个人护理品用的有机硅
章基凯
上海高分子材料研究开发中心
1前言
随着日化工业的发展和人民消费水平日益提高，对个人护理产品提出更广泛的要求。由于工业发展，空气污染程度增加，洗涤剂、增白剂、农药、化肥等化工产品的广泛使用，使人的皮肤接触越来越多的化学物质。因此，要求个人护理品不仅能修饰脸部、头发和手部，而且要求能够保护皮肤健康。
有机硅(特别是硅油)以优异的综合性能和生理隋性，十多年来已进入销售额大产品升级换代快的个人护理品行业。它具有与皮肤相容性和与基材的配位性、疏水透气性好、耐化学介质侵蚀、润而不腻等独特性能，它作为个人护理品的组份，在改进个人护理品、提高使用性能和开发新品种方面必将起到举足轻重的作用。
2有机硅的特性和毒性
2.1结构特征
有机硅具有以下的结构特征：
（1）结合能量大的SiOSi主链(Si-O，106Kcal/mol)；
（2）分子间相对弱的亲和力(硅油20～25达因/厘米)；
（3）形成螺旋分子能力大。
2.2有机硅生理毒性
以硅油为例，具有对称分子结构，无极性基团，整个分子呈隋性分子。根据国外资料报导和北京首都医院、中国医学卫生研究院和原上海第一医学院等单位所进行毒性试验，证实硅油无毒，具有生理隋性，在个人护理品行业使用是绝对安全的。
(1)皮肤相容性-赖皮症试验
硅油的皮肤相容性可通过实验动物皮肤上没有上皮增厚作用而得到证明。所谓“赖皮症试验”即在皮肤的表面分别给以石蜡、凡士林和硅油，10天后观察到涂有石蜡、凡士林的皮肤上皮的所谓赖细胞层显著地促成播散，而涂以硅油的皮肤则无此现象。这就说明硅油对于皮肤的惰性甚至胜过化妆品中常用的石蜡、凡士林等材料。
(2)吸收试验
用70%八甲基环四硅氧烷(D4)、20%十甲基环五硅氧烷(D5)和10%其它环状化合物配成的液体涂于皮肤，用原子吸收光谱法分析呼吸气，未测出有有机硅化合物，在尿中也未测出。
(3)眼刺激试验
硅油滴入家兔眼中引起温和的刺激症候，显示轻微的结膜炎，类似迎风流
泪，在24～48小时内消失。在化妆品中，硅油使用的浓度较低，不会造成刺
痛。
(4)口服毒性试验
甲基硅油、苯甲基硅油和低分子环硅氧烷的LD50(半数致死量)大于
43g/kg，聚醚改性硅油和十八烷基三甲基硅氧烷LD50为28.2 g/kg，用1%的上
述各种化合物分别混入饲料中，对鼠、免、狗进行试验，时间长达1年半，未
发现致癌性。
(5)吸入毒性试验
以气溶胶形成使兔子吸入，浓度为9～0.065mg/l不等，时间90天。解剖
时未发现病理组织变化，为确保安全，再用猿作试验，不论在神经生理、呼吸
功能、心电图、血象等方面都未发现异常。
(6)胃吸收和代谢功能试验
以志愿人员作试验，经过粪便、尿液、胆汁的化验也未发现任何中毒现
象。
(7)遗传基因试验
通过Ames细菌试验，未发现任何变异，对于生育胎儿发育均无不良影
响。
(8)环境污染试验
进入大气的有机硅化合物，经光氧化降解，最终形成硅酸、二氧化碳和
水，对于水生生物未显示任何危害，也未发现生物富集现象。
根据上述试验，尤其是“赖皮症试验”，可以确认有机硅化合物在个人护
理品中应用是绝对安全的。
2.3成膜性、润滑性及憎水性
硅油的整个分子呈螺旋状分子，硅氧键的极性相互抵消，分子间的力显得
很小，所以呈现低的表面张力，在皮肤表面能迅速展布，形成均匀的薄膜，即
使用量很小，也使皮肤有高度的斥水性，同时不影响正常排汗。硅油能赋予皮
肤角质层适当的水份，对皮肤是良好的润滑剂，但没有油腻和粘着性感觉，产生一种无粘着性和舒适的感觉，即使用量很小也使皮肤有高度的斥水性，从而达到润滑憎水的目的。因此，以硅油作为添加剂的化妆品具有在皮肤表面展布憎水、透气、润而不腻的舒适爽特点，预防皮肤粗糙，可作为皮肤保护剂以防止工业性皮炎、婴儿尿布疹等，是一种润滑和保养皮肤的化妆品，所以被配制成各种W/O和O/W型皮肤霜、护肤霜、冷霜、美容霜等。
2.4配伍性
分子中含有苯基的低粘度硅油和低分子环状有机硅化合物具有去粘作用，与一般化妆品原料蜂蜡、石蜡、凡士林、羊毛腊、矿物油、乙醇等具有良好的相容性及配伍性。
2.5透光性
硅油在可见光的全波长是透明的，含有苯基的硅油在紫外区域显示特有的
强吸收，在0.23微米处，透过率不超过20%。因此，可用来作为防晒化妆品
的添加剂。
2.6挥发性和低汽化热
低分子量环状有机硅化合物具有挥发性和低汽化热的特性，因此，它在所
有化妆品添加剂中具有特别重要的使用价值。如：可作为除汗剂、花露水、喷
发剂、剃须洗液、指甲油、眼睫油等化妆品配剂，以改善传统配方产品的油湿
感。
2.7溶解性
硅油因为无极性，一般溶解于非极性溶剂难溶于极性溶剂，并根据粘度大
小而不同，粘度越低越易溶解。苯甲基硅油比甲基硅油相溶性好，硅油对各种
维生素、杀菌剂、抗炎剂等有溶解能力，所以各类营养霜、药物霜配入硅油以
后，由于在皮肤表面形成了一层憎水膜，从而提高了药物的耐久效果。
3个人护理品用有机硅现状
迄今, 已开发成功可用于个人护理品的有机硅产品有: 二甲基聚硅氧烷、甲
基苯基聚硅氧烷、含氢硅油、环状聚硅氧烷、甲基聚硅氧烷乳液、聚醚改性硅
油、烷基改性硅油、氨基改性硅油、有机硅腊、硅树脂、有机硅处理的粉体等
系列牌号。
按其在个人护理品中所起的作用和用途可以分为下列六大类。
3.1作为油份的有机硅。
（1）线型硅油
作为油份而应用最广的有机硅是二甲基聚硅氧烷和苯甲基聚硅氧烷。二甲基聚硅氧烷(DPM S) , 由于其分子量不同, 具有各种粘度的硅油。其结构示意式见下：
个人护理品中使用的苯甲基硅油，具有各种下列不同结构示意式：
（2）支链型硅油
支链型硅油是在线型硅油分子链中引入三官能链节作为支化点形成的一类含有聚硅氧烷支链的液体状聚硅氧烷，近年来支链硅油以其独特的性能受到人们的关注。
甲基支链型硅油典型结构示意如下：
苯基支链型硅油典型结构示意如下：
聚醚改性支链型硅油结构示意如下：
（3）硅油的作用
在个人护理品中，添加线型聚二甲基硅氧烷（二甲基硅油）的目的是最大程度抑制油份的油腻感，具有滑爽感和舒适感，并有助其它成份在头发和皮肤的扩散作用。
将粘度（25℃）5000 000 mPa·S以上的二甲基硅油用轻质液体异链烷烃、挥发性环硅氧烷（D n）或低粘度的二甲基硅油溶解配成的硅油溶解液称复合硅油，复合硅油主要用于护发化妆品，其功能是防止头发开叉及赋予头发梳理性。
将低粘度二甲基硅油或挥发性环硅氧烷与低交联度的加成型硅凝胶配成一类硅油凝胶化制剂，主要用于护肤和彩妆品的配制。
环状二甲基聚硅氧烷(D n) 具有适当的挥发速度, 其蒸发速率低于水和乙醇, 具有良好的分散性、挥发性, 挥发时皮肤无冷的感觉, 无残留物, 因此, 用作基油或暂时性载体。用作粉体和功能成份涂布时, 作为油份的D n有助于均匀涂布以及使用感, 涂布后挥发, 仅有效成份残留于皮肤和头发上。例如, 作为油性粉底化妆品的油份主要使用D n, 其添加剂量多达10%～30% , 还能代替部分粘合剂。在气溶胶抑汗剂中,Dn 消除阀门的堵塞并降低抑汗剂盐类的粘性, 不沾污。D n 用于头发调理剂, 有助于降低其他组份的粘性, 不沾污和提高光泽的功效。D n加入含矿物油基质防晒剂中, 改善其辅展性和有助于减少粘性, 而且也减少凡士林一类的物质对皮肤的油腻感, 也能代替一部分矿物油。
有机硅蜡是十八烷醇和三甲基硅氧基硬脂酸盐的混合物, 可与矿物油和有机蜡相溶。该混和物的聚硅氧烷部分具有蜡的化妆品性能以及它与有机组份的复配性, 比其它的硅氧烷更易封闭水份渗透。它仍保持类似于DPM S 的触感觉, 并且有较干燥的感觉, 可复配到护肤品和化妆品的各种固体和液体配方中。在护肤霜中用量达5% 时, 具有光滑性、软化性和易擦性。若加0.5%～2.0% , 则不使其他组份发粘。在唇膏中加1%～5% 可提高其质量、涂擦性好, 使用后更显光滑等。只要在化妆品中加入0.1%～1.0% 便可形成保湿层和减少水份的封闭膜。在以凡士林为基剂的新型棒状产品中, 加入有机硅蜡, 可克服凡士林的缺点, 即有机硅蜡除去了凡士林的油感并减少了它们的粘性。
苯甲基硅油是一种低粘度、稍具有挥发性的液体, 折射率高, 极易与醇和有机成份复配外, 其它性质与DPM S 相似。在室温下, 无限溶于95% 的乙醇。它可与脂肪族和芳香族溶剂及很多常用的个人护理品原料, 如蜂蜡、羊毛脂、矿物油、石蜡、石油和肉豆蔻酸异丙酯混溶。因其配制方法方便, 聚甲基苯基硅氧烷
是霜、乳液和防晒产品的添加剂。
支链型硅油分子存在支链结构，其分子链间的缠绕比线型硅油大，故有剪切变稀效应，属非牛顿液体，另外支链型结构的存在可抑制硅油在低温的结晶趋向，使硅油的玻璃化温度降低。与线型硅油相比，因支链存在，成膜趋向增加，另外支链硅油与化妆品其它组份相容性好，不受皮脂污染，用其配制的护理品使用的持久性好，有特别滑爽的使用感和极好的洗净效果，洗净及洗净后的使用感极好，可用于护肤品、护发品、制汗剂、彩妆、防晒品等中。例如：使用8mm2/s的支链型二甲基硅油用于配制透明胶状制汗剂时，其使用感和稳定性均优于粘度为6mm2/s的线型二甲基硅油；用聚醚改性支链型硅油作乳化剂配制的乳液型个人护理品（O/W或W/O型），其稳定性、透明性、滑爽感及使用感均优于采用一般聚醚改性硅油。又例如：支链型苯甲基硅油是苯基甲基硅氧烷的共聚物，它与许多化妆品组份相容性好，可作为头发光亮剂、斥水剂，皮肤柔软剂、抗粘剂、保湿剂，应用范围包括皮肤的洗剂、奶液、防晒液、喷雾剂、拒虫液、剃须液及各种头发展布，调理光亮等。
另一方面, 为了改善DPM S 对水和碳氢化合物的相容性和增加其他的功能, 研制出引入各种官能团的有机改性聚硅氧烷。下列结构式中的X是各种不同的官能基, 其典型基团见表1。由于硅氧烷骨架的结构和分子量, 引入官能团的种类和数量等不同, 而产生许多种有机硅改性聚硅氧烷(简称改性硅油)。
表1有机改性硅油
其中, 聚醚改性、氨基改性硅油已广泛用于个人护理品中。含聚氧乙烯基或聚氧丙烯基的聚醚改性硅油, 因聚氧乙烯基的含量不同, 而得到从溶于油的亲油化合物到溶于水的亲水化合物。聚醚改性硅油用量0.1%～1.0% 时便能给护肤液具有润滑性和湿润性。用含0.1%～0.5%水溶性聚醚改性硅油香波洗涤后, 能显著改善干发和湿发的梳理性。
另外，具有梳型结构的聚醚季铵盐改性聚硅氧烷，它的分子结构如下式：
它极易分散于水中，对头发附着力强，能显著改善头发的干梳性和柔软度，主要应用于“二合一”香波，可制成干湿阻力小、手感柔软滑爽、成本低的高档香波。
氨基改性硅油, 由于分子内具有氨基, 对头发具有优良的附着性以及耐洗性, 提高梳理性, 促进干燥效果和降低静电发生量。表2 列出作为化妆品油份有机硅的主要类型及适用范围。
表2硅油类型及适用范围
硅油类型特点适用范围
有各种粘度: 0.1Pa·s的可明显赋予平滑手感和柔软性；0.35 Pa·s 的可不留余护肤产品、浴用洗涤剂、剃须产品、除臭剂、爽身粉、尿布疹油
改性油典型的X
聚醚改性
氨基改性
烷基改性
环氧改性
氟代烷基改性羧酸改性
巯基改性
醇改性(-OC2H4-)a-(-OC3H6-)6OH - NH2,-NHCH2CH2NH2
- C n H2m+ 1
- OCH2 - CH - CH2
O
- CF3
- COOH
- SH
- OH
二甲基硅油粘痕迹, 有非常好的憎水性,
能防护因水引起的刺激；
1Pa·s的适用于护手霜和洗
涤剂。
膏、痤疮药剂等。
苯甲基硅油与化妆品基材有高度相容性,
去粘、耐晒。
头发喷雾剂、洗发膏、
护肤剂、护发霜、剃须
预洗剂、防晒剂等。
低分子环硅氧烷易挥发、低粘度液体, 与许
多个人护理品基材相容性好,
无油脂感, 易于涂抹。
头发喷雾定型剂、护发
霜、浴用液、洗涤剂、
护晒剂、染睫剂、指甲
油，作除汗剂活性载
体，除体臭、汗臭剂。
聚醚改性硅油在水、乙醇及其溶液或乳化
体系中可溶。
洗发膏、护肤剂、剃须
用制剂、浴用油、皮肤
清洁剂等。
氨基改性阳离子有机硅乳液阳离子乳液, 容易配方,容易
使用, 有特殊的乳化活性,
优良的溶液相容性、稀释稳
定性。
主要配制各种香波, 使
在湿的情况下易于梳
发。
十八烷基三甲基硅氧烷有蜡质特性, 在皮肤上易溶
化成膜, 滋润舒适, 与个人
护理品基材的相容性好。
可以配制各种固体、半
固体、液体化妆品, 如
唇膏、护肤膏、霜、护
发剂等。
另外, 在配制个人护理品时, 有机硅与个人护理品辅料的相容性、配伍性显得十分重要。良好的配伍性、相溶性, 使个人护理品的配方具有更大的选择余地, 便于开发不同类型的高级个人护理品。
表3 列出主要类型有机硅与个人护理品辅料的配伍性。
表3有机硅与个人护理品辅料配伍性
在下列物质
中的溶解性甲基硅油苯甲基
硅油
低分子环
硅氧烷
六甲基
二硅醚
在下列物质
中的相溶解性
A B
水
95% 乙醇70% 乙醇99% 异丙醇70% 异丙醇十八碳醇脂肪族溶剂芳香族溶剂←→
××
××
××
××
××
××
√√
√√
←→
×√
√√
×√
√√
×√
√×
√√
√√
←→
××
√-
××
√×
×-
√-
√√
√√
←→
××
√-
××
√×
×-
√-
√√
√√
蜂蜡
羊毛脂
矿物油
石蜡
石油
甘油
氯化溶剂
氟利昂
注: ×为不溶, √为相容, - 为可乳化。A:D4 (八甲基环四硅氧烷) ,B:D5 (十甲基环五硅氧烷)。
3.2具有薄膜形成能力的有机硅
使用树脂状和橡胶状的有机硅, 具有有机硅固有特性——耐久性。这些化合物易溶于环状有机硅或碳氢系化合物的挥发性溶剂, 此溶液易涂布于基材后干燥, 形成一薄膜, 而产生无粘腻感, 即使接触也形成不转移薄膜, 其薄膜是具有疏水性和耐久性。
树脂状的有机硅其代表是下式结构的三甲基甲硅氧基硅酸盐。
由聚二甲基硅氧烷和三甲基甲硅氧基硅酸盐的混和物, 其防水性极佳。它使防水膜的作用增强,防止护肤产品中其他软化剂被洗掉, 是护肤霜和乳液、耐洗的防晒品、晒黑产品的一种重要组成。在个人护理品中配入这种硅氧烷, 赋于非常小的润滑性和软化性, 有光滑感, 与相同粘度的聚二甲基硅氧烷相比, 还有较干燥感觉的薄膜, 用它配制的各种产品不会在皮肤上留有明显的润滑性。橡胶状的有机硅是超高分子量DPMS, 能形成无粘感的柔软的薄膜。该薄膜难以乳化,具有耐水性和持久性的屏障效果, 更持久的光滑度。
长期涂布于皮肤的护理品, 必须考虑皮肤呼吸的影响。涂布于过滤膜的各种有机硅水蒸气透过量与石蜡相比较, 石蜡的水蒸气透过量和涂布量成反比, 并且透过量低, 但有机硅类相反, 涂布量小于20 m g?1 8 cm2时, 其透过量高并保持一定值。这表明有机硅对皮肤呼吸的影响少, 利用树脂状和橡胶状的有机硅的优
良薄膜形成能力, 可以广泛地应用于皮肤护理品中, 对于有炎症的皮肤有保护作用, 有助于保持水份, 并使皮肤不受刺激, 赋予产品耐久性。氨基改性硅油是一种新颖的有机硅化合物, 其主要结构有以下两种:
结构中下端的碱性二胺在中性水介质中将质子化, 使它带正电荷, 与带负电荷的头发表面相互作用, 因此硅氧烷的极性氨基加大聚合物与蛋白质表面的亲和力。另外, 这种聚合物中若含活性的硅烷醇官能团时, 在乳化状态下, 这些活性基团是稳定的, 但当乳化在头发表面破乳后, 这些硅烷醇基团发生缩合反应,经过链的延伸和交联, 使聚合物分子量增大,形成的沉积物在头发上形成膜, 并且具有耐洗性。经电子光谱化学分析法表明, 氨基二甲基硅氧烷比没有氨基的如二甲基硅氧烷具有良好的沉积性, 对相同次数的水洗显示了较好的抗洗力,见表4。
表4氨基改性硅油与二甲基硅氧醇的耐久性比较
头发上有机硅相对残留量未处理
洗涤次数
处理 1 2 3 4 5 6
氨基改性硅油28 18.8 15.6 16.0 16.2 15.6 14.8 14.0 二甲基硅醇28 9 7.8 6.4 5.2 4.2 3.6 2.8 3.3作为表面活性剂的有机硅
此类有机硅化合物的典型代表是由聚二甲基硅氧烷作为疏水基, 聚氧乙烯以及聚氧丙烯的聚醚作为亲水基而构成的聚醚改性硅油。它最大的特点是不论是在有机系或在水中均具有优异的表面活性效果。在以有机硅为主的油相W?O型个人护理品中, 它特别适用作乳化剂, 可以得到很稳定的W?O 型乳液, 即使添加75% 水, 也能得到稳定的体系, 而且降低过去W?O型乳液护理品的粘腻感。另外,聚醚改性硅油不像其它有机硅,不妨碍香波的泡沫性质, 而在某些情况中, 用Ross-Miles仪器测量表面, 聚醚改性硅油实际上甚至改善泡沫的性质, 见表5。
表5聚醚改性硅油在香波中的泡沫稳定作用
泡沫稳定性类型泡高
(mm)
30 m in 后泡沫稳定性
(原泡高% )
对照香波*
1% 聚醚改性硅油A 230
270
89. 7
95. 5
1% 聚醚改性硅油B 270 83. 8
*注：十二烷基硫酸钠24%，椰水酰二乙醇胺5%，氯化钠2%，柠檬酸调节。
用搅拌混合的方法, 在香波组成物中直接加入聚二甲基硅氧烷等硅油是很不稳定的, 经一段时间后, 硅油会分离在表面。为此, 采用有机硅乳液来消除这种现象, 但是由于所用乳化剂和硅油的粘度不同, 将会影响有机硅乳液在香波中的稳定性。一般采用相同的乳化剂乳化不同的有机硅, 其乳液平均粒经随粘度上升而增大。在香波中的稳定性是粒径小的乳液较稳定, 但因乳化剂的种类不同而产生很大的影响。而采用聚醚改性硅油乳化的乳液是最稳定的。最有趣的是: 一般有机硅乳液不稳定醇添加剂的配方中, 用聚醚改性硅油乳化的却是稳定的。
有机硅表面活性剂具有很高生理隋性，作为个人护理品、洗涤剂时具有较高的安全性，在自然条件下能降解，在粘土影响、硝酸要离子、紫外线照射下，功能加速化学降解不污染环境，其化学结构一般可分为侧链改性型（式1）和末端改性型（式2）两种。
式中R为聚醚链段，按R不同可分非离子、阳离子、阴离子等类型，现分述如下。
（1）非离子型聚硅氧烷聚醚共聚物
当R＝(CH2)3O(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)c R′时，即为非离子型表面活性剂，此共聚物中EO和PO（即a/b）的比例变化是决定产品物性的主要因素。聚醚链段在分子中的比例越大，共聚物水溶性越好，a/b的比值增大，产品的亲水亲油平衡值（HLB值）也增大，在水中溶解度增大浊点也相应增高。R′为H或C1～C3的烷基，a/b＝80/（20～100），聚醚链段在分子中所占质量分数为30～70%，粘度（25℃）500～3000mm2/s的品种，在香波中加入该产品1.0～5.0%，洗发后能显著改善干湿梳理，并且由于抗静电而降低了头发的“飞扣”程度。
护肤化妆品最好选用聚二甲基硅氧烷链段对聚醚的质量比在2～8之间，聚醚链段中的a/(a+b)比为0.5～1，摩尔质量1×104～5×104g/mol的品种，皮肤洗涤剂一般选择摩尔质量在600～1000g/mol，HLB值在12～13的品种。
（2）阳离子型聚硅氧烷季铵盐
当、
R′为各种烷基时，即为阳离子型聚硅氧烷季铵盐表面活性剂，由于摩尔质量较大，可与阳离子表面活性剂配位，对人体皮肤、眼睛无刺激，具有一定抗菌能力。在碱溶液中不产生游离铵，性质稳定，由于产品大分子上含有疏水的长链聚硅氧烷链节，使具有优良的滑爽、柔软性；同时，又因含有正电荷的季铵盐对皮肤和头发具有强吸附性，对头发有抗静电调理效果。
（3）阴离子型聚硅氧烷磷酸酯
当
时即为阴离子型硅氧烷磷酸酯表面活性剂，它具有乳化特性，也有润滑功能，主要应用于润肤品和调理护发品中。在护发品中磷酸酯能延缓静电的积累，加速发电，聚硅氧烷又对皮肤、头发有很好的亲和性和调理性，所以能改善头发的干涩梳理性。
（4）聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂
当
R〞为脂肪酸残基时，即为聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂。这类产品由于兼有磷酸酯甜菜碱和聚硅氧烷两者结构和特性，它具有毒性小、抗菌、耐硬水、与各种表面活性剂相容性好等特点，可作为高安全性香波用起泡剂和护发剂使用。用于皮肤清洁剂、浴用制品或调理香波中。
（5）其它类型的表面活性剂
长链烷基改性聚硅氧烷、聚硅氧烷磺酸盐、聚硅氧烷硫代硫酸盐和胺基硅氧烷等也用于个人护理品中，聚硅氧烷表面活性剂在个人护理品中的作用越来越突出，成为发展较快、值得重视的一类产品。
3.4具有降低刺激性的有机硅
聚醚改性硅油是一种对皮肤、眼睛刺激性极低的表面活性剂，与其他化妆品组份混合时，能降低该组份对皮肤、眼睛刺激性，可放心用于基础化妆品、美容化妆品、头发化妆品和洗涤剂中。
3.5作为粉体处理剂的有机硅
为了进一步改善粉体的性质，目前采用高分子量的DPMS处理粉体表面，粉体具有优良的疏水性且持久性高，化妆面良好，对皮肤的密着感良好，有适度的粘腻感，使用性良好。
新的粉体处理法近年来已开发成功，新方法是将环状甲基氢化聚硅烷与粉体常压下100℃以下进行相接触。由于粉体表面有催化活性特点，能产生聚合反应，形成网状聚合物，结果在粉体表面形成一层超薄膜，这种膜采用加成反应可导入官能团。若引入的官能团是烷基，则生成疏水性粉体，如是羟基和聚氧乙烯基则生成亲水性粉末。
3.6具有洗涤功能的有机硅
最近，化妆品正向着提高手感和防止化妆崩溃的目的发展，而从今后皮肤防御这一观点来看，使用具有成膜能力的有机硅，为此开发新型洗颜剂成为必要。2000年美国D.C.公司开发含有机聚硅氧烷弹性体球状粉体，其吸油量比过去粉体高。含该粉体的洗颜化妆料能克服过去洗颜化妆料的缺点，涂布时对皮肤无刺激，提高润滑性，与皮肤的接触由点接触变为面接触，有机污染物的去除效果高，提高洗净效果。例如，由含有功能团的聚硅氧烷制得有机硅聚合硅氧烷弹性的环状粉体，能制成洗颜化妆料（清洁霜）。
4有机硅在个人护理品行业的广阔市场前景和发展趋势
有机硅用于个人护理品最早的是美国道康宁公司于1950年生产的“Revollns Silicone”擦手霜，经过五十多年努力，有机硅在个护理品中的使用已几乎普及所有产品并获得广泛的市场。
（1）护肤品中：膏霜、奶液、防晒产品、洗面奶、手和体洗液、痤疮药制和润湿剂等。
（2）在沐浴露中：肥皂、各种类型的沐浴露等。
（3）在护发品中：洗发水、护发素、毛麟片、香波、固发剂/美发调理剂等。
（4）在化妆品中：唇膏、染睫油/眼饰油、指甲油、除污剂、除臭剂、剃须制品、爽身粉、花露水等。
（5）在护婴用品：婴儿粉、婴儿油、防尿皮湿疹婴儿油膏、婴儿香波等。
个人护理行业对有机硅的需求得益于其新的应用以及新兴市场增加的消费量。消费者对高端产品的需求，刺激了有机硅更多用于皮肤护理、化妆品、防晒霜、香波沐浴露以及头发产品等个人护理品，使国内外有机硅生产商增加了
投资和产量。
道康宁公司将染发剂和拭巾作为其在化妆品和盥洗用品行业的有机硅业务的主要增长领域。染发剂的零售市场总值达到90亿欧元，年增长率为3%～5%；尽管其增长日趋减少，但在430亿美元的头发护理工业中仍是最具活力的部分。与染发相关的护理产品近来得到蓬勃发展，现在有很多香波、润发剂和护理剂是专门针对染色头发开发的。有机硅产品因易于加入，且不会影响诸如PH值、粘度等关键性的配方参数，常用于染发产品中。预计，繁荣的拭巾市场也会增加对有机硅的需求。道康宁公司认为，2002年，全球干、湿拭巾的需求大约为30亿美元。湿巾在个人护理市场，特别是头发护理和活性成份补给上发挥作用。一旦湿巾市场成熟起来，西方组成会变得复杂，生产者更愿意生产具有附加值的拭巾，因为这可使他们的产品与众不同。道康宁公司同时还瞄准了东欧、亚洲、拉美等潜在高增长地区。最近在上海建成了应用中心，以扩大公司在亚洲的产品开发和分析测试。
对GE先进材料而言，化妆品和盥洗用品用有机硅产品是其工作重点和创新所在。去年，该公司在纽约的Tarrytown投资兴建了个人护理中心、在中国上海建立了新的应用实验室。今年，GE加强了其在印度Bangalore的合成能力，最近还同时增加了在日本的有机硅微粉和在美国的有机硅乳液的生产能力。
同时，罗地亚通过加强研发、市场整合，以及增加有机硅原材料产销的方式，扩大了化妆品和盥洗用品用有机硅的资源。公司增加了60%的单体产能，并即将同中国蓝星公司合资生产甲基氯硅烷。在日化市场中，罗地亚把皮肤护理(尤其是防晒和抗衰老)作为一个全新的增长领域。罗地亚认为，个人护理和皮肤保护市场正在快速增长，而有机硅的增长远高于其它个人护理产品。罗地亚正在通过利用其在凝胶技术、功能性硅油及硅树脂方面的优势，扩大在皮肤护理领域中产品供给和研发成果。虽然这些创新还在研发的初期阶段，但仍是公司增长战略的重要部分。
GES(一个欧洲非盈利性的贸易组织机构)认为，2002年全球的有机硅市场为200万t/a，价值为80亿欧元。个人护理品用硅油占有机硅总需求量的18%，全球个人用有机硅产品的销售量为21000～23000t/a。
据Freedonia集团预测，在美国，日化产品用有机硅产品需求量每年预计将以8%的速度增长，到2008年将达到4.59亿美元。大部分增长源于人们对皮肤护理和头发护理产品的强劲需求。2003年日化产品用有机硅产品的需求为3.15亿
美元，其中柔顺剂和调理剂是最大的应用。预计到2013年，日化产品的总需求将增加到6.53亿美元。
我国有机硅产品市场发展是世界最快的国家，从1995～2005年10年间，我国有机硅表观消费量增长38倍，年均增长率高达30%，2005年日化行业所用有机硅消费量约为3.5万t左右。
虽然，近年来我国有机硅消费量快速增长，但人均消费量仍处于低水平。2004年人均消费量为0.16kg，而美国人均消费量约1kg，日本约0.8kg,可见市场潜力很大，而个人护理产品是有机硅消费量快速增长行业之一，市场应用前景十分广阔。
今后有机硅在个人护理产品的应用趋势将是以洗用为主要目标, 特别向护发膜、二合一洗发香波和卫生用品方向发展。今后所开发的新颖有机硅,除保持原有的优异特性外, 必须具有附加的特性, 如薄膜形成性、调理性、保湿效果和紫外线吸收能力等各种新的功能。
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汽车传动系统详细讲解 以前我们介绍过汽车车身尺寸的意义和汽车心脏发动机的基本构造，然而汽车要行驶在道路上必须先使车轮转动，要如何将发动机的动力传送到车轮并使车轮转动？负责传递动力让汽车发挥行驶功能的装置就是传动系统，汽车没有了它就会成为一台发电机或坐人的空壳，并且还是一台烧钱的机器了。 在基本的传动系统中包含了负责动力连接的装置、改变力量大小的变速机构、克服车轮之间转速不同的，和联结各个机构的传动轴，有了这四个主要的装置之后就能够把发动机的动力传送到轮子上了。 一、动力连接装置 1. 离合器：这组机构被装置在发动机与手动之间，负责将发动机的动力传送到手动。 汽油发动机车辆在运行时，发动机需要持续运转。但是为了满足汽车行驶上的需求，车辆必须有停止、换档等功能，因此必须在发动机的外连动之处，加入一组机构，以视需求中断动力的传递，以在发动机持续运转的情形之下，达成让车辆静止或是进行换档的需求。这组机构，便是动力连接装置。一般在车辆上可以看到的动力连接装置有离合器与扭力转换器等两种。
离合器这组机构被装置在发动机与手动之间，负责将发动机的动力传送到手动。如图所示，飞轮机构与发动机的输出轴固定在一起。在飞轮的外壳之中，以一圆盘状的弹簧连接压板，其间有一摩擦盘与输入轴连接。 当离合器踏板释放时，飞轮内的压板利用弹簧的力量，紧紧压住摩擦板，使两者之间处于没有滑动的连动现象，达成连接的目的，而发动机的动力便可以通过这一机构，传递至，完成动力传递的工作。 而当踩下踏板时，机构将向弹簧加压，使得弹簧的外围翘起，压皮便与摩擦板脱离。此时摩擦板与飞轮之间已无法连动，即便发动机持续运转，动力并不会传递至及车轮，此时，驾驶者便可以进行换档以及停车等动作，而不会使得发动机熄火。 2. 扭力转换器：这组机构被装置在发动机与自动之间，能够将发动机的动力平顺的传送到自动。在扭力转换器中含有一组离合器，以增加传动效率。 当汽车工业继续发展，一般消费者开始对于控制油门、剎车以及离合器等三个踏板的复杂操作模式感到厌烦。机械工程师开始思考如何以利用机构来简化操作过程。扭力转换器便是在这样的情形之下被导入汽车产品的，成就了全新的使用感受。 扭力转换器导入，改变了人们驾驶汽车的习惯！扭力转换器取代了传统的机械式离合器，被安装在发动机与自动之间，能够将发动机的动力平顺的传送到自动。 从图中可以清楚地看到，扭力转换器的离作方式与离合器之间截然不同。在扭力转换器之中，左侧为发动机动力输出轴，直接与泵轮外壳连接。而在扭力转换器的左侧，则有一组涡轮，透过轴与位于右侧的变速系统连接。导轮与涡轮之间没有任何直接的连接机构，两者均密封在扭力转换器的外壳之中，而扭力转换器之内则是充满了黏性液体。 当发动机低速运转时，整个扭力转换器会同样低速运转，泵轮上的叶片会带动扭力转换器内的黏性液体，使其进行循环流动。但是由于转速太低，液体对于
目录 1 引言 (1) 2 汽车噪声种类 (1) 3 车内噪声的主要来源 (2) 3.1 发动机噪声 (2) 3.2 底盘噪声 (2) 3.3 车身噪声和车内附属设备噪声 (2) 4 传统的车内噪声控制技术 (3) 4.1 消除或减弱噪声源的噪声辐射 (3) 4.2 隔绝传播途径 (3) 4.3 用吸声处理降低车室混响声 (3) 5 车内噪声主动控制技术 (4) 5.1 有源噪声控制技术 (4) 5.2 结构声的有源振动控制 (4) 6 车内噪声控制技术研究的发展趋势 (4) 7 结语及展望 (5) 参考文献： (6)
汽车车内声场分析及降噪方法研究发展 1引言 控制车内噪声一直是车辆设计、制造工程师的努力方向。汽车内部噪声不但增加驾驶乘人员的疲劳，而且影响车辆的行驶安全。车内噪声水平的高低在很大程度上反映了车辆制造厂家的设计和工艺水平。近年来，车内噪声已经成为无额定车辆品质的重要因素，车内低噪声设计已经成为产品开发中的重要任务之一。车内噪声级与乘坐室振动级别一样，已经成为判断汽车舒适性的主要指标。车内噪声主要取决于乘坐室的减振隔音性能，重量轻的承载式车身结构和类似的减轻车身重量的措施被认为可能增大车内噪声，尤其是低频噪声。实车测试表明，这种低频噪声主要集中在20~30HZ。车身壁板的振动和噪声有紧密关系，且乘坐室空腔的共振会放大噪声。这个问题的解决方法是在车辆设计阶段，利用现代振动力学与声学分析方法，预测车内噪声特性，实现优化设计；并通过实车测试，改进设计及工艺，最后使得车内噪声处于最优水平，最大极限地改善乘坐的舒适性，减轻人员的疲劳[1]。 2汽车噪声种类 汽车是有多种声源的机器, 运行中会有多种噪声,可分为: 车外噪声和车内噪声。车内噪声是指行驶的汽车乘坐室或驾驶室内存在的噪声, 其主要噪声源有: 发动机噪声、进气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声、底盘噪声等。车内噪声按传播途径分为: 空气声和固体声[2][3][4]。 空气声(Air Borne Sound) 是从动力系统表面发出的辐射声, 它在空气中传播并对车身加振而形成。空气声会在传播过程中衰减, 材料对声能的衰减也使其大大衰减。固体声(Solid Borne Sound)是机械振动沿固体构件传播中产生的噪声, 它产生于发动机、变速箱、后桥、轮胎等, 并能通过底盘车架传播。由于固体构件一般由均质、密实的弹性材料组成, 对声波的吸收作用很小, 并能约束声波使它在有限空间内传播; 因此结构声往往可以传播很远距离。固体声通过构件表面的振动也会辐射出“再生”的空气声, 它与原始空气声相比较,结构声形成的再生噪声往往更难解决。空气声和结构声是可以相互转化的。空气声的振动能够迫使构件产生振动成为结构声; 结构声辐射出声音时, 也就成为空气声。减少空气声的传播, 要从减少或阻止空气的振动入手, 可以采取吸声或隔音措施; 减少结构声的传递,则须采取隔振或阻尼措施。
个人护理品用的有机硅 章基凯 上海高分子材料研究开发中心 1前言 随着日化工业的发展和人民消费水平日益提高，对个人护理产品提出更广泛的要求。由于工业发展，空气污染程度增加，洗涤剂、增白剂、农药、化肥等化工产品的广泛使用，使人的皮肤接触越来越多的化学物质。因此，要求个人护理品不仅能修饰脸部、头发和手部，而且要求能够保护皮肤健康。 有机硅(特别是硅油)以优异的综合性能和生理隋性，十多年来已进入销售额大产品升级换代快的个人护理品行业。它具有与皮肤相容性和与基材的配位性、疏水透气性好、耐化学介质侵蚀、润而不腻等独特性能，它作为个人护理品的组份，在改进个人护理品、提高使用性能和开发新品种方面必将起到举足轻重的作用。 2有机硅的特性和毒性 2.1结构特征 有机硅具有以下的结构特征： （1）结合能量大的SiOSi主链(Si-O，106Kcal/mol)； （2）分子间相对弱的亲和力(硅油20～25达因/厘米)； （3）形成螺旋分子能力大。 2.2有机硅生理毒性 以硅油为例，具有对称分子结构，无极性基团，整个分子呈隋性分子。根据国外资料报导和北京首都医院、中国医学卫生研究院和原上海第一医学院等单位所进行毒性试验，证实硅油无毒，具有生理隋性，在个人护理品行业使用是绝对安全的。 (1)皮肤相容性-赖皮症试验 硅油的皮肤相容性可通过实验动物皮肤上没有上皮增厚作用而得到证明。所谓“赖皮症试验”即在皮肤的表面分别给以石蜡、凡士林和硅油，10天后观察到涂有石蜡、凡士林的皮肤上皮的所谓赖细胞层显著地促成播散，而涂以硅油的皮肤则无此现象。这就说明硅油对于皮肤的惰性甚至胜过化妆品中常用的石蜡、凡士林等材料。
汽车的可靠性 1 可靠性的定义 广义可靠性由三大要素构成：可靠性、耐久性和维修性。通常所说的可靠与不可靠，只是对汽车本身的质量而言。 1.1可靠性 汽车的可靠性是指汽车产品在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 汽车可靠性包括四个因素：汽车产品、规定条件、规定时间和规定功能。 汽车产品是指汽车整车、总成或零部件，它们都是汽车可靠性研究的对象。 规定条件是指规定的汽车产品工作条件，它包括：气候情况、道路状况、地理位置等环境条件，载荷性质、载荷种类、行驶速度等运行条件，维修方式、维修水平、维修制度等维修条件，存放环境、管理水平、驾驶技术等管理条件。 规定时间是指规定的汽车产品使用时间，它可以是时间单位（小时、天数、月数、年数），也可以是行驶里程数、工作循环次数等。在汽车工程中，保修期、第一次大修里程、报废周期都是重要的特征时间。 规定功能是指汽车设计任务书、使用说明书、订货合同及国家标准规定的各种功能和性能要求。不能完成规定功能就是不可靠，称之为发生了故障或失效。 根据故障的危害程度不同．汽车故障通常分类： 1）致命故障。指危及人身安全、引起主要总成报废、造成重大经济损失、对周围环境造成严重危害的故障。 2）严重故障。指引起主要零部件或总成损坏、影响行驶安全、不能用易损备件和随车工具在短时间（30min）内排除的故障。 3）一般故障。指不影响行驶安全的非主要零部件故障，可用易损备件和随车工具在短时间（30min）内排除。 4）轻微故障。指对汽车正常运行基本没有影响，不需要更换零部件，可用随车工具（5min内）较容易排除的故障。 1.2 汽车的耐久性：是指汽车进入极限技术状态之前，经预防维修（不更换主要总成和大修）维持工作能力的性能。 1.3维修性：是指在规定条件下使用的产品，在规定时间内按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力。 1.4 汽车的使用期限：是指新车开始使用直至报废为止的使用延续时间（或行程）。使用期限分为技术使用期限、经济使用期限和合理使用期限。 2 可靠性的评价指标 对产品进行可靠性评价时，可将产品分为可修产品和不可修产品两种类型。 2.1 不可修产品的可靠性评价
在汽车音响改装行业浸淫多年，改装过不少车型，因为音响改装涉及到车辆吸音降噪的处理，对此也有些心得，现在整理一下，和大家分享。 首先我们来分析一下车内的噪音的来源，车内噪音主要有下面几种： 1.发动机噪音 发动机噪音包括发动机缸体发出的机械声，还包括进气系统噪音，即高速气体经空气滤清器、进气管、气门进入气缸，在流动过程中，会产生一种很强的气动噪音。由于汽车公司在车辆设计时由于成本的问题，部分零件不会采用最好的材料，如该车引擎盖没有使用吸音材料，防火墙没有贴隔音材料造成了发动机的声音通过仪表台下方、底盘传入到车内。 2.轮胎噪音 一般的胎噪主要由三部分组成：一是轮胎花纹间隙的空气流动和轮胎四周空气扰动构成的空气噪音；二是胎体和花纹部分震动引起的轮胎震动噪音；三是路面不平造成的路面噪音。胎噪是不可避免的，即使是换用所谓的低胎噪轮胎也没有什么效果，关键还是看车辆本身的吸音隔音效果，现在市售30万以下的新车防火墙基本是不做吸音隔音的，造成了发动机声音和轮胎噪音通过仪表台下方、底盘叶子板处传入到车内。 3.空气噪音 一是风噪，就是由车身周围气流分离导致压力变化而产生的噪音；二是风漏，或叫吸出音，是由驾驶室及车身缝隙吸气而与车身周围气流相互作用而产生的噪音；三是其他噪音，包括空腔共鸣等，例如很多车尾箱内的备胎空腔，很容易与排气系统形成共鸣，而汽车的四个门是离车内最近的结构，如果密封做的不好，风噪和凤漏就会很明显。 4.车身结构噪音 主要是受两个方面因素影响，一是车身结构的震动传递方式，二是车身上的金属构件由于在里外作用下产生震动而产生噪音。例如车门和尾箱两侧的钢板，很容易因为车辆震动而产生噪音，车门噪音传导及车身密封性不足，车门是由钣金件和门饰板组成。市场上售价在30万以下的新车，大部分车门部分都没有做隔音处理，因此在关门的时候可以感觉到明显的金属声音，车辆高速行驶时金属声会更明显。下面，我们将以马自达5为例，讲解一下如何进行静音降噪的处理。 刚提回来还没上牌的新车，车主说低速行驶时没多大问题，当时速达到80-100km后整车车身振动大、低频共鸣噪音大，要求处理高速行驶时产生的各种噪声。噪音描述符合绝大部分中小型车的噪音特性。在弄清楚噪音产生的原因后跟车主详细解释各部位振动所产生噪音的原理和解决方法，车主明白认可后开始动工做降噪工程。详细了解该车的各种噪音情况，分析噪音产生的原因，向车主解释该车噪音产生的部位、原理和处理方法以及施工后能达到的效果,让顾客明白放心消费。
《汽车可靠性技术》复习题及答案 一、填空题 1．可靠性工程是研究如何评价、分析、提高产品可靠的工程技术。 2．产品发生故障或失效是指其不能完成规定的功能。 3．汽车产品的质量从经济学观点是指的汽车的使用价值，从管理学观点是满足用户要求所应具备的质量特性。 4． n个数据从小到大排列，居于中央位置的数，称为中位数。 5．在一批数据中，出现次数最多的一个数叫众数。 6．在一批数据中，最大与最小数值之差为样本极差。 7. 可靠性可以分为固有可靠性、使用可靠性、基本可靠性和任务可靠性。 8．基本可靠性反映了产品对维修人力费用和后勤保障资源的需求。确定基本可靠性指标时应统计产品的所有寿命单位和所有的故障. 9 可靠性寿命指标包括中位寿命、特征寿命和额定寿命。 10．汽车可靠性研究中常用的分布有：指数分布、威布尔分布、正态分布、超几何分布、二项分布、泊松分布、对数分布等。 11．可靠性模型主要有以下类型：串联系统、并联系统混联系统，此外还有备用冗长余系统、复杂系统。 12．抽样检查中，判断能力用检查水平表示，即判断能力强，检查水平高。 二、名词解释 1．可靠性：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。 2．可靠性工程：为达到产品可靠性要求而开展的一系列设计、研制、生产、试验和管理工作。 3．基本可靠性：产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率。 4．任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。 5．失效概率分布函数：通常用累积故障概率的分布函数来表示产品失效概率或不可靠度，这种函数，称不可靠度函数或累积失效概率分布函数，简称失效概率分布函数。 6．故障率：工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。 7．可靠寿命：指给定的可靠度所对应的产品工作时间。 8．使用寿命：指产品在规定的使用条件下，具有可接受的故障率的工作时间区间。 9．可靠性模型：指的是系统可靠性逻辑框图(也称可靠性方框图)及其数学模型。
汽车空调系统拍频现象 引起的车内噪声研究与解决 朱卫兵（1），李宏庚（2） 上汽通用五菱汽车股份有限公司 【摘要】 汽车室内噪声是汽车NVH的主要内容。引起车内噪声的因素很多，主要有发动机噪声、进排气噪声、传动系噪声以及高速行驶时的风噪声等等；汽车空调系统在工作时也会产生非常明显的车内噪 声，而且其产生的噪声相对容易被乘员辨识。空调系统压缩机、蒸发器、鼓风机及管路系统有轻微噪声是 正常的，但是如果噪声过大或存在异响，就说明空调系统有故障，需要及时处理。本文针对国内某款微型 面包车在开发过程中出现空调系统拍频异响问题，采用分别运转法、频谱分析法等将存在的异响问题解决，从而降低汽车车内噪声，同时也为汽车工程技术人员NVH开发提供借鉴。 【关键词】：汽车NVH，速比，压缩机，发电机，拍频 The Analysis and Solution on the Automobile Interior Noise Caused by Air Conditioning Beat-frequency ZHU Weibing（1），LI Honggeng（2） SAIC-GM-Wuling Automobile Co,.Ltd Abstract: The interior noise is one of key performances of vehicle NVH. There are many factors for vehicle interior noise, include engine noise, intake noise, exhaust noise, transmission noise and wind noise on high speed. The vehicle air condition will bring visible interior noise while it working. And it’s easy to distinguish it on relatively. In air condition system, it’s normal for a little noise in compressor, evaporator, fan and pipeline. But if it exist too big noise, there may be exist some problems in air condition system. This passage explains how to resolve the problem according to the air condition noise with the method of separate working and frequency analysis. At the same time it’s a reference to the carmaker’s vehicle NVH develop. Key words:Vehicle NVH, Speed ratio, Compressor, Dynamotor, Beat-frequency 1 前言 汽车空调系统在工作时也会产生非常明显的车内噪声，而且其产生的噪声相对容易被乘员辨识。空调系统压缩机、蒸发器、鼓风机及管路系统有轻微噪声是正常的，但是如果噪声过大或存在异响，就说明空调系统有故障，需要及时治理。 本文针对国内某款微车在开发过程中，由于空调系统拍频现象导致的车内噪声过大问题，采用分别运转法、频谱分析法等方法来确定汽车产生拍频现象的源头，并运用适当的方法来解决此问题，同时也为汽车工程技术人员NVH开发提供借鉴。 2空调系统噪声分析
汽车噪音的控制措施及控制技术 随着汽车工业的发展，汽车给世界带来了现代物质文明，但同时也带来了环境噪声污染等社会问题。至此汽车噪声控制日益引起人们的关注，尤其近几年来，作为汽车乘坐舒适性的重要指标，汽车噪声也会在很大程度上反映出生产厂家的设计水平及工艺水平，噪声水平成为衡量汽车质量的重要标志之一，因此控制汽车噪声到最低水平也是追求的方向.汽车噪声通过声辐射的方式传到车外、车内，为了达到国家规定的噪声标准，需要控制车辆外部噪声；随着现代汽车对乘坐的舒适性和行使安全性的要求越来越高，需要降低车辆内部的噪声。车内噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度，甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康，如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险；车外噪声过大会影响路人的身心健康。因此只有掌握车辆噪声产生机理采取对症下药就显得非常必要了。 1.噪声的产生机理 车辆噪声主要是发动机噪声，按其产生的机理可以分为结构振动噪声和空气动力噪声。 1.1空气动力噪声 凡是由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力噪声，它包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声。进气噪声的主要成分通常包括：周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的亥姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声；排气噪声是
汽车及其发动机中能量最大的最主要的噪声源，它的噪声往往比发动机整机噪声高10~15dB(A)，因此降低排气噪声是主要的；风扇噪声在空气动力噪声中，一般小于进、排气噪声，特别是近几年来，一些车辆装设车内空调系统及排气净化装置等原因，使发动机罩内温度上升，风扇负荷加大，噪声变得更加严重。 1.2结构振动噪声 发动机的每一个零件在激振力的作用下发生振动而辐射的噪声，根据激振力的不同可以分为燃烧噪声、机械噪声、液体动力噪声三类。燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声；机械噪声是发动机的零部件作往复的运动和旋转运动产生的周期力、冲击力和撞击力对发动机结构激振产生的噪声；液体动力噪声是发动机中液体流动产生的力对发动机结构激振产生的噪声。此外，由于机械撞击、摩擦和机械载荷的作用，车内装备的运动部件也会产生振动和车内噪声。 综上所述，噪声源是由多方面引起的，它与车身结构的固有频率、振型、阻尼等模态参数有着密切的关系。 2.噪声的控制措施 在汽车发动机中,柴油机的燃烧噪声在总噪声中占有很大比例。目前所研究的降噪措施主要有: (1)采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃期,降低空间雾化燃油系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。如尼莫尼克镍基合
汽车传动是汽车行驶的基础，汽车传动系统的作用将发动机输出的动力传递给驱动轮，使汽车产生运动。汽车传动系统由离合器、变速器、传动轴、减速器、差速器、半轴等组成，全轮驱动汽车还包括分动器。根据动力来源、传动方式汽车传动系统分为四种，为了更好的了解汽车传动系统，成都汽修学校编写本文为你介绍汽车传动原理及传动系统分类。 汽车传动原理 汽车传动原理：汽车动力系统提供动力，经传动系统把动力传给后面的驱动轮，传动系统配合动力系统实现汽车在不同条件下能正常行驶。为了适应汽车行驶的不同要求，传动系应具有减速增扭、变速、使汽车倒退、中断动力传递、使两侧驱动轮差速旋转等具体作用。 汽车传动系统分类 1、机械式传动系 机械式传动系结构简单、工作可靠，在各类汽车上得到广泛的应用。其基本组成情况和工作原理：发动机的动力经离合器、变速器、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后面的驱动轮。并与发动机配合，保证汽车在不同条件下能正常行驶。为了适应汽车行驶的不同要求，传动系应具有减速增扭、变速、使汽车倒退、中断动力传递、使两侧驱动轮差速旋转等具体作用。 2、液力传动系 液力传动系组合运用液力和机械来传递动力。在汽车上，液力传动一般指液传动，即以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。液力偶合器只能传递扭矩，而不能改变扭矩的大小，可以代替离合器的部分功能，即保证汽车平稳起步和加速，但不能保证在换档时变速器中的齿轮不受冲击。液力变矩器则除了具有液力偶合器的全部功能外，还能实现无
级变速，故目前应用得比液力偶合器广泛得多。但是，液力变矩器的输出扭矩与输入扭矩的比值范围还不足以满足使用要求，故一般在其后再串联一个有级式机械变速器而组成液力机械变速器以取代机械式传动系中的离合器和变速器。液力机械式传动系能根据道路阻力的变化自动地在若干个车速范围内分别实现无级变速，而且其中的有级式机械变速器还可以实现自动或半自动操纵，因而可使驾驶员的操作大为简化。但是由于其结构较复杂，造价较高，机械效率较低等缺点，目前除了高级轿车和部分重型汽车以外，一般轿车和货车很少采用。 3、静液式传动系 静液式传动系又称容积式液压传动系。主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机的机械能通过油泵转换成液压能，然后由液压马达再又转换为机械能。在图示方案中，只用一个水磨石马达将动力传给驱动桥主减速器，再经差速器、半轴传给驱动轮。另一方案是每一个驱动轮上都装一个水磨石马达。采用后一方案时，主减速器、差速器、和半轴等机械传动件都可取消静压式传动系由于机械效率低、造价高、使用寿命和可靠性不够理想，故目前只在某些军用车辆上开始采用。 4、电力式传动系 电力式传动系主要由发动机驱动的发电机、整流器、逆变装置(将直流电再转变为频率可变的交流电的装置)、和电动轮(内部装有牵引电动机和轮达减速器的驱动轮)等组成。电力式传动系的性能与静液式传动系相近，但电机质量比油泵和液压马达大得多，故目前只限于在超重型汽车上应用。 汽车传动系统的选择是否合理对汽车的动力性经济性的影响较大，汽车传动系统的研究和设计是实现汽车自动化控制、节能减排的核心，本文介绍了汽车传动原理以及传动系统分类，详细了解这些对于汽车性能的改进有很大的帮助。
吉林大学《汽车可靠性技术》期末考试复习题（含答案） 填空题 1．可靠性工程是研究如何评价、分析、提高产品可靠的工程技术。 2．产品发生故障或失效是指其不能完成规定的功能。 3．汽车产品的质量从经济学观点是指的汽车的使用价值，从管理学观点是满足用户要求所应具备的质量特性。 4． n个数据从小到大排列，居于中央位置的数，称为中位数。 5．在一批数据中，出现次数最多的一个数叫众数。 7. 可靠性可以分为固有可靠性、使用可靠性、基本可靠性 8．基本可靠性反映了产品对维修人力费用和后勤保障资源的需求。确定基本可靠性指标时应统计产品的所有寿命单位和所有的故障. 9 可靠性寿命指标包括中位寿命、特征寿命和额定寿命。 10．汽车可靠性研究中常用的分布有：指数分布、威布尔分布、正态分布、超几何分布、 11．可靠性模型主要有以下类型：串联系统、并联系统混联系统，此外还有备用冗长余系统、复杂系统。 12．抽样检查中，判断能力用检查水平表示，即判断能力强，检查水平高。 名词解释 1．可靠性：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。 2．可靠性工程：为达到产品可靠性要求而开展的一系列设计、研制、生产、试验和管理工作。 3．基本可靠性：产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率。 4．任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。 6．故障率：工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。 7．可靠寿命：指给定的可靠度所对应的产品工作时间。 8．使用寿命：指产品在规定的使用条件下，具有可接受的故障率的工作时间区间。 9．可靠性模型：指的是系统可靠性逻辑框图(也称可靠性方框图)及其数学模型。 10．可靠性分配：把系统的可靠性指标合理的分配到组成此系统的每个单元。 11．可靠度分配：设备或系统的可靠度目标值转换为其零部件或子系统的可靠度的过程，即可靠度计算的逆过程。12．子系统重要度：第i个子系统失效引起系统失效的次数与第i个子系统失效次数的比值；也即第i个子系统发生失效时，整个系统发生失效的概率。
V ol 35No.4 Aug.2015 噪 声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第35卷第4期2015年8月 文章编号：1006-1355(2015)04-0183-06 多工况加速行驶车外噪声测量评价方法 谢东明，张振鼎，郭 勇 (中国汽车技术研究中心，天津300300） 摘要：欧洲经济委员会正在起草修订的新噪声法规ECE R5103系列，要求对M1、N1类汽车进行多工况下的加速行驶车外噪声测量。阐述其测量方法产生的背景、发展过程及适用范围；结合验证试验解析多工况加速行驶车外噪声测量的试验流程，以及相应的三种评价方式。为汽车企业、大学及科研机构研究多工况下的加速行驶车外噪声测量与控制提供技术参考。 关键词：声学；多工况加速行驶车外噪声；测量方法；试验流程；评价方式中图分类号：O422.6 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2015.04.040 Summary of Measurement and Evaluation Methods for Additional Sound Emission Provisions XIE Dong-ming ,ZHANG Zhen-ding ,GUO Yong (China Automotive Technology and Research Center,Tianjin 300300,China ) Abstract :In the draft of UN ECE R5103series,the M1and N1categories of vehicles are required to carry out the measurement of the Additional Sound Emission Provisions (ASEP).In this paper,the background knowledge,developing process and scope of the measurement method were introduced.According to the proof tests,the test procedure and three evaluation methods were analyzed.This summary provides a technical reference for the automobile companies,universities and research organizations for the purpose of measuring and controlling the Additional Sound Emission. Key words :acoustics ;ASEP ;measurement method ;test process ;evaluation method 现行欧盟噪声法规ECE R5102系列以及即将实施的ECE R5103系列在汽车加速行驶车外噪声认证试验过程中，均只对汽车特定工况（特定发动机转速、车速）条件下的噪声进行测量[1]，而随着发动机及变速箱电控技术的发展，汽车生产厂商可能为了单纯满足特定工况下的噪声认证试验，而将车辆动力系统调整到非正常的状态或模式[2]。为了防止汽车生产厂商专门针对认证试验特定工况对汽车进行特殊调整，更加准确、全面控制M1、N1类汽车在各个档位，不同发动机转速、车速、不同加速度条件下的噪声，产生了一种新的方法—多工况加速行驶车外噪声测量方法。 对车速20km/h ～80km/h 范围内，发动机怠速 收稿日期：2014－12－25基金项目：环境保护部项目《汽车加速行驶外噪声限值及测 量方法（修订GB 1495-2002）》，项目统一编号464 作者简介：谢东明(1985－)，男，四川大竹县人，目前从事整 车道路试验和道路试验标准工作。E-mail:xdongming@https://www.doczj.com/doc/1a10830691.html, ～90%额定转速范围内，多档位多工况条件下的加 速行驶车外噪声值进行测量。并采用噪声与发动机转速对应关系，噪声与车速、加速度对应关系两套理论，三种方法评价汽车在各车速、转速、加速度条件下的噪声水平，防止汽车使用过程中异常噪声的发出，严格控制汽车正常使用过程中多种工况条件下的噪声水平。 1ASEP 测量方法产生背景 现行的加速行驶车外噪声欧盟法规ECE R5102系列及对应的国标GB 1495-2002标准已实施多年[3]，对于M1、N1类汽车，均采用2、3档全油门加速行驶的极端工况噪声（方法A ）进行噪声试验结果评价。 极端工况噪声（方法A ）与城市实际行驶工况存在较大差异，并直接导致噪声限值的降低与城市声学环境改善无法同步，1992年开始这一问题开始逐渐引起关注。1996—2000年，德国汽车技术研究机构TUV FIGE ，美国联邦环境保护局EPA 等机构采集了欧洲、亚洲、美国等地的汽车城市工况，并从
机动车辆车外允许噪声标准 姓名： 学号： 指导老师：卢海峰专业班级：车辆2班 重庆大学车辆工程 二O一三年十月
机动车辆车外允许噪声标准 （重庆大学） 我国现行的车外噪声标准是由国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年1月4日共同发布的，并于2002年10月1日开始实施。该标准的全称为《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》，标准编号为：GB 1495-2002。 试用范围 该标准规定了M和N1类汽车的加速行驶车外噪声的限值，并且给出了测量方法具体内容： GB 1495—2002 汽车加速行驶车外噪声限值dB(A) 汽车分类 噪声限值dB（A） 第一阶段第二阶段 2002.10.1~2004.12.3 0期间生产的汽车 2005.1.1以后生产 的汽车 M1 77 74 M2（GVM≤3.5t）， 或N1（GVM≤3.5t）： GVM≤2t 2t
汽车传动系统——传动系的种类图解 机械式传动系一般组成及布置示意图 1-离合器2-变速器3-万向节4-驱动桥5-差速器6-半轴7-主减速器8-传动轴 图为传统的发动机纵向安装在汽车前部，后桥驱动的4×2汽车布置示意图。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处，动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。 发动机前置、纵置，前轮驱动的布置示意图 1-发动机2-离合器3-变速器4-变速器输入轴5-变速器输出轴6-差速器7-车速表驱动齿轮8-主 减速器从动齿轮 发动机前置、纵置，前桥驱动，使得变速器和主减速器连在一起，省掉了它们之间的万向传动装置。 典型液力机械传动示意图
1-液力变矩器2-自动器变速器3-万向传动4-驱动桥5-主减速器6-传动轴 液力传动（此处单指动液传动）是利用液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。液力传动装置串联一个有级式机械变速器，这样的传动称为液力机械传动。 静液式传动系示意图 1-离合器2-油泵3-控制阀4-液压马达5-驱动桥6-油管 液压传动也叫静液传动，是通过液体传动介质静压力能的变化来传递能量。主要由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置等组成。 混合式电动汽车采用的电传动
1-离合器2-发电机3-控制器4-电动机5-驱动桥6-导线 电传动是由发动机驱动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。 汽车传动系统——离合器总成结构图解 机械式离合器的动作原理 1-飞轮2-从动盘3-压盘4-膜片弹簧 离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。 液力离合器结构与动作原理
中华人民共和国国家标准 汽车耐久性行驶试验方法GB／T 12679—90 代替GB 1334—77 Motor vehicles—Durability running—Test method 1 主题内容与适用范围 本标准规定了汽车耐久性行驶试验方法。 本标准适用于大批量生产的汽车（矿用自卸汽车参照执行）。 2 引用标准 GB/T 12534汽车道路试验方法通则 GB／T 12545汽车燃料消耗量试验方法 GB／T 12548汽车速度表、里程表检验校正方法 GB/T 12678汽车可靠性行驶试验方法 JB 3743汽车发动机性能试验方法 3 术语 3．1 汽车耐久性 指汽车在规定的使用和维修条件下，达到某种技术或经济指标极限时，完 成功能的能力。 3．2 汽车耐久度 指汽车在规定的使用和维修条件下，能够达到预定的初次大修里程而又不 发生耐久性损坏的概率。 3．3 汽车耐久性损坏 指汽车构件的疲劳损坏已变得异常频繁；磨损超过限值；材料锈蚀老化；
汽车主要技术性能下降，超过规定限值；维修费用不断增长，已达到继续使用时经济上不合理或安全不能保证的程度。其结果是更换主要总成或大修汽车。 4 试验条件 按GB/T 12678的规定。 5 试验车辆 5．1 用于汽车耐久性行驶试验的汽车数量按表2确定。 5．2 本试验可用汽车使用试验、常规可靠性试验的同一组汽车。 5．3 整车、各总成及零部件的制造装配调整质量应符合该车技术条件的规定。 6 试验项目及方法 6．1 试验程序 试验程序按表1进行。
6．2 验收试验汽车 6．2．1 应按GB／T 12534中第4章之规定，调整内容须纳入故障统计。 6．3 磨合行驶 6．3．1 汽车磨合行驶里程及规范应按该车使用说明书的规定。出现故障须 纳入故障统计。 6．3．2 在汽车磨合行驶最后1000 km时测量机油消耗量。 6．4 发动机性能初试 按JB 3743中8.4之规定仅测量总功率。 注：在汽车耐久性行驶试验中，如果发动机大修，则在发动机大修前、后，均要按上述的规定各测量一次总功率。
汽车维修工高级技师论文 汽车车内噪声控制方法研究 姓名：付建伟 日期：2011年8月19日
论文题目：汽车车内噪声控制方法研究 摘要：汽车车内噪声指行驶汽车车厢内存在的各种噪声。车内噪声极易使乘车人员感到疲劳，对汽车的舒适性有着重要影响。本文从系统的观点出发，在分析了国内外汽车 产品的噪声控制技术水平现状以及噪声研究和控制技术方法的基础上，开展了比较 系统的车内噪声控制研究，识别了主要的噪声源和噪声辐射部位，同时，通过本项 目的研究，摸索出了一些行之有效的汽车噪声研究和控制的方法和措施。 关键词：汽车，车内噪声，声源识别，噪声控制，试验研究。 论文内容： 交通噪声是目前城市环境中最主要的噪声源，汽车噪声约占整个交通噪声的75%，是影响其性能和质量的重要指标之一，根据汽车对环境的影响，汽车噪声一般分为车外噪声和车内噪声。车外噪声在很大程度上对外部环境产生生态影响，而车内噪声对乘客舒适性产生影响。 一、国内外汽车噪声状况及控制技术 国外一般对车外噪声有严格的限制标准，至于对车内噪声尚没有严格的标准。在欧洲、美国、日本一些发达国家，汽车加速行驶时主噪声源并不是来自发动机，而是来自胎噪。发达国家对汽车发动机、消声器、变速箱、冷却系等主要噪声源已有深入研究，并且有成熟的理论计算和产品开发设计程序。目前，国外汽车噪声研究和控制的重点已经转向结构振动噪声、轮胎噪声及发动机隔声罩的研究方面，控制技术已普遍达到实用阶段。 国内对车外加速噪声的限制标准制定相对缓慢，自1979年制定了GB1495-79《机动车辆允许噪声》以来一直未做修订，直到2002年才颁布新标准GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》，国内对车内噪声没有严格的限制，只对某些星级汽车设置了噪声限值，在国内，发动机噪声仍占汽车噪声的三分之一以上，发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。 对于汽车噪声的控制，不同阶段针对不同噪声源采取的控制措施是不同的。国内汽车的噪声控制技术每个时期都有其侧重点（见表1） 表1不同阶段重点集中发展的控制技术
汽车车内声场分析及降噪方法研究现状 摘要：本文首先对车内噪声的来源进行分析，然后建立了车室空腔声场的声学有限元模型，利用结构及声场动态分析技术，对车身结构的动态特性、车室空腔声场的声学特征进行了研究。在此基础上，分析了声固耦合系统在外界激励下的声学响应。阐述了车内被动噪声控制在低频噪声上的原理与应用。及决定主动噪声控制效果的决定因素及在车内噪声控制中应用的发展过程, 并指出当前研究中需解决的问题和今后的研究方向。 关键词：车内噪声；控制；车室空腔；主动降噪 Abstract：This article first interior noise sources were analyzed, and then the establishment of a finite element model of the vehicle compartment acoustic sound field in the cavity, the use of the structure and dynamic sound field analysis of the dynamic characteristics of the body structure, the acoustic characteristics of the vehicle compartment cavities were sound field the study. On this basis, the analysis of the acoustic excitation solid coupling system in the outside world under the acoustic response. It describes the principle and application of passive noise control car on the low-frequency noise. And determine the effect of active noise control determinants and development process in the car noise control applications, and pointed out that current research problems to be resolved and future research directions. Keywords: interior noise; control; the passenger compartment of the cavity; Active Noise Reduction 0 引言 汽车车内噪声不但增加驾驶员和乘客 的疲劳,而且影响汽车的行驶安全。因此,车内噪声特性已成为汽车乘坐舒适性的评价 指标之一,日益受到人们的重视。车内噪声 主要由发动机、传动系、轮胎、液压系统及结构振动引起。而这些噪声有直接或间接地传到车身结构，在车室内形成声场。车内的噪声水平是体现其舒适性的一项重要指标。为了提高车辆的舒适性, 世界各大汽车公 司都对车内噪声水平制定了严格的控制标准, 将车内噪声的控制作为重要的研究方向。特别是轿车, 车内噪声状况更是衡量轿车档次的标准之一。如何改善车辆内部乘员室声学环境, 降低车内噪声水平,提高车辆 乘坐舒适性已成为研究的热点。 1 车内噪声来源 一切向周围辐射噪声的振动物体都被 称为噪声源。噪声源的类型较多, 有固体的, 即机械性噪声;还有流体的, 即空气、水、 油的动力性噪声; 行驶汽车的噪声包括发 动机、汽车动力总成所产生的噪声, 车身因发动机、道路和空气流的作用而振动所产生的噪声以及附件噪声等。车内噪声产生机理如图1所示[1]。从声源来看,车内噪声的来源主要有: 发动机噪声、进排气噪声、冷却风扇噪声等。车外噪声向车内传播的具体途径主要有两个: 一是通过车身壁板及门窗上所有的孔、缝直接传入车内;二是车外噪声声波作用于车身壁板,激发壁板振动,并向车内辐射噪声。从振动源来看,主要有两个方面: 发动机、底盘工作时产生的振动和路面激励产生的振动。后者频率较低,对激发噪声影响较小。车身壁板主要由金属板和玻璃构成,这些材料都具有很强的声反射性能。在车室门窗均关闭的条件下,上述传入车内的空气声和壁板振动辐射的固体声,都会在密闭空间内多次反射,相互叠加成为车内噪声。 图1 车内噪声产生机理