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汽车线束橡胶件的主要特点、种类、性能要求、选材原则已经未来的发展趋势-凯发20周年庆

责任编辑:盈泰高精  发布日期:2022-05-18
文章导读

本文详细的介绍了汽车线束橡胶件选材指南,希望对行业从业人员有所帮助吧。盈泰是专业从事橡胶件,硅胶件,塑胶件成型的厂家,如果您有相关需求,可以和我们联系咨询。

汽车线束是汽车电路的网络主体,没有线束也就不存在汽车电路。不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车,线束编成的形式基本上是一样的,都是由电线、接插件、橡胶件和包裹胶带组成。随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高,汽车线束变得越来越复杂,但车身给予线束的空间却越来越小。因此,如何提高汽车线束的综合性能设计便成为关注的焦点,而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造,和汽车主机厂家联合进行前期开发成为必然的趋势。

一、橡胶件的种类与应用

橡胶件是在电器件在穿过车身等物体时,保证电器件不受损害和保持穿过物体的密封性。以起到耐磨、防水、密封等作用。

1.1 橡胶件的分类

其结构和固定方式也根据固定位置的不同而不同。

按橡胶件结构分为有骨架(导向结构,材料多为pa66)、无骨架两种 。

按橡胶件固定方式分为单孔固定、双孔固定两种(见下面的图例)。

图一:单孔固定无导向结构(a21右前舱线束过孔橡胶件) 

图二:双孔固定带导向结构(s21左前门线束过孔橡胶件) 

注:  1--橡胶护套;       2--塑料支架(导向结构)

1.2 材料分类

线束橡胶件材料按适用温度范围分三类见表1

表1 橡胶件材料及适用温度

二、汽车线束橡胶件的主要特点

1) 使用温度范围广,具有良好的耐高、低温性;

2) 有较高的耐热性能,不同区域橡胶件,温度不同。

可以在120℃ 的环境中长期使用,最高使用温度为150℃;

3) 与大气直接接触,会接触雨水等液体的侵蚀,需要能禁受冬天屋外的严寒,能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用而不会发生龟裂;

4) 弹性好,特别是要求复原性好;能承受多次的疲劳运动,能在各种环境种多次变形恢复能力;既能用于运动接合部位,又能用于静止接合部位。

5) 精密的成品稳定性及严格的成品尺寸公差控制。 

在汽车上,线束橡胶件被用来作为静态密封和动态密封元件。表2列举了线束橡胶件在奇瑞b21车型上的应用。

表2 线束橡胶件在b21车型上的应用

三、汽车橡胶件的性能要求和选材原则

3.1汽车橡胶件的性能要求

表3 epdm材料性能要求

3.2材料选择

表4 常见通用橡胶的优缺点和应用

表5 常用橡胶的各项性能

比较而言,三元乙丙的综合性能较好,所以现在汽车电器线束用橡胶件主要选用的材料是三元乙丙橡胶,简称epdm。选用材料的依据是:

(1)耐老化性能

通用橡胶中:epdm的耐老化性是最好的

a,耐臭氧性最好: 在含臭氧浓度较高的环境中不会产生裂口,大大优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等通用橡胶。

b,耐候性好:   能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用而不会发生龟裂 。

c,耐热性能:可以在120℃的环境中长期使用,最高使用温度为150℃ 。当温度高于150℃时,乙丙橡胶生胶开始缓慢分解,200℃时硫化胶的物理机械性能亦缓慢地下降。但加入防老化剂可以改善乙丙橡胶的高温使用性能,提高使用温度和高温下使用寿命。

(2)电绝缘性

其具有良好的电绝缘性和耐电晕性,浸水后电气性能变化也很小,特别适于制造电器绝缘制品。

(3)低密度和高填充特性

乙丙橡胶的密度是所有橡胶中最低的,约为860~870㎏/m3,即同体积的乙丙橡胶制的重量较其它橡胶重量轻,且可以大量填充油和填充剂,降低了成本,且对物理机械性能影响不大。

(4)低温性能和冲击弹性

乙丙橡胶具有较高的弹性,其弹性仅次于天然橡胶。乙丙橡胶具有好的低温性能,在低温下可保持较好的弹性和较小的压缩变形,其最低极限使用温度可达-50℃。

(5)实用配方例

适用于线束护套的配方体系举例(非充油型):

(6)根据不同的使用环境和设计需要,可以兼顾考虑其他的材料。

发动机舱内线束橡胶件,由于舱内温度、湿度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体,因此一定要选择耐高温、耐油、耐化学介质橡胶件。同时在新车型中,大功率发动机的应用,前舱布局要求紧凑,对线束橡胶件的性能要求越来越苛刻。epdm橡胶最高使用温度为150℃,目前虽能基本满足要求,但是为了更安全可靠,可以采用硅橡胶(vmq)。在所用的橡胶中,硅橡胶具有最宽广的工作温度范围(-59.5~316℃)。优异的耐臭氧老化、耐氧老、耐光老化和耐候老化性能;优良的电绝缘性能;优异的耐油、耐燃烧等性能。硅橡胶高温使用寿命见表5。硅橡胶与其他种类橡胶的耐热和耐油性能比较见表6。 

表6 硅橡胶的高温使用寿命

表7 不同种类橡胶的耐热和耐油性能

3.3线束橡胶件安装使用中的注意事项

线束用橡胶件开口位置大致分为:前舱、四门、地板、顶篷和后背门。其中前舱开孔尽量选择左右两侧,以保证线束走向的连贯性和避让高温区。四门的开孔要确保车身a、b柱的开孔高度高于门钣金的开孔高度,防止水流入室内。

3.4橡胶件常见问题分析

橡胶件常见的问题、原因及解决措施见表8

表8 橡胶件常见的问题、原因及解决措施

四、线束橡胶件材料未来的发展

日益严峻的能源问题和环境问题;全球持续规范的法规要求;汽车设计原则向轻量化和小型化的转变及设计经济性的提升;导致对车用材料的新要求,同时引导零部件用材的革新。线束橡胶件寻觅到新的突破口,逐渐青睐于热塑性弹性体。

热塑性弹性体简称tpe,是指在常温下显示橡胶状弹性、在高温下能够塑化成型的一类新型高分子材料,是一类介于橡胶和塑料之间的弹性体材料。自上世纪60年代中期问世以来,作为第三代橡胶取得了极为迅猛的发展。tpe最大特点为无需硫化加工,而采用热塑性塑料成型方法加工。如此,可大大缩短成型周期,而且废料可以在利用,有利于节资与节能,保护环境。因此各国都对tpe的开发与应用予以高度重视。tpe热塑性弹性体与通用橡胶的性能对比见表9

表9 tpe热塑性弹性体与通用橡胶epdm的对比

++=very  good    =good   ○=medium   -=poor

tpe与传统tsr(如epdm)的加工流程、加工效率对比见表10

表10 tpe和传统tsr的加工流程、加工效率对比 

热塑性弹性体在现阶段虽然还不能全面取代传统的硫化橡胶材料,但是它的应用近年来已有了长足的进展,特别是动态硫化技术的开发,为其在汽车工业中的应用开拓了广阔的前景。还要指出的是以tpe取代某些传统的橡胶、塑料材料是符合当前汽车工业对控制噪声、降低震动、轻量化、环保以及资源再生等一系列要求的。并且在重量上轻于epdm,这一点正适合于目前汽车工业提出的轻量化目标。tpe大规模的应用只是时间上问题,我们拭目以待。


本文转载自“线束中国”微信公众号,凯发20周年庆的版权归原作者所有。


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