用途、介質(zhì)、工藝不相同的汽車(chē)管路系統應用于工程塑料的舉例
發(fā)布時(shí)間：2023-11-21 14:14:37 點(diǎn)擊數：0
隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展和汽車(chē)性能的不斷提高，及公眾環(huán)保意識的日益增強，各主機廠(chǎng)對汽車(chē)流體管路產(chǎn)品的性能提出了越來(lái)越嚴格的要求，根據用途不同，管路系統會(huì )用到多種工程塑料，如PBT、POM、PPS、PA6/66、PA12、PPA，以及橡膠、聚酯等材料；
汽車(chē)管路種類(lèi)繁多，按照行業(yè)分類(lèi)，可以分為制動(dòng)、傳動(dòng)、轉向、進(jìn)排氣、冷卻、燃油等。 
不同用途的汽車(chē)膠管結構雖然各不相同，但總體大致分為內層、增強層和外層等三個(gè)基本部分。 
內層是膠管直接接觸工作介質(zhì)的層面，起著(zhù)密封、導流的作用，它應有一定的厚度，能夠耐溫、耐腐蝕、耐摩擦。
增強層是膠管承受壓力的部分，具有相當的剛度和強度，起到保護膠管結構的作用。
外層是膠管的保護層,起到對外界的防御作用，應有一定的厚度，能耐溫、耐腐蝕、耐磨和耐老化。
按照產(chǎn)品用途和功能： 
制動(dòng)膠管是車(chē)輛重要的安全部件，對產(chǎn)品的質(zhì)量和穩定性要求非常高。制動(dòng)膠管內外膠層的橡膠通常采用三元乙丙橡膠，增強層材料多采用維綸纖維或芳綸纖維。
制動(dòng)膠管對高壓條件下的膨脹變形有極其嚴格的要求，芳綸纖維的高強度和高模量特性可以充分滿(mǎn)足低形變的要求。 
下面給大家舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
空調系統膠管
汽車(chē)空調系統最早的制冷劑是氟利昂，由于氟利昂會(huì )破壞臭氧層，我國在2000年以后全面禁用，目前使用的制冷劑是R134a。 
其空調系統膠管通常采用尼龍作為阻隔層材料，外膠層橡膠選用三元乙丙橡膠， 而中間增強層材料選用聚酯纖維或聚乙烯醇縮醛（維綸）纖維，也少量使用芳綸纖維，在國內聚酯纖維的應用最廣泛。
下一代的汽車(chē)空調系統制冷劑會(huì )采用二氧化碳。二氧化碳是環(huán)保性?xún)?yōu)異的制冷劑，但作為空調系統制冷劑需要在超臨界條件下使用， 從而對膠管提出了更高的耐溫、耐壓和耐滲透要求。使用對位芳綸纖維作為增強層材料是一種很好的選擇，目前國內外的膠管生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)對此技術(shù)進(jìn)行研究。
燃油膠管
汽車(chē)燃油膠管包括燃油輸送膠管和給發(fā)動(dòng)機供應燃料的膠管，是重要的安全部件，對材料的性能要求也較多。
傳統的燃油膠管使用內膠層-增強層-外膠層的結構，膠層與膠層之間采用纏繞或編織工藝加入纖維增強層。燃油膠管的最高使用 溫度可達到130 ℃。因此，很多燃油膠管 采用耐高溫性能好和伸長(cháng)率小的芳綸纖維增強層。
進(jìn)排氣系統軟管
把空氣或混合氣導入發(fā)動(dòng)機氣缸的零部件集合體稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣系統。汽車(chē)排氣系統主要是排放發(fā)動(dòng)機工作所排出的廢氣，同時(shí)使排出的廢氣污染減小，噪音減小。
汽車(chē)非金屬材料的種類(lèi)很多，包括塑料、橡膠、彈性體、發(fā)泡材料、紡織面料等，在汽車(chē)上的應用領(lǐng)域非常廣，常見(jiàn)于內外裝飾護板、座椅面料、頂棚地毯、發(fā)動(dòng)機艙周邊附件等等，當前非金屬主要朝著(zhù)高性能化、環(huán)?；?、輕量化三個(gè)方向發(fā)展，實(shí)現其在整車(chē)上的兩大主要作用：一是裝飾性作用，通過(guò)內外飾的精致、豪華及環(huán)保來(lái)實(shí)現整車(chē)品味提升，一個(gè)是功能性作用，隨著(zhù)材料/工藝的技術(shù)發(fā)展，不斷擴展非金屬的應用領(lǐng)域，使其能應用于更惡劣的工況下，實(shí)現了傳統材料的替代，如金屬、橡膠以及不同塑料間的替代。
在輕量化方面，則主要是從非金屬的塑料替代鋼材、橡膠或塑料，以及非金屬新的工藝和結構等方面進(jìn)行研究。我們的輕量化研究領(lǐng)域非常廣泛，從熱塑性材料、發(fā)泡材料、彈性體材料到碳纖維材料都有研究。
聚酰胺纖維增強材料的特點(diǎn)就是強度高、耐熱性好、沖擊性好，是綜合性能均衡的主要以塑代鋼材料，它大量應用于高溫或者強度要求較高等 惡劣工況下，如進(jìn)氣歧管、氣門(mén)室罩蓋、節溫器、空氣管路等發(fā)動(dòng)機周邊零件，及油門(mén)踏板、換檔器骨架等，都在廣泛應用尼龍材料。 
當然，高性能工程塑料（PA、PPA、PPS等）仍主要應用于更惡劣的發(fā)動(dòng)機周邊附件。在發(fā)動(dòng)機周邊管類(lèi)零件里，聚酰胺材料可替代金屬、橡膠，應用于空氣管路、冷卻管路等零件。同時(shí)由于管的減震、耐油要求，耐熱性較好的彈性體材料應用也越來(lái)越多，常見(jiàn)聚酰胺PA11、硫化聚烯彈性體（TPV）、聚醚酯彈性體(TPEE)和聚酰胺彈性體(TPA)。這樣的塑料替代傳統的金屬管和橡膠管可實(shí)現減重百分之十到百分之四十，同時(shí)它采用更快捷的擠出、吹塑、注塑工藝，生產(chǎn)效率遠高于金屬管和橡膠管，設計自由度也很好。目前應用的領(lǐng)域主要是在于燃油管、機油冷卻管、空氣管路等等。
聚酰胺（PA610,PA612,PA12,PA1010,PA1012）材料高強度、高耐熱性，使其在發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣管、缸蓋罩以及周邊的鏈條張緊器、氣門(mén)室罩蓋、節氣閥上有很多塑代鋼的應用。塑料進(jìn)氣歧管和缸蓋罩已較為普及，除可實(shí)現更好的減重效果外，還在于其優(yōu)異的功能集成度，如塑料缸蓋罩可集成油氣分離功能，塑料可變進(jìn)氣歧管大大提升發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣效率。 
從國內供應商方面來(lái)說(shuō)，在實(shí)現材料密度更小、更耐久、更耐熱、尺寸穩定性更好等性能上進(jìn)行持續創(chuàng )新，來(lái)實(shí)現材料本身的升級換代，以及生產(chǎn)工藝上的效率提升、節能化及新工藝的引入等方面，來(lái)實(shí)現產(chǎn)品品質(zhì)更佳、成本更低。
從主機廠(chǎng)方面來(lái)說(shuō)，我們研究程度還較淺，主要精力仍放在了材料應用上，側重材料信息調研，以及應用技術(shù)可行性分析。在材料性能數據以及其對產(chǎn)品性能影響上還沒(méi)有系統性地技術(shù)積累，因此對產(chǎn)品設計及性能保證的支持力度還較小。
當然，前沿性材料工藝的引入對主機廠(chǎng)來(lái)說(shuō)是有系統性的影響，它不僅僅是一種簡(jiǎn)單材料和工藝的替代，還需要與產(chǎn)品設計、性能進(jìn)行掛鉤，局部零件的新材料應用不能只考慮它在局部性能的改進(jìn)，還要把它放在整車(chē)性能的框架下去考慮它的性能是否能滿(mǎn)足整車(chē)的性能要求（安全、NVH等），這可以說(shuō)是輕量化材料工藝進(jìn)行減重的前提。
汽車(chē)管路種類(lèi)繁多，按照行業(yè)分類(lèi)，可以分為制動(dòng)、傳動(dòng)、轉向、進(jìn)排氣、冷卻、燃油等。
增強層是膠管承受壓力的部分，具有相當的剛度和強度，起到保護膠管結構的作用。
外層是膠管的保護層,起到對外界的防御作用，應有一定的厚度，能耐溫、耐腐蝕、耐磨和耐老化。
按照產(chǎn)品用途和功能：
制動(dòng)膠管對高壓條件下的膨脹變形有極其嚴格的要求，芳綸纖維的高強度和高模量特性可以充分滿(mǎn)足低形變的要求。
空調系統膠管
汽車(chē)空調系統最早的制冷劑是氟利昂，由于氟利昂會(huì )破壞臭氧層，我國在2000年以后全面禁用，目前使用的制冷劑是R134a。
下一代的汽車(chē)空調系統制冷劑會(huì )采用二氧化碳。二氧化碳是環(huán)保性?xún)?yōu)異的制冷劑，但作為空調系統制冷劑需要在超臨界條件下使用， 從而對膠管提出了更高的耐溫、耐壓和耐滲透要求。使用對位芳綸纖維作為增強層材料是一種很好的選擇，目前國內外的膠管生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)對此技術(shù)進(jìn)行研究。
燃油膠管
汽車(chē)燃油膠管包括燃油輸送膠管和給發(fā)動(dòng)機供應燃料的膠管，是重要的安全部件，對材料的性能要求也較多。
傳統的燃油膠管使用內膠層-增強層-外膠層的結構，膠層與膠層之間采用纏繞或編織工藝加入纖維增強層。燃油膠管的最高使用 溫度可達到130 ℃。因此，很多燃油膠管 采用耐高溫性能好和伸長(cháng)率小的芳綸纖維增強層。
進(jìn)排氣系統軟管
把空氣或混合氣導入發(fā)動(dòng)機氣缸的零部件集合體稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣系統。汽車(chē)排氣系統主要是排放發(fā)動(dòng)機工作所排出的廢氣，同時(shí)使排出的廢氣污染減小，噪音減小。
汽車(chē)非金屬材料的種類(lèi)很多，包括塑料、橡膠、彈性體、發(fā)泡材料、紡織面料等，在汽車(chē)上的應用領(lǐng)域非常廣，常見(jiàn)于內外裝飾護板、座椅面料、頂棚地毯、發(fā)動(dòng)機艙周邊附件等等，當前非金屬主要朝著(zhù)高性能化、環(huán)?；?、輕量化三個(gè)方向發(fā)展，實(shí)現其在整車(chē)上的兩大主要作用：一是裝飾性作用，通過(guò)內外飾的精致、豪華及環(huán)保來(lái)實(shí)現整車(chē)品味提升，一個(gè)是功能性作用，隨著(zhù)材料/工藝的技術(shù)發(fā)展，不斷擴展非金屬的應用領(lǐng)域，使其能應用于更惡劣的工況下，實(shí)現了傳統材料的替代，如金屬、橡膠以及不同塑料間的替代。
在輕量化方面，則主要是從非金屬的塑料替代鋼材、橡膠或塑料，以及非金屬新的工藝和結構等方面進(jìn)行研究。我們的輕量化研究領(lǐng)域非常廣泛，從熱塑性材料、發(fā)泡材料、彈性體材料到碳纖維材料都有研究。
聚酰胺纖維增強材料的特點(diǎn)就是強度高、耐熱性好、沖擊性好，是綜合性能均衡的主要以塑代鋼材料，它大量應用于高溫或者強度要求較高等 惡劣工況下，如進(jìn)氣歧管、氣門(mén)室罩蓋、節溫器、空氣管路等發(fā)動(dòng)機周邊零件，及油門(mén)踏板、換檔器骨架等，都在廣泛應用尼龍材料。
聚酰胺（PA610,PA612,PA12,PA1010,PA1012）材料高強度、高耐熱性，使其在發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣管、缸蓋罩以及周邊的鏈條張緊器、氣門(mén)室罩蓋、節氣閥上有很多塑代鋼的應用。塑料進(jìn)氣歧管和缸蓋罩已較為普及，除可實(shí)現更好的減重效果外，還在于其優(yōu)異的功能集成度，如塑料缸蓋罩可集成油氣分離功能，塑料可變進(jìn)氣歧管大大提升發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣效率。
從主機廠(chǎng)方面來(lái)說(shuō)，我們研究程度還較淺，主要精力仍放在了材料應用上，側重材料信息調研，以及應用技術(shù)可行性分析。在材料性能數據以及其對產(chǎn)品性能影響上還沒(méi)有系統性地技術(shù)積累，因此對產(chǎn)品設計及性能保證的支持力度還較小。
當然，前沿性材料工藝的引入對主機廠(chǎng)來(lái)說(shuō)是有系統性的影響，它不僅僅是一種簡(jiǎn)單材料和工藝的替代，還需要與產(chǎn)品設計、性能進(jìn)行掛鉤，局部零件的新材料應用不能只考慮它在局部性能的改進(jìn)，還要把它放在整車(chē)性能的框架下去考慮它的性能是否能滿(mǎn)足整車(chē)的性能要求（安全、NVH等），這可以說(shuō)是輕量化材料工藝進(jìn)行減重的前提。
