件是已考虑并计入为补偿尼龙塑料新材料刚度和强度而增大的壁厚及设计上增加的局部加强筋等结构措施对自身质量的影响。

②设计自由度

玻纤增强尼龙材料使部件壁厚变化、局部加强筋设计、与连杆部件集成为一体化等设计自由度大大提高。

③加工成本

热塑性玻纤增强尼龙油门踏板的加工成本与传统的油门踏板材料相比，具有明显的优势，热塑性尼龙注塑油门踏板不但能提高生产效率，同时可降低生产成本。仅模具费用一项，可节省费用可观，因尼龙塑料注塑模具的使用寿命是铝合金压铸模具使用寿命的10倍；油门踏板与连杆部件集成注塑，降低油门踏板的组装成本；注塑制造工艺比铝合金铸造工艺的产品不良率低，降低系统成本。有资料显示，玻纤增强尼龙注塑油门踏板的生产成本要比压铸铝合金材料低30%-40%。

④可靠性

玻纤增强尼龙踏板的工作可靠性、使用耐久性及低温下工作适应能力，已经通过了包括大众、通用、福特及吉利等各大主机厂认证。

上海日之升科技有限公司针对汽车油门踏板技术要求，依托当前汽车技术的发展方向，不断加大投入研发力量和资金，开发了一款可用于油门踏板材料-A6G04。A6G04是日之升公司通过基体选择、加工工艺等技术创新，性能已接近国内外同行业产品，目前已在多家客户中使用与推广。

本文作者：陈光伟（上海日之升科技有限公司）

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