汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一。近年来,我国汽车制造业的迅速壮大极大地促进了国民经济的发展、兴旺与繁荣。我国汽车工业的迅猛发展为汽车软管行业带来了前所未有的发展机遇和挑战。
汽车上使用的软管主要有燃油软管、空调软管、制动软管,散热器软管、涡轮增强器软管、动力转向软管、排气管和空气导管等。从结构 上可分为纯胶管、纤维编织、缠绕软管、网丝编 织软管、缠绕软管; 从材料上说有橡胶、塑料、热塑性弹性体和树脂。汽车用软管的直径多在3. 2 mm ~ 5. 1 mm 之间。
软管的主体材料由原来单一胶种发展到由2 ~ 3 种橡胶组成。例如,液压油冷却器胶管、发动机油胶管由原来单一的 NBR 改为内胶层采用 NBR,外胶层采用 CR。为进一步提高耐热性能,采用ECO(氯醚) 或 ACM( 丙烯酸酯橡胶) 作为内胶层,外胶层采用 CSM、ECD。同时HNBR,NBR / PVC,EPDM 以及 TPO 等材料也在汽车软管上开始应用,TPE 在空调管上应用。就汽车软管的增强材料而言,有芳纶、聚酯、尼龙可供使用,另外,树脂在制动软管、燃油胶管以及冷却水管的应用程度也在逐年提高。
1、汽车燃油胶管
汽车燃油胶管包括燃油输送管和给发动机供应燃油的燃油管。内层胶要选择耐燃料介质 和耐热的材料; 外层胶则要选择耐热、耐臭氧、耐天候老化的材料。通常采用 NBR 为内层胶, 中间以纤维编织或缠绕层为增强层,外胶层采 用 CR。为提高耐老化性能,外层胶还可采用CSM( 氯磺化聚乙烯) 。
1.1 汽车燃油胶管材料的进展
汽车采用电喷发动机后,燃料系统压力比普通发动机提高 10 倍,电喷发动机的使用不仅提高了发动机本身的温度,也提高了周围环境 的温度,为此,燃油胶管已被 FKM( 氟橡胶) 、THV( 氟树脂) 特种橡胶的复合胶层所替代,外胶层则采用 CSM、ECO 等。
由于燃油系统中温度升高,酸化汽油的量和压力也随之升高,NBR 已不能满足要求,故采用具有优异耐热性和耐溶剂性能的 FKM 作为燃油胶管的内胶层,FKM 的使用温度在- 25℃ ~ 250℃ 范围内,邵尔 A 硬度 40 ~ 90,拉伸强度 7 ~ 17 N / mm2 ,最大伸长率 100% ~ 300% ,是耐天候、耐臭氧、耐燃油性能最好的胶种。FKM 作为燃油软管内胶层,壁厚一般在 0. 2 mm ~ 0. 7 mm 之间,但由于 FKM 价格昂贵,可采用复合结构,即以厚度 0. 5 ~ 0. 7 mm FKM为内胶层,在其外面包覆厚度 0. 5 ~ 1 mm 耐低温、耐热和耐油的 ACM( 丙烯酸脂橡胶) 共挤出复合层,以缠绕或编织纤维作为增强层,用 CR 作为外胶层。
THV 燃油胶管是国际上近几年来开发的新型环保型胶管,THV 是一种具有优异防渗透、耐老化、耐燃油性能的共聚物材料,其使用寿命几乎与整车的寿命同步。
燃油软管穿行于发动机舱内部。一方面要承受发动机的 高温,另一方面还要承受燃油的化学降解作用, 其中形成的过氧化氢会裂解。一般认为,过氧化氢能分解出游离基,使丁腈橡胶硬化。事实证明,凡能提高 NBR 耐热性能的方法就可以改进其氧化燃油的性能。HNBR 是一种具有耐热、耐酸性汽油、耐低温等优异性能的材料,在 许多方面可以和氟橡胶媲美,是制造汽车燃油 软管的理想材料。
1.2 汽车燃油异型胶管生产工艺
汽车燃油异型胶管的生产工艺流程: 塑炼—混炼—过滤—加硫化体系—挤出—套芯棒—硫化—脱芯棒—干燥—切头—检验—包装入库。制备燃油胶管的材料有氟橡胶、丁腈橡胶 ( NBR) ,氯醚橡胶、NBR / PVC 并用胶和丙烯酸酯橡胶。
2、汽车散热器胶管
汽车散热器胶管是连接轿车发动机与散热器之间的柔性管路,是轿车关键部件之一。由于散热器用水加有有防锈液、防冻液以及散热器胶管所处环境,这就要求汽车散热器胶管必须承受很高的温度,并应当在使用期内不得出现任何故障,其脉冲性能由原来的 50 000 次提高到 150 000 次。原来采用硫磺硫化体系的散热器胶管正逐步被采用过氧化物硫化体系的胶管所取代。通常汽车散热器胶管可以划分为以下 3 种类型:
1) A 型散热器胶管: 在 125 ℃ 以下温度连续使用,最高温度为 140℃ 。
2) B 型散热器胶管: 在 125℃ ~ 150℃ 温度范围内使用,最高温度可达到 175℃ 。B 型散热器胶管的拉伸强度要求低于 A 型散热器胶管,但硬度要求则高于 A 型散热器胶管。
3) C 型散热器胶管: 在 150℃ ~ 175℃ 温度范围内连续使用,该型散热器胶管多用于涡轮发动机,即重型发动机。
2.1 EPDM 在汽车散热器胶管中应用
三元乙丙橡胶( EPDM) 在汽车散热器胶管上的应用近年来发展很快。EPDM 作为汽车散热器胶管的内胶层和外胶层时,需要采用过氧化物体系硫化。
2.2 汽车散热器胶管结构和制造工艺
汽车散热器胶管的结构通常可划分为三种:
1) 纯胶管;
2) 由内胶层和增强层构成的层结构胶管;
3) 由内胶层、增强层和外胶层构成的胶管。汽车散热器胶管的制造采用冷喂料挤出、无芯成型、针织预成型、截断套模、裸硫化生产工艺。其工艺流程为: 生胶 + 配合剂—混炼—滤胶—硫化—混炼胶—胶料检测— 压制内管—充气—编织针织层—充气—包覆外胶—截断—套模—硫化定型—脱模—清洗—切割管头—气密性检验—干燥—打印标记—成品检验—包装入库。
产品代码:950,汽车尾气专用软管
颜色: 黑色管壁,带天蓝色抗碾压塑料螺旋加强筋
材质: 管壁采用EPDM/PP涂布得聚酯纤维布 加强筋采用抗碾压硬质塑料螺旋
耐温: + 200°C
结构特性: 加强筋抗碾压, 良好的可回弹特性; 质轻、柔软、弯曲性能优异;具有高拉伸强度和抗撕裂强度,坚固耐用。
应用:汽车尾气抽排系统。在有50%新鲜空气参与的时候,耐温可达200度。
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