汽车材料五-汽车用非金属材料

第五章非金属材料课题一橡胶课题二塑料、玻璃课题三其他非金属材料任务目标课题一橡胶1.了解车用橡胶的品种、特点及应用3.能正确鉴别和使用汽车橡胶件4.能正确选择和使用汽车轮胎2.熟悉汽车轮胎的类型、规格及使用方法汽车运行材料一台汽车上的橡胶件少则100多个，多则400多个，如汽车轮胎、减振元件、油封、油管等（见下图）。橡胶在汽车上应用如此广泛，那么在实际生活中怎样选择汽车上的橡胶件呢？橡胶件的使用有哪些注意事项呢？汽车轮胎其他橡胶制品汽车上的橡胶制品任务分析要合理使用和选配车用橡胶件，必须做到：1了解车用橡胶的种类、性能和特点2熟悉橡胶制品在汽车上的应用3掌握车用橡胶件的规格和使用注意事项橡胶橡胶的特性：1.高的弹性：在-50~150℃温度范围内，橡胶能保持较好的弹性，而且它受外力作用发生的变形是可逆的高弹性变形，伸长率可达100%~1000%，橡胶在弹性变形时，弹性模量低，只有1Mpa左右，仅为软质塑料的1/30左右。2.高回弹性：天然橡胶的回弹度可达70%~80%,外力去除后，只需要0.001s便可恢复到原来的形状。同时，橡胶还有一定的强度，优异的抗疲劳性，以及良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等性能，橡胶材料被广泛用于生产中。一、车用橡胶（1－1）1.车用橡胶的品种及性能特点车用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生胶。①天然橡胶天然橡胶材料是指以天然橡胶为生胶制成的橡胶材料，代号为NR。天然橡胶的优点：具有优良的弹性，较高的强度和优异的抗疲劳性、耐磨性、耐寒性、防水性、减振性、绝热性和电绝缘性，良好的加工性能。天然橡胶的缺点：耐老化性和耐侯性差，耐油性和耐溶剂性较差，易溶于汽油和苯类等溶剂，易受强酸侵蚀，且易自燃。一、车用橡胶（1－2）②合成橡胶合成橡胶在各行各业中得到了广泛的应用，也是汽车工业的一种重要的材料。常用车用合成橡胶的名称、代号、主要原料和特性见下表。名称代号主要原料性能特点丁苯橡胶SBR丁二烯苯乙烯较高的耐磨、耐候、耐热、耐老化、耐油性；弹性、耐寒性、加工性能差顺丁橡胶BR丁二烯很高的弹性、良好的耐低温性、优异的耐磨耗、耐热、耐老化性，生产成本低，但抗拉强度、抗撕裂性差，加工性能差氯丁橡胶CR2-氯-13-丁二烯抗拉强度较高，耐老化性、耐候性、耐热性、耐油性良好，不易燃烧，气密性好；储存稳定、电绝缘性、耐寒性较差，加工时对温度敏感异戊橡胶ⅠR异戊二烯综合性能最好，各种物理、力学性能，电绝缘性，耐水性，耐老化性均优于天然橡胶；强度、硬度略差，成本较高丁基橡胶ⅡR异丁烯异戊二烯气密性非常好，化学稳定性很高，极好的耐热性、耐老化性、耐候性，耐寒性，绝缘性，减振性，耐化学药品；加工性能不好，耐油、耐溶剂性差一、车用橡胶（1－3）②合成橡胶名称代号主要原料性能特点丁腈橡胶NBR丁二烯丙烯烃优异的耐油性，良好的耐磨性、耐老化、气密性、耐热性等；耐寒性、电绝缘性较差乙丙橡胶ERMEPDM乙烯丙烯耐老化性能、耐热性、耐蚀性优异，很好的弹性；加工性能差丙烯酸酯橡胶ACMANM丙烯酸酯很高的稳定性，优异的耐热、耐老化性、耐油性；耐旱、耐水性差，弹性和耐磨性不够好氯醇橡胶环氧氯丙烷具有优良的耐臭氧性，耐热、耐老化性，耐寒性，耐油性，密度较大聚氨酯橡胶AUEU聚酯、聚醚二异氰酸酯强度高，耐磨耗性好，优异的弹性，耐老化性，气密性、耐油性、耐溶剂性；耐水性差硅橡胶硅氧烷优越的耐高低温性，能在-100~300℃保持弹性，以及耐臭氧老化、耐热氧化、耐气候老化、绝缘、稳定性好；强度、耐磨性教低，价格昂贵氟橡胶含氟单体耐热、氧老化性能极好，耐高温、耐化学腐蚀、耐油性能优异；耐寒性、加工性能差，价格昂贵一、车用橡胶（1－4）③再生胶再生胶是将硫化胶的边角废料和废旧橡胶制品经过粉碎、化学物理方法加工后，去掉硫化胶的弹性，恢复塑性和黏性，可以重新再硫化的橡胶。常用车用橡胶制品的性能特点见下表。名称代号抗拉强度MPa伸长率%使用温度℃回弹性耐磨性耐浓碱耐油性耐老化用途天然NR25～30650～900-50～120好中中差轮胎、密封条，通用制品丁苯SBR25～20500～600-50～140中好中差好轮胎、胶板、密封条，通用制品顺丁BR18～25450～800-50～120好好好差轮胎、耐寒运输带一、车用橡胶（1－5）③再生胶名称代号抗拉强度MPa伸长率%使用温度℃回弹性耐磨性耐浓碱耐油性耐老化用途丁腈NBR15～30300～800-35～175中中中好中输油管、耐油密封圈氯丁CR25～27800～1000-35～130中中好好好胶管、胶带、电线包皮丁基ⅡR15～20650～800-30～150差好差好内胎、胶带、绝缘体、耐热布聚氨酯UR20～35300～80080中好差好胶管、密封条耐磨制品三元乙丙EPDM10～15400～800150中中好差好密封条、散热管、绝缘体氟FKM20～22100～500-50～300中中中好好高级密封件、高级真空耐蚀件硅MVQ4～1050～500-70～275差差好差耐高低温零件、绝缘体聚硫T9～15100～70080～135差差好好好密封腻子，油库覆盖层一、车用橡胶（1－6）2.橡胶制品在汽车上的应用车用的橡胶品种有天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁酯橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等。汽车橡胶制品主要分布在汽车车身、传动、转向、悬挂、制动和电器仪表等系统内。①汽车轮胎汽车轮胎是汽车上橡胶用量最大的橡胶零件。制造轮胎的主要材料有生胶、骨架材料以及碳黑等。轮胎的外胎普遍使用天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等。内胎一般用气密性好的材料来制造，如丁基橡胶。一、车用橡胶（1－7）②密封制品汽车上使用的橡胶密封制品主要包括油封件、密封条、密封圈、皮碗、防尘罩、衬垫等。●密封条密封条在汽车上的用量很大，每辆汽车用十几种密封条，其数量达20多件，重量达10kg以上。如车门缓冲密封条，车顶密封条，行李箱密封条，门窗玻璃密封条，门框密封条，发动机盖密封条等。此外汽车上还使用许多密封垫片，如各种车灯密封垫片，扬声器密封垫片，管接头密封垫片等。密封条采用的胶种有CR，EFDM和NR等，我国目前普遍使用的以三元乙丙橡胶密封条为主。一、车用橡胶（1－8）●油封油封和O形圈是汽车上使用品种和数量最多的密封件，是汽车上最重要的密封件。丁腈橡胶、硅橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶及聚四氟乙烯树脂是制造油封普遍使用的材料。●皮碗皮碗也是一种密封元件，常用在往复轴和缸的密封中。皮碗的形状有V形、U形和Y形，近年来普遍采用Y形。例如：制动皮碗采用丁腈、丁苯、天然、乙丙橡胶等材料制作，对蓖麻油和合成酯类制动液都适用，尤以三元乙丙橡胶为最好。一、车用橡胶（1－9）●防尘套防尘套有直筒形和变截面波纹形等几种。制造防尘套的橡胶材料有天然橡胶、丁腈橡胶和氯丁、丁腈、三元乙丙复合橡胶。③胶管每辆汽车中所用的胶管有几十种，用胶量达到20kg以上。所用橡胶材料有天然橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶等。耐油软管主要有汽油软管、柴油软管、机油软管等；水箱连接软管的主要材料是三元乙丙橡胶；刹车橡胶软管内层为丁腈橡胶，外层胶是氯丁橡胶或三元乙丙橡胶；空调管内胶层一般采用PA，外胶层采用ⅡR。一、车用橡胶（1－10）④胶带车用胶带主要是V形带。通常V带有三种，即包布V带、切割V带和多楔V带，其中切割V带使用最多。车用胶带的常用胶种有NBR和CR等。⑤减振块减振块主要用在汽车发动机、底盘等部件上，用来防止和降低汽车行驶中的振动和噪声。减振块按其材料的组合形式可分为纯橡胶制品、塑料-橡胶复合制品及金属-橡胶复合制品。制造减振块的材料有天然橡胶、氯丁橡胶，聚氨酯橡胶、丁腈橡胶等。二、汽车轮胎（2－1）1.汽车轮胎的类型与结构特点现代汽车广泛采用充气轮胎。按轮胎组成结构不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。①有内胎的充气轮胎有内胎的充气轮胎主要由外胎、内胎和垫带组成。外胎由胎面、胎侧、胎体和胎圈组成。1-外胎2-内胎3-垫带4-轮辋5-压圈6-压条充气轮胎的组成1-缓冲层2-帘布层3-钢丝圈4-帘布层包边5-胎圈包边a-胎冠b-胎肩c-胎侧d-胎圈外胎的结构二、汽车轮胎（2－2）目前，普通斜交轮胎和子午线轮胎在汽车上得到了广泛的应用。●普通斜交轮胎斜交轮胎帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，多层交错叠合为胎体的基础。●子午线轮胎子午线轮胎用钢丝或纤维织物作帘布层。帘线与胎面中心线约成90º，分布成子午线形状。普通斜交轮胎子午线轮胎二、汽车轮胎（2－3）②无内胎充气轮胎无内胎轮胎在外观上与有内胎轮胎相似，不同的是无内胎轮胎的外胎内壁上附加一层厚约2～3mm的橡胶气密层。无内胎轮胎行驶时的温度较普通轮胎行驶时的温度低约20%~30%，寿命比普通轮胎约长20%，并且结构简单，质量小1-气密层2-胎圈橡胶密封层3-气门无内胎轮胎的结构二、汽车轮胎（2－4）2.汽车轮胎的规格和使用①汽车轮胎的规格轮胎规格包括下列尺寸：外胎直径D、轮辋直径d、断面宽度B和断面高度H等。D-轮胎外径；d-胎圈内径或轮辋直径；B-轮胎断面宽度；H-轮胎断面高度轮胎的尺寸代号二、汽车轮胎（2－5）●轿车轮胎规格《轿车轮胎系列》（GB/T2978—1997）规定：轿车轮胎以轮胎名义断面宽度（㎜）、轮胎扁平率(%)、轮胎结构代号(如R)、轮辋名义直径(in)、负荷能力和速度标志表示。二、汽车轮胎（2－6）●载货汽车轮胎规格《载重汽车轮胎系列》（GB/T2977—1997）中，轮胎规格的表示方法如下。二、汽车轮胎（2－7）②轮胎的合理使用合理使用轮胎的目的在于降低轮胎的磨损速度，防止不正常的磨损和损耗，延长轮胎的使用寿命，保障行车安全，降低运输成本，提高经济效益。●轮胎的损坏主要形式有胎面磨损、帘线松散、折断、帘布脱层、胎面与胎体脱胶、胎体破裂等。●轮胎的使用根据车辆的使用条件、车型、路线、装载、车速、气象状况等选择轮胎。选购的轮胎应与汽车生产厂家规定的规格型号相一致，并且装配在规定的车型和轮辋上。二、汽车轮胎（2－8）轮胎的使用：保持轮胎气压正常轮胎气压是决定轮胎使用寿命和工作好坏的主要因素。防止轮胎超载轮胎超载轮胎负荷对寿命有重大影响，超载行驶时，轮胎变形增大，帘布和帘线应力增大，容易造成帘线折断、松散和帘布脱层。合理搭配轮胎轮胎必须装在规定规格的车辆上。同一车轴应装配相同规格、花纹和负荷能力的轮胎。精心驾驶车辆操作要领是起步平稳，加速均匀，中速行驶，选择路面，减速转向少用制动。做好日常维护日常维护工作包括出车前、行车中和收车后的检视。二、汽车轮胎（2－9）保持汽车技术状况良好从延长轮胎的使用寿命的角度出发，要经常对汽车轮胎进行合理维护。强制维护、及时翻修对轮胎的维护应与整车维护一样，贯彻预防为主，强制维护的原则。周期进行轮胎换位（见下图）。循环换位法交叉换位法六轮轮胎换位的基本方法四轮二桥子午线轮胎单边换位法二、汽车轮胎（2－10）轮胎在使用时，应注意掌握轮胎的磨损极限国家标准规定，当轿车轮胎胎面磨损至磨耗标志，载重汽车轮胎花纹深度磨损剩2～3mm时，应停止使用，进行翻新或报废。轿车的磨耗标志位于胎面花纹沟底部，当胎面磨损到深及此处时，花纹沟断开，表明轮胎必须停驶送去翻新。为便于用户找到磨耗标志所处的位置，通常都在磨损标志对应的胎肩处标出“TW”或者“△”等符号。一、车用橡胶的选用（1－1）应用案例一：一辆桑塔纳2000在行驶途中突然熄火，经检查发现燃油进油管严重漏油，抢修的唯一办法是更换输油管，而附近的汽车配件商店没有标准的桑塔纳2000发动机输油管，可供使用的油管就只有下图所示的几种类型，请问驾驶员如何选择？几种类型的汽车输油管一、车用橡胶的选用（1－2）（1）案例分析按照规定，驾驶员应选用随车说明书中规定的燃油系统输油管，但在上述条件下只能选用代用油管。选用代用油管必须知道原用油管的规格、类型，只要找到与原车油管的规格类型相同或相近的代用油管，就可以选用。（2）输油管的选配查找随车的使用说明书，找出原车油管的类型规格。查找汽车配件商店中的