汽车用胶管的现状和未来发展趋势

汽车用胶管的现状和未来发展趋势

【摘要】本文首先对胶管品种及其材料构成进行了说明，然后通过对几种重要的汽车用胶管进行了分析，最后详细阐述了汽车用胶管新材料的研究发展。

【关键词】汽车用胶管，现状，发展趋势

一、前言

汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一。近年来，汽车工业正在加快汽车的更新换代的步伐，特别在节能、环保与安全和乘坐舒适性方面，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。对此，我国汽车工业的迅猛发展为汽车胶管工业带来了前所未有的发展机遇和挑战。因此，积极采用科学的方法分析汽车用胶管的现状和未来发展趋势就成为当前一项十分紧迫的问题。

二、胶管品种及其材料构成

在汽车中, 胶管用于输油、输气、输制冷剂、输水和传递动力等。汽车上使用的胶管包括: 燃油胶管、空调胶管、制动胶管、散热器胶管、涡轮增压胶管、动力转向胶管、输水胶管、ATF油管、空气管等。汽车胶管的结构和材料根据其用途、性能、功能、所用介质以及环境温度的不同而各异。橡胶材料的选用对胶管性能起决定性作用，汽车用胶管与多种介质接触,使用条件严酷,技术要求苛刻,是品种多、使用材料广的复合结构橡胶制品。目前,汽车用胶管品种及其材料较多，包括CSM氯磺化聚乙烯橡胶,CM氯化聚乙烯橡胶,FKM氟橡胶,GECO不饱和型共聚氯醚橡胶,ECO共聚氯醚橡胶,CO均聚氯醚橡胶,HNBR氢化丁腈橡胶,THV偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯共聚树脂,AEM乙烯-丙烯酸酯橡胶,MVQ乙烯基硅橡胶,ACM丙烯酸酯橡胶,EVM乙烯-乙酸乙烯酯橡胶,PA聚酰胺等。在汽车用胶管中,燃油系统和汽化器系统胶管必须适应新型燃油,且燃油透过率要低，从FKM氟橡胶燃油管，THV氟树脂燃油管，逐步向轻量化的多层复合PA尼龙燃油管转型，空气系统和真空系统胶管的耐热性能要进一步改善;空调系统胶管目前使用最多的为1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a,即R134a)/聚亚烷基二醇(PAG)致冷剂体系。

三、几种重要的汽车用胶管

1、汽车冷却系统冷却水管

汽车冷却系统的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却水胶管及总成是连接汽车发动机与散热器之间的柔性管路，主要功能是输送冷却液，发散热量，保证发动机安全正常的运转。

目前国内主机厂冷却水胶管及总成的工作温度达到125℃，使用硫磺硫化的三元乙丙橡胶，可以满足当前的使用要求。由于近年来汽车向节能和低污染方向

发展,发动机仓温度提升了15～50℃,因此原来采用硫黄硫化体系生产的散热器胶管逐渐被用过氧化物体系生产的产品所替代。

现在国内的冷却水管产品采用的均为三层结构，包括：内衬层（EPDM）、增强层、外层（EPDM）， 与国外的同类产品基本保持一致，而作为世界几大汽车制造公司的大众公司所使用的TL52361冷却水软管标准更是达到了同类产品的最高要求——耐温等级达到160℃，同时还兼具压缩永久变形要求，以及成品胶管的脉冲压力要求。

2、汽车燃油系统燃油胶管

燃油胶管包括燃油输送胶管、燃油加料嘴胶管以及喷射控制胶管。燃油输送胶管目前多采用FKM氟橡胶作内胶,以ECO橡胶作为中胶层和外胶层。补强材料可选用更高强度，更耐高温的芳纶纤维，少部分使用聚酯纤维、玻璃纤维等。制作内胶的FKM橡胶具有低的渗透性能，极佳的耐热性能，耐热达到200℃以上,外层采用氯醇橡胶，耐热达到150℃，为了提高外层胶的更好的耐热性能，外层胶也采用AEM材料，使燃油管的耐热性能达到175℃的高温，满足了汽车发动机仓内越来越来高的温度要求。

为了保证汽车的轻量化和更低的耐燃油渗透性能，今后越来越多的燃油胶管逐步向多层尼龙燃油管路过渡，多层尼龙燃油管目前有三层、四层和五层结构，耐渗透层采用EFET、EVOH等作为中间层，内层和外层多采用尼龙PA12材料。为了更进一步的提高尼龙管路的性能，目前国内外的大型生产厂家已经在研究和开发六层和七层的尼龙燃油管。

3、汽车空调系统空调胶管

目前采用最多的是橡胶-树脂复合结构，即内胶层由一层树脂和一层橡胶组成，这种结构被认为是适应目前汽车空调致冷剂R134a的最佳选择。例如，德国凤凰公司开发的汽车用空调胶管，内胶层由聚酰胺和三元乙丙橡胶组成，聚酰胺内衬层很薄，增强层为聚酯纤维，外胶层使用三元乙丙橡胶。据称，这种空调胶管具有渗透低、耐高温等优点，可在-40~140℃的环境下使用，甚至可用于160℃的高温环境下。日本横滨橡胶公司开发的汽车用空调胶管，内胶层采用了两层橡胶和一层树脂薄膜，树脂薄膜缠绕在两层橡胶之间，起防渗透作用；橡胶内层的材料为氯化丁基橡胶，树脂层为尼龙6，增强层以聚酯纤维编织而成，外胶层为EPDM，挤出包覆。汽车空调胶管是技术要求很高的胶管产品其关键技术指标为低渗透。

四、汽车涡轮增压胶管的发展

随着汽车行业的发展，高速度、高功率代表了汽车技术创新的程度,安全、节能和环保则代表了汽车技术创新的方向。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性，因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。

涡轮增压器已经由竞赛用的跑车或方程式赛车普及到许多类型汽车上，其市场需求巨大。在欧洲，涡轮增压器已经占到了50%，在亚洲也在增长。涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。

在涡轮增压器系统中，涡轮增压器胶管用于输送空气或氧气，由于空气被压缩( 2 ～ 2． 5 bar) ，所以升温很快且很高，通常涡轮增压器胶管的出气端要承受150-240℃的高温，胶管的进气端则为80-150℃，因此，涡轮增压器胶管要有良好的耐热性能。

由于出气端胶管要承受150-240℃的高温，目前，使用最多的为耐温达到170℃AEM材料，对于180-190℃的耐高温的情况下，选用高性能丙烯酸酯橡胶HT-ACM最为合适，是今后发展的方向，而对于耐温200℃以上的情况下，在欧洲已经广泛采用内胶氟橡胶，外胶硅橡胶的结构，但在中国，此种结构还很少使用，是今后研发的重点。

五、结束语

汽车用胶管的现状和未来发展趋势的分析作为汽车材料使用分析的核心工作之一。对汽车行业的生产等方面具有十分重要的作用。我们必须将科学的方法融入到生产管理工作中。

参考文献

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