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汽车橡胶制品的分类及其在汽车中的作用

发布者:admin 时间:2018-12-18 15:02:00 来源:宏达新材料
中国汽车工业的高速发展,推动着我国其他相关配套行业,尤其是橡胶工业的发展。几年间,汽车用橡胶制品已发展成一个独特的专业化的制品行业。汽车橡胶制品是汽车配件中不可缺少的重要组成元件。每辆汽车上安装大约有100-200种橡胶制品,使用约200-500个橡胶配件。除轮胎外,因不同规格汽车而异,耗用橡胶材料约为15-60公斤,而汽车橡胶制品(不计轮胎)约占汽车总成本的6%左右。汽车工业用非轮胎类橡胶制品品种约有1000多种,规格超过8000个。据统计,汽车行业占用了全球每年消耗生胶量的70%以上,其中轮胎占用60%,汽车橡胶制品配件占用40%。

  高速、安全、舒?#30465;?#33410;能和环保是当代汽车?#38750;?#30340;目标。随着汽车现代化的发展,对汽车橡胶制品的要求也日趋严格和?#37327;蹋?#19981;但要求具有各种特殊性能的橡胶材料满足汽车新的技术要求,而?#19968;?#35201;求橡胶材料有更高的物理机械性能,如耐老化,耐高、低温,耐新型燃油以及优异的动态疲劳性能,耐久的使用寿命等。事实上,现代化汽车的每一项高性能都得依赖橡胶制品的技术进步提供保障,汽车橡胶制品的性能和质量,对提高汽车整车质量水平起着极为关键的作用。值得指出,橡胶制品扮演的角色永远是配件,但这个配件却时?#22871;?#21491;着主机的技术进?#33014;?#25216;术水平。因此,可以说汽车橡胶制品的技术和质量基本上能反映汽车整车技术水平。

  1。 汽车橡胶制品的分类及其在汽车中的作用

  橡胶轮胎被称为汽车的两条腿,轮胎在汽车中的重要作用是不言而喻的。轮胎是橡胶工业中耗胶量最大的一种橡胶制品,所以在橡胶工业中往往将轮胎从橡胶制品中独立分离为一种特殊品种。而在汽车配件中,橡胶轮胎是一种特殊配件。

  汽车橡胶制品可分为轮胎,密封制品,减震制品,安全制品,胶带制品,胶管制品以及其他制品如雨刷器、?#26448;?#26495;、胶粘剂、密封胶和内饰制品等七大类。

  1。1 轮胎

  汽车轮胎起着?#24615;?#27773;车自重、车上的人和货物的全部重量的作用,还起着使汽车前进、后退、转弯和刹车等功能作用。汽车的安全性、舒?#24066;?#21644;驾驶操控性能在很大程度上依赖于轮胎的高性能和高质量。

  橡胶轮胎已有160年历史。早在1845年,英国人R。 W。 Thomso将一条胶管套在木轮子上,从而减轻了轮子的滚动阻力,减少?#33487;?#21160;,但这种早期的橡胶轮胎在当时已很受欢迎。当然这应当归功于橡胶材料的优异性能。直到1888年,英国人J。 B。 Dunlop发明了充气轮胎。在以后的?#35805;?#22810;年时间里,随着汽车工业的发展,橡胶轮胎经历了数代产品的发展更新和进步,轮胎骨架材料?#29992;?#24088;线、人造丝到尼龙帘线的斜交轮胎,发展到当今的钢丝子午线轮胎。

  人类发明充气轮胎,有效地促进了汽车的发展。因为充气轮胎缓冲吸震性能优秀,明显地减少振动,使汽车操作安全性更好,乘坐更舒服,同时可?#28304;?#24133;度地提高汽车的行驶速度。随着橡胶材料,配方技术,制造设备和制造工艺的不断进步,使汽车轮胎的使用安全性和寿命耐久?#28304;?#22823;提高。如在1900年,每条轮胎的行驶里程仅为800km;到了1978年,每条轮胎行驶里程已达到6万km;发展至21世纪,每条轮胎行驶里程已不低于14万km,甚至20万km。而汽车行驶速?#20154;?#30528;高速公路的快速建设和?#24230;?#20351;用大幅度提高,从几十km/h提高到100km/h,140km/h甚至达到200km/h。

  1。2密封制品

  密封制品分O形圈、骨架?#22836;?#21644;密封条三大类。O形圈和骨架?#22836;?#26159;安装于发动机、齿轮箱、轿车主轴上和液压气压传动系统中,防止润滑油、液压油以及其他液体泄漏或气体泄漏,保证各部件体系正常运行,并且可防止外部砂粒尘埃杂质等进入体系,影响机器正常工作。O形密封圈和骨架?#22836;?#20027;要用于旋转轴或往复运动轴系的密封。骨架?#22836;?#25353;结构可分为内骨架?#22836;狻?#22806;骨架?#22836;狻?#21322;外露骨架?#22836;狻?#23553;唇?#22836;狻?#24102;副唇?#22836;?#21644;组合式?#22836;?#31561;;按在汽车中安装部位可分为曲轴前?#22836;狻?#26354;轴后?#22836;狻?#21464;速箱?#22836;狻?#20984;轮箱?#22836;狻?#36718;壳?#22836;狻?#21322;轴?#22836;狻?#27668;压?#20960;擻头?#21644;减震器?#22836;?#31561;。密封胶条主要用于汽车门窗、行李箱、发动机罩等部位,担当密封、挡风、阻雨、减震和隔音等作用。按结构可分为纯胶密封条(又可分为海棉胶和密实胶)和复合密封条(分橡胶/金属骨架复合条,两种以上橡胶复合条和橡胶塑料复合条)。

  1。3减震制品

  橡胶减震制品主要安装于发动机、车身、空调和车厢悬挂系?#22330;?#20027;要用于降低汽车行驶时的震动和噪音,提高汽车操控的稳定性、安全性和舒?#24066;浴?#38543;着现代汽车综合性能的不断提高,对橡胶减震制品的性能和质量提出越来越高的要求。主要是要求减震制品要有优异的减震阻尼性能,抗动态疲劳性能和超长的寿命耐久性。汽车橡胶减震制品主要有空气弹簧,发动机前后悬置垫,?#26377;?#32852;轴节以及各?#20013;?#29366;的橡胶衬套,衬垫等。高级汽车上还在每个轮胎支撑中安装了性能优异的特殊减震器。

  1。4安全制品

  汽车用橡胶安全制品在汽车中起到制动可靠性,行?#35805;?#20840;性及人身安全等作用。安全制品主要有制动皮膜(隔膜),皮碗,刹车片,安全气囊和保险杠等。

  制动皮膜?#25512;?#30871;直接关系到汽车行?#35805;?#20840;,在汽车行驶中遇到意外时,使汽车迅速减速以至停车,保证车辆和人员的安全。安全气囊是在车辆发生事?#36866;蘢不?#26102;为车辆人员提供安全保障的橡胶制品。保险杠是在汽车发生碰撞时起减少冲击力的作用。

  1。5胶管制品

  胶管制品用于?#30528;獺?#21457;动机和车身三大部位,用于输油、输气、驱动、控制、刹车、冷却和供暖七个系?#36710;?#33014;管,起供油、供气、供水和传递动力的作用。胶管品种有燃油管、输水胶管、制动软管、真空胶管、空调胶管、散热器胶管、动力转向胶管及异型分枝胶管。

  1。6胶带制品

  胶带制品在汽车中主要用于传递扭距动力和速度的作用,将动力从动力源发动机传递到需要动力的地方。安装于冷却风扇,冷却水泵,刹车压缩机,助力泵,空调系统和转向装置等系?#22330;?#33014;带制品分V带(?#22336;制?#36890;V带和多楔带)和同步带(齿形带)。V带按结构又分为切割带和包布带两种。V带的特点是速度高,传动功率大。同步齿形带用于汽车发动机配气点火用,其使用条件为速度高,传动功率大,温度高。

  1。7其他制品

  这类橡胶制品包括汽车用胶板(车内地胶板和?#26448;?#26495;)、汽车内饰及粘胶剂、密封胶、雨刷器胶条等。地板胶用于铺设车内地面,防震防滑。雨刷器胶条用于雨雪天气刮除挡风玻璃上雨雪之用,保证驾驶人员视线,正常操作和使车辆正常行驶。粘胶剂则用于汽车内饰材料的粘接和汽车底部的保护等。

  2 我国汽车用橡胶制品的现?#20174;?#21457;展趋向

  2。1 轮胎

  近几年来,由于轿车逐渐进入家庭,激励了我国汽车工业的高速发展,推动了汽车配套行业和橡胶制品工业的发展,显然,首当其冲的是橡胶轮胎。

  由于汽车的高速化,橡胶轮胎产品?#26377;?#20132;胎向子午线胎转型。子午线轮胎是我国轮胎工业的发展方向,是国家重点扶持的型号。从2001年开始,我国国内的轮胎厂都在围绕子午线轮胎进行基建和技改,发展速度很快,非常成功。2004年我国轮胎产量达到2。1亿条,其中子午线轮胎1。09亿条,子午化率达52%。除满足国内市场需求外,有近1/3产量的轮胎进入国际市场。2005年我国轮胎产量达到2。3亿条,其中子午线轮胎1。3亿条,子午化率达56%。据预测,到2010年我国轮胎产量将达到3亿条,其中子午线轮胎2。1亿条,子午化率达70%。在汽车轮胎中子午线轮胎将占到85%左右,至2015年力争汽车轮胎子午化率达到95%。

  2004年我国轮胎耗用生胶量为220万吨,2005年耗胶量已达到243万吨,增长10。5%。其中天然橡胶约占56。6%,合成橡胶约占43。4%,合成橡胶主要是丁苯橡胶和顺丁橡胶(外胎),以及丁基橡胶、氯化丁基橡胶(内胎)。由于我国天然橡胶资源有限,今后发展方向应适当增加合成橡胶使用比例。主要增加的合成橡胶为丁苯橡胶和顺丁橡胶。但由于目前这两种合成橡胶综合性能比不上天然橡胶,过分提高这二种合成橡胶应用比例会降低轮胎的质量,今后应改进这二种橡胶的物理性能或要研制新的品种。

  2。2 密封制品

  近几年,我国汽车橡胶制品行业通过引进国外先进技术、装备及技术改造,涌现出一批具有较大生产规模和较高专业水平的骨干企业,逐步形成一个比较完整的工业体系,可基本满足和?#35270;?#25105;国汽车工业的需要。

  目前国内具有一定规模和水平的骨架?#22836;?#21378;约有30余家,总生产能力为2亿件左右。目前国内可生产包括内外骨架?#22836;狻?#32784;压?#22836;?#21644;主唇带回油线的流体动力学?#22836;?#31561;多种结构的汽车专用骨架?#22836;猓?#21487;满足国内汽车市场需求。但由于汽车的高速化,燃油添加剂?#23588;耄?#20351;?#22836;?#20351;用温度,耐介?#24066;?#33021;及精度日益提高。如?#25215;?#36735;车曲轴后?#22836;?#21767;口线速度可达200米/秒,唇口温度可达250℃,原有?#22836;?#30340;结构和材质已不?#35270;?#20351;用要求。国外的汽车发动机部位?#22836;?#26222;遍使用氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶?#22836;?#27233;胶制造。NBR/PTFE复合?#22836;?#21487;使?#22836;?#23551;命达到4000-4500h,即行驶里程达到13万km-18万km。

  而我国汽车?#22836;?#20173;以丁腈橡胶为主,虽然少数厂家可生产氟橡胶、丙烯酸酯?#22836;猓?#20294;产量和质量跟不上汽车工业的需要,其使用寿命也不到10万km。高?#21040;?#36710;关键部位?#22836;猓?#22914;曲轴后?#22836;狻?#27773;车?#20960;擻头?#31561;仍依靠进口件,国产化率很低。对骨架?#22836;?#32780;言,进一步提高胶料耐热性、耐动态疲劳性能和抗压缩永久变形性能,提高工装水?#33014;?#33258;动化程度以及提高模具加工精度都是今后的任务。?#22836;?#20027;体材料将广泛应用氟硅橡胶、氯醚橡胶、氢化丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶。

  我国密封胶条生产厂家有60余家,拥有多种汽车密封条生产线49条,总年生产能力为2亿万米。

  密封条是近几年我国橡胶制品发展速度最快的行业之一,无论产量、产值或利润都有大幅度的增长,基本形成了一个专业化的体系。生产厂分别引进了意大利塞雅密封件公司的生产技术、装备和检测仪器,技术和产品质量相当于上世纪90年代国际水平,可以自行设计、开发产品,基本满足国内轿车工业需求。橡胶品种基本以三元乙丙橡胶为主。今后发展方向将采用TPE作密封胶条,用TPV作玻璃导槽以及采用多面植绒及挤出复膜新工艺。

  2。3 减震制品

  我国具有20多家具有相当规模的橡胶减震制品厂,其生产能力为7000万件左右,基本能满足国内汽车生产配套和维修替换之需。

  目前国外先进国家已成功开发出为为封液型减震器,电子控制减震器,扭转减震器等新一代的橡胶减震器,此类产品国内?#28304;?#20110;研制阶段。我国汽车减震制品仍然以使用天然橡胶,以及天然橡胶与顺丁橡胶或与顺丁橡胶的并用为主。材料发展方向应是三元乙丙橡胶、丁基橡胶等耐热性能好,阻尼性能优秀的胶种。开发更耐热、耐动态疲劳的新型减震材料及开发封液型减震器是我国今后应更大?#24230;?#30340;研?#38752;?#39064;。

  2。4 安全制品

  我国汽车用制动皮膜(隔膜)、制动皮碗的生产厂有30多家,经过多年来的改造,产品性能基本满足汽车工业的要求。国内所生产的高强度橡胶隔膜使用寿命已达到100万次的技术大关。皮膜生产能力为3500万件,隔膜生产能力为1500万件,主要使用的生胶为天然橡胶或天然橡胶与合成橡胶并用为主。今后应进一步开发应用三元乙丙橡胶和?#20154;?#24615;弹性体TPE等高强度橡胶隔膜。

  我国的安全气囊的生产刚刚起步,生产厂家仅有6-7家,总生产能力约20万套/年。国家汽车安全法规定总重量在2。5吨以下的汽车(M1类)在上目录前必须进行碰撞试验,以后所有汽车都要达标,都必须配有安全胶囊。安全气囊?#35805;?#20197;尼龙为骨架,采用氯丁橡胶制造。展望下一步发展方向是采用?#20154;?#24615;弹性体制造安全气囊。

  2。5 胶管制品

  汽车用胶管近年以25%左右的速度增长,国内有一定规模的汽车胶管厂有20多家,总生产能力达到2亿标米。以编织胶管和缠绕胶管为主,包括制动胶管和冷却水管在内的树脂复合胶管比例在增大;短纤维胶管因工?#21344;?#21333;、性能好受到重视。从橡胶材料看,已从过去单一胶?#22336;?#23637;到内、中、外层采用不同胶种以?#35270;?#19981;同工作环境条件,?#35805;?#30001;2-3种不同橡胶复合而成。国内近几年汽车胶管发展已初具规模,不少企业引进国外先进技术和装备,产品质量有很大提高。但与国外相?#28909;?#26377;较大差距,中低档产品可以满足市场要求。高档产品如燃油管、薄型编织胶管、耐热管等仍然依赖进口。这类制品国产车配套率只达40%,高档车配套率仅为5-10%。橡胶材料除了使用丁腈橡胶外,还采用丁腈胶/聚氯乙烯?#19981;?#33014;,进一步还会应用氢化丁腈橡胶、氯醚橡胶、?#28982;?#21270;聚乙烯和三元乙丙橡胶等。

  2。6 胶带制品

  我国轿车用传动带,特别是同步带的生产起步较晚。改革开放以后,一些合资企业为配合引进轿车国产化,先后引进国外先进技术和装备,开发相应的产品,基本?#19979;?#36275;了轿车的需求;但产品质量和性能与国外同类产品相?#28909;源?#22312;一定差距。汽车用V形带的生产工艺已由?#26012;?#24102;代替包边带。在用材料方面,国外主要以氢化丁腈橡胶为主;国内仍以氯丁橡胶为主,少数应用三元乙丙橡胶和?#28982;?#21270;聚乙烯弹性体,氢化丁腈胶因价格太高无法使用,因此造成国产V带使用寿命仅为100h左右。国外V带可用18万km,可与汽车大修同步。汽车传动带生产厂家我国大约有300多家,生产能力为:V型带5亿标米,同步带2000万条。

  2。7 其他制品

  汽车雨刷器胶条是我国汽车橡胶制品中问题比较多的品种之一,主要问题是噪音大,不耐磨损和刮水效率差。国内雨刷器胶条主要用材是氯丁橡胶。国外从材料、结构上都进行较深入的研究。如用三元乙丙橡胶、硅橡胶取代氯丁橡胶,胶料中添加固体润滑剂,或进行表面喷涂耐磨材料等。汽车雨刷器胶条质量问题已引起国人的关注,有些厂家已经展开相关研究并取得较好的效果。

  汽车密封胶主要用于车体、车门钢板焊缝和连接件之间的密封。汽车用胶粘剂主要有PVC热熔胶、沥青底漆和氯丁胶粘剂。

  3。 提高我国汽车橡胶制品技术水平的思路

  3。1 首先要引起政府高度重视,通过政策扶持,指导企业加大?#24230;?#36827;行技术攻关。

  政府相关部门应重视汽车配件质量是关系到汽车质量的关键因素。认真组织国内相关行业技术精英,有选择性地瞄?#25216;?#20010;关键技术进行攻关研究。可借鉴广东省这几年采用的“粤港关键材料技术攻关?#26412;?#39564;模式。由省科技厅出面组织,由企业和研究院所、高等学校专家就省港当前经济建设中遇到的重大材料和技术作筛选、论证、立项、投标。研究经费由省政府和相关职能厅出一部分,企业按一定比例的相应资金配套,由中标企业和院校共同研制完成。经过几年的试验,确实收到成效。

  3。2 开展急需的特种原材料开发研制、改变“无米之?#19969;?#29616;状。

  3。2。1 合成橡胶品种

  用于复合密封条和刹车皮膜的高质量EPDM,发动机耐200℃以上高温、高压、耐磨、粘附性好的骨架?#22836;?#29992;氟橡胶品种,氟硅橡胶、耐磨型丙烯酸酯橡胶,氢化羧基丁腈橡胶、耐油硅橡胶和低温性能优良的丙烯酸橡胶等。

  3。2。2 新型硫化剂、助剂和骨架材料

  赶超国际先进国家,研制新一代环保型的交联剂、促进剂和助剂、高强度骨架材料如粘合性优异的聚酯、高强度玻纤、稳定性好的芳纶等。

  3。3 企业联合科?#24615;?#25152;、高等院校组织精干科研力量短期集中精力加快高精产品研制,提高高档车的国产化配套?#30465;?/div>

  1。轿车曲轴高速?#22836;狻?#26354;轴?#22836;猓?#28385;足8000Km,耐温250℃,工作寿命4000-5000h;

  2。封液复合型减震器、扭转减震器、电子减震器、耐温300℃;

  3。耐热型燃油胶管及薄壁胶管(壁厚≤2mm);

  4。多通道异型胶管;

  5。 高强度橡胶皮膜,要求耐高低温,常温下寿命50×10000次正常工作。
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