汽车中冷器耐高温橡胶管的研制

1汽车中冷器耐高温橡胶管的研制摘要大功率发动机的使用，使周边环境温度升高，最高温度可达300℃，一般橡胶管不能满足该温度下的使用要求，因此需要研制耐高温橡胶管。研制的新材料、新结构的硅胶管能在250℃的温度下长期使用，300℃的温度下间歇使用，能满足大功率发动机的使用要求。关键词中冷器高温橡胶管1前言近年来随着发动机趋于大功率、装配紧凑化的发展，发动机系统环境温度和部分零部件的使用温度升高，迫使橡胶零部件要求提高耐热、耐老化等各项性能。发动机中冷器连接胶管最高温度可达300℃，普通硅胶管只能在180℃下长期使用，在250℃下使用出现严重的龟裂、破损等老化现象，无法满足需求，因此，研制了一种新型耐高温橡胶管。下面对中冷器连接胶管的应用进行介绍。2普通胶管的结构及性能2.1普通胶管的结构普通胶管的成型工艺为模压成型，胶管分内外胶层，内外胶层间由一层或多层聚酯纤维编织物增强，为提高产品的耐负压性能，在胶管中间部分采用多股缠绕钢丝增强。2.2普通胶管的性能中冷器连接胶管一般采用乙烯基硅橡胶制造，聚酯纤维增强，在180℃以下温度工作时具有优异的性能。其材料和胶管耐高温性能如表1和表2：表1材料耐高温性能项目初始值180℃×7d后250℃×7d后硬度变化（邵尔A）度70+4+12扯断强度变化8MPa－1％－64％扯断伸长率变化480％－11％－73％2表2胶管耐高温性能项目初始值180℃×7d后250℃×7d后硬度（邵尔A）70度72度90度外观无裂纹、破损等影响使用的缺陷无明显变化出现翘曲、鼓包、裂纹、破碎等现象爆破压力1.0MPa1.0MPa负压性能-15KPa未见异常颈缩、变形-15KPa未见异常颈缩、变形2.3普通胶管的使用情况普通胶管在180℃的温度下具有良好的性能，可以长期使用，在250℃的温度下出现翘曲、鼓包、裂纹、破碎等严重的老化现象。作为发动机中冷器连接胶管，在未使用大功率发动机前，该零件未曾出现质量问题。使用大功率发动机后，由于使用温度升高，使胶管快速老化，出现了裂纹和破裂。3耐高温橡胶管的研制3.1胶管的结构设计普通橡胶管的增强层位于内外胶层中间，只有一层，不能提供足够的负压强度，为防止胶管被吸扁，在其中间部位有多股钢丝增强，但钢丝在使用中容易外露，破坏胶管。因此在设计耐高温胶管时，采用多层织物增强，并要求多层织物均匀分布在胶管中，提高产品的耐负压性能，这样就可取消影响产品性能的钢丝。由于胶管的结构设计发生了变化，不能使用模压或挤出工艺成型，因此在成型时，先将增强织物和胶料压延成片，然后卷成管，硫化成型。该成型工艺可使织物和胶料均匀分布，提高了胶管的耐压性能。3.2增强材料的选择普通胶管使用的增强纤维是聚酯，其熔点在210℃～250℃之间，而耐高温橡胶管需要在300℃下工作，因此不能使用聚酯纤维作为增强材料。芳纶纤维具有优异的耐高温性能，经过试验，芳纶布在300℃168h耐高温试验后，还保留有90％以上的强度。因此使用多层芳纶布作为耐高温橡胶管的增强材料，并对其表面进行处理，增加其与胶料的粘结力。3.3橡胶材料的选择为了使橡胶管能够耐300ºC的高温，选用了耐高温硅橡胶作为制造胶管的材料。其耐高温性能如表3：3表3材料耐高温性能项目初始值250℃×7d后硬度变化（邵尔A）58度+2度扯断强度变化8MPa－12％扯断伸长率变化360％－9％3.4耐高温橡胶管的性能以多层芳纶布作增强材料的耐高温橡胶管具有优异的耐高温性能，其耐高温性能如表4：表4胶管耐高温性能项目初始值250℃×7d后300℃×7d后硬度变化（邵尔A）64度+4度+10度外观无裂纹、破损等影响使用的缺陷无明显变化无明显变化爆破压力1.5MPa1.5MPa1.5MPa负压性能－15KPa未见异常颈缩、变形－15KPa未见异常颈缩、变形－15KPa未见异常颈缩、变形层间粘结强度3.48KN/m3.5耐高温橡胶管的使用情况从表4的结果可以看出，胶管能在250℃下长期工作，300℃下也能工作。且作为大功率发动机中冷器连接胶管，通过了整车道路试验的考验。在整车试验中耐高温橡胶管未出现任何老化以及其他影响使用性能的不良现象。4结语通过对耐高温材料的选用以及产品结构、成型工艺的改变，试制出的胶管具有如下性能：a、能在250℃的温度下长期使用，300℃的温度下间歇使用，b、耐负压性能可达－15KPa，c、爆破压力达到1.5MPa以上，d、能满足大功率发动机中冷器连接胶管的使用要求。