《汽车线束橡胶选材指南.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车线束橡胶选材指南.doc（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、汽车线束橡胶件选材指南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。1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
2、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)1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材料试验温度适用范围CMR.PART.A180车门线束橡胶护套，后背门线束橡胶护套CMR.PART.A2100空调线束橡胶护套，顶灯线束橡胶护套CMR.PART.A3125发动机舱主线束护套
3、，发动机线束等前舱线束护套2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
4、上的应用。表2 线束橡胶件在B21车型上的应用部位数量材料车型前舱线束总成1EPDMB21室内地板线束总成1EPDM发动机线束总成1EPDM左前门线束总成1EPDM右前门线束总成1EPDM左后门线束总成1EPDM右后门线束总成1EPDM行李箱线束总成1EPDM3汽车橡胶件的性能要求和选材原则3.1理化性能 线束护套的理化性能见表2表3 EPDM材料性能要求性能测试试验条件试验项目及技术指标试验方法常态41023邵氏硬度（HA）405GB/T531GB/T528拉伸强度min MPa10断裂伸长率 min %400510邵氏硬度（HA）505拉伸强度min MPa10断裂伸长率 min %400
5、热空气老化A10070h邵氏硬度变化 HA25GB/T3512拉伸强度变化率 max%25断裂伸长率变化率 max%30B12570h邵氏硬度变化 HA010拉伸强度变化率 max%20断裂伸长率变化率 max%30C15070h邵氏硬度变化 HA010拉伸强度变化率 max%20断裂伸长率变化 max%30压缩25%永久变形 max%A10022h压缩永久变化 max%50GB/T7759B10070h35C12522h50耐臭氧性(505)10-84070h20%拉伸无龟裂GB7762耐水性10070h体积变化率 %5GB/T1690耐寒性低温脆性温度min40GB/T1682撕裂强度mi
6、n KN/m20GB/T529耐污染性无污染/3.2材料选择表4 常见通用橡胶的优缺点和应用橡胶名称天然橡胶（NR）三元乙丙橡胶（EPDM）氯丁橡胶（CR）丁腈橡胶（NBR）丁苯橡胶（SBR）优点是一种结晶性橡胶，自补强度很大，经炭黑补强后，机械强度较好，耐寒，耐曲绕，透气性好、多次形变生热少，隔振性亦好，耐碱性好抗臭氧性，耐天候性和耐老化性能优异，居通常橡胶之首。电绝缘性、冲击弹性很好，耐酸碱，密度小，可进行高填充配合氯丁橡胶的物理性能和天然橡胶相似，但耐天候、耐热、耐油及耐溶剂性都优于天然橡胶。氯丁橡胶阻燃性极好。具有优良的耐油性，仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶。丙烯腈含量的愈高，耐
7、油性愈好，但耐寒性差。丁腈橡胶的耐热性优于天然橡胶，丁苯橡胶。其气密性及耐水性较好。性能和天然橡胶相似，在光、热和氧的综合作用下，耐老化性能优于天然橡胶缺点但是不耐浓硫酸。天然橡胶在非极性溶剂中膨胀，耐油、耐溶剂都较差。易燃。硫化时间很慢，难于同其他橡胶并用，它的自粘性和互粘性很差，不易粘合，给加工带来很大的困难。但它低温时变硬，贮藏稳定性差，电绝缘性不好，密度大，且加工不易控制。但是它不耐臭氧，且不适宜做绝缘材料。耐臭氧性比天然橡胶差，抗拉、伸长、抗撕裂及耐油性等都不如天然橡胶常用部位轮胎，传动带，输水胶管、输气软管和机械防震零件。轮胎内胎，汽车门窗密封条、水橡胶管、风扇带、耐热传输带、高低
8、压电线电缆、电气绝缘零件等。耐老化的门窗密封条、电线电缆包裹层、耐油胶管、石油钻探零件、胶管等制品油封，O形圈等耐油密封件，输油管和耐油性胶板等价格便宜，常作为天然橡胶的并用材料，轮胎、密封垫片、电绝缘制品、运输带、胶管和海绵制品表5 常用橡胶的各项性能橡胶类别拉伸强度（MPa）伸长率（%）使用温度范围（）压缩永久变形回弹性电性能撕裂强度耐磨耗性耐割口增长耐水溶胀性耐酸性天然橡胶（NR）6.89-27.56100-700-75-90良优+优优优优优良丁苯橡胶（SBR）6.89-24.12100-700-60-90良良中良优良良良氯丁橡胶（CR）6.89-27.56100-700-60-120良
9、优良良优良良良丁腈橡胶（NBR）6.89-27.56100-600-50-120良良差良优良优良乙丙橡胶（EPDM）6.89-20.67100-300-60-150中良优差良良优优比较而言，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
10、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860870/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
11、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）：EPDM生胶 100 炭黑 40硫黄 0.25 增塑剂 20活性剂 7 交联剂 2分散剂 2 组合防老剂 3.5（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
12、最宽广的工作温度范围（-59.5316）。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使用温度/寿命（保持原来伸长率50%时）使用温度寿命-50100相当长20525年1201020年2603月2年150510年3161周2月表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
13、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、原因及解决措施序号问题原因分析解决措施1橡胶件出现老化、龟裂材料不合格壁厚过薄责令厂家调整材料配方;采用复合硫化体系适当增加橡胶件的壁厚2橡胶件装配后动态干涉前期没有做动态分析或者分析不充分结合实车装配情况重新校核，整改。可手工制作几种状态的橡胶件试装后再确认整改方案3装配困难硬度过大；设计装配空间过小重新定义硬度，配方中减少炭黑的填充量；增加导向骨架结构，减小安装阻力4密封性不好卡口的配合尺寸设计不良；位置选择不好，过涂装时过孔被涂抹PVC胶，导致橡胶件与
14、钣金配合不良更改卡口尺寸，保证卡口与钣金过盈配合，具体过盈值要根据产品公差而定；在过涂装之前将橡胶件的过孔加工艺堵件保护4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
15、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8表9 TPE热塑性弹性体与通用橡胶EPDM的对比性能TPEEPDM密度重量降低可染色性成型性可循环性价格（原材料）价格（密封件）/very good +=good =medium -=poorTPE与传统TSR（如EPDM）的加工流程、加工效率对比见表9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。