尼龍管特點(diǎn)以及在汽車(chē)燃油管路上的應(yīng)用

1、尼龍管特點(diǎn)以及在汽車(chē)燃油管路上的應(yīng)用摘要尼龍管具有抗腐蝕性、耐老化、表面光潔以及易于裝配等優(yōu)點(diǎn)，密度和成本都比金屬管低，同時(shí)由于尼龍管本身柔軟易安裝，方便在整車(chē)上布置，尼龍管在汽車(chē)燃油管路上的應(yīng)用能有效地降低整車(chē)重量和成本，并且使燃油管路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。關(guān)鍵詞：尼龍管，燃油管路，應(yīng)用The characteristic of Nylon and apply on Automobile Abstract Nylon tube has advantage of being noncorrosive, ageing-resistant with mirror smooth finish and

2、easy to be assembled. Lower density and cost than metal pipe. At the same time as a result of its own soft Nylon tube is easy to install, easy on the layout in the vehicle, The use of nylon pipe in vehicle fuel pipeline can effectively reduce vehicle weight and cost, and make the fuel piping design

3、standardization and generalization. Key words: Nylon tube, Fule pipe, Application1 概述1944年，法國(guó)Societe Organico公司利用蓖麻油為原料開(kāi)發(fā)成功聚酰胺11（也稱尼龍或PA），1950年由法國(guó)Atochem（現(xiàn)在的Arkema公司）公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，由于PA11只能用天然蓖麻油生產(chǎn)，具有一定局限性，1963年，德國(guó)許爾斯（Hls，目前的Evonik公司）開(kāi)始利用石油生產(chǎn)聚酰胺12（PA12），并于1966年工業(yè)化。PA11和PA12分子結(jié)構(gòu)和性能都非常接近，目前這兩種材料都用來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)用尼龍管，主

4、要用作輸油管、回油管、真空管、濾清器管、電線穿管、空氣制動(dòng)管和玻璃清洗用管。伴隨著著環(huán)保的要求，多層管在全球被大范圍使用，EVOH、PVdF、EFEP等阻隔層也成為多層管的一部分，但仍然以PA11和PA12為主體。2 尼龍管的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)2.1 尼龍管的結(jié)構(gòu) 尼龍管的分子結(jié)構(gòu)PA6： -(-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-)-PA11： -(-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-)-PA12： -(-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-)-以上三種材料均為脂肪族PA，其中PA6、P

5、A12為開(kāi)環(huán)聚合，PA11為縮合聚合。分子結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越容易結(jié)晶。 多層尼龍管結(jié)構(gòu)（以五層為例，不同結(jié)構(gòu)管路內(nèi)各層厚亦不盡相同）PVDFPA12PA12PP黏結(jié)劑PA12EVOHPP黏結(jié)劑PA12PA12導(dǎo)電圖1 多層尼龍管結(jié)構(gòu) 單層管結(jié)構(gòu)PA11圖2 單層尼龍管結(jié)構(gòu)2.2 尼龍管加工工序擠出工序；原材料供應(yīng)商提供原材料粒子到管路供應(yīng)商。管路供應(yīng)商首先要將粒子做成管路，該生產(chǎn)設(shè)備主要有幾段組成：1、喂料區(qū)，提供源源不斷餓原材料；2、塑化區(qū)，將原材料加熱到熔融狀態(tài)并向前推進(jìn)；3、定型區(qū)，管子尺寸確定的區(qū)域，并在該區(qū)迅速冷卻；4、后續(xù)工序，管路進(jìn)一步冷卻，并在該區(qū)切斷，以方便后續(xù)生產(chǎn)。該區(qū)一般也提供

6、管路的外徑和壁厚的在線測(cè)量。 成型工序；將擠出的直的管路定型為需要的形狀。因?yàn)槟猃垶榘虢Y(jié)晶材料，因此該工序需要現(xiàn)將管路固定到有形狀的模具上，在將管路進(jìn)行加熱。一般加熱為150、30分鐘即可，當(dāng)然可以通過(guò)提高溫度減少來(lái)減少加熱時(shí)間。加熱結(jié)束再將管路冷卻到常溫，這時(shí)可將管路從模具上拆除即可完成定型工序。裝配工序；按照設(shè)計(jì)要求，將接頭與管路進(jìn)行連接。一般主要有以下幾種連接方式：1、竹節(jié)式，該方式一般采用冷插接即可。2、卡箍式，該方式一般為尼龍管與橡膠管配合，通常需要裝配前將橡膠管表面的脫模劑去除，以增大該連接處的拔脫力和密封性。檢測(cè)工序；由于管路為功能件，所以管路總裝完成后一般需要進(jìn)行功能檢測(cè)。2.

7、3 一般優(yōu)點(diǎn)耐油性（汽油、柴油）、潤(rùn)滑油和脂，耐化學(xué)藥品性極好。耐低溫沖擊；PA11耐-50C低溫沖擊，PA12耐-40C低溫沖擊。使用溫度范圍廣；PA11使用溫度范圍為-40125C，PA12位-40C105C，PA11管在經(jīng)過(guò)125C、1000h和150C、16h老化試驗(yàn)后，其低溫沖擊性能良好?？寡鹾弯\鹽的腐蝕；耐50%氯化鋅溶液超過(guò)200h。耐電池酸液和臭氧；尼龍對(duì)堿、鹽、醚、石油、油脂、化學(xué)溶劑、海洋空氣及水基液壓等腐蝕介質(zhì)均有極強(qiáng)的抵抗能力，能取代昂貴的編織金屬絲泰氟隆和瑟奧柯膠管，還能抑制真菌、霉菌的生長(zhǎng)與繁殖。耐振動(dòng)、耐磨、耐疲勞、摩擦系數(shù)低，屬于自潤(rùn)滑材料。重量輕，密度為1.0

8、11.06g/cm3，約為鋼材、銅材的1/7。耐紫外線和大氣老化；本色料PA11 耐紫外線能力視不同地區(qū)可以使用2.37.6年；而添加抗紫外線吸收劑后的黑色PA11，其抗紫外線能力提高四倍。2.4 與金屬管比較的優(yōu)點(diǎn)不生銹；在系統(tǒng)中不會(huì)產(chǎn)生影響性能的銹蝕顆粒；而鋼管，即使是內(nèi)外鍍鋅，其抗蝕能力也有限，難以保證管子系統(tǒng)清潔度。 柔軟，易安裝；鋼管在布置過(guò)程中，因受布置影響，增加了一些接頭，這樣，一方面增加了不比要的密封接點(diǎn)，使漏氣率增加；另一方面，管路彎曲半徑小，增加了氣阻，使管路反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。鋼管在制造過(guò)程中，因公差累積造成裝配困難，連接可靠性差，密封性不好，鋼管接頭和支架較多，工裝多，設(shè)計(jì)、

9、試制和生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且難以形成系列化、通用化和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。具有振動(dòng)阻尼性，抗疲勞、耐沖擊、不易變形；在裝配和使用時(shí)，能承受外部沖擊，不會(huì)引起管子松動(dòng)和管子斷裂。具有隔音隔熱作用。內(nèi)表面光滑，能耗?。唤饘俟軆?nèi)壁的粗糙度為70m，而尼龍管僅為2.5m。成本低；尼龍管比鋼管綜合成本降低30%左右。2.5 與橡膠管相比的優(yōu)點(diǎn)比橡膠管更耐油和過(guò)氧化物，抗燃油性和甲醇滲透能力比橡膠管好。耐臭氧性好，不會(huì)像橡膠管那樣因臭氧而龜裂。比橡膠管耐熱壽命更長(zhǎng)。一般不需要增強(qiáng)層，比橡膠更容易生產(chǎn)?？梢赃M(jìn)行熱成型，這是橡膠管不能達(dá)到的。內(nèi)表面較橡膠管更光滑，阻力更?。幌鹉z管壁粗糙度為38m，而尼龍管為2.5m。比橡膠管密

10、度更低，且比橡膠管壁薄，可以降低重量，節(jié)約成本。3 尼龍管在燃油管路應(yīng)用趨勢(shì)3.1 全球標(biāo)準(zhǔn)排放量要求汽車(chē)排放量包含：CH化合物、N氧化物、S氧化物，而與管路有關(guān)系的僅為CH化合物；表一 各種法規(guī)排放要求標(biāo)準(zhǔn)歐歐歐LEVLEV PZEVCH化合物排放量（g/test）2.02.02.02.00.650.054備注：歐排放要求與歐要求一致，但是增加了醇類(lèi)汽油的試驗(yàn)方法。3.2 燃油系統(tǒng)各部分排放比例圖3 燃油系統(tǒng)各部分排放比例PZEV標(biāo)準(zhǔn)要求管路排放量: 54X13%=7mg,接頭占30約2mg，管路滲透量占70約5mg。管路使用量約10米。因此要求管路滲透量為0.5mg/m.test3.3 全

11、球汽油使用情況歐洲：普通汽油或者低含量乙醇汽油(E5)北美：美國(guó)為E10或E85，加拿大為E10 南美：巴西為E20E100,阿根廷為E55 亞洲：日本為E5，印度為E10,澳大利亞為E10全球超過(guò)一半以上面積使用乙醇汽油3.4 中國(guó)油品使用情況圖4 中國(guó)油品使用情況乙醇汽油給塑料管路帶來(lái)的影響滲透的增加：由于乙醇為極性分子，導(dǎo)致了滲透值的大量增加管體的伸長(zhǎng)：普通PA11材料吸收乙醇的飽和量是汽油的10倍管體老化的加快：乙醇加快了管體內(nèi)增塑劑的析出和材料的老化3.5 尼龍管排放數(shù)據(jù)對(duì)比表二 尼龍管排放數(shù)據(jù)對(duì)比測(cè)試條件CH排放數(shù)據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)單層管燃油為Fuel C，400.216g/mdaySAE

12、J1737多層管0.008g/mday單層管燃油為CE10，401.70g/mday多層管0.002g/mday普通燃油試驗(yàn)單層管的蒸發(fā)污染是多層管的27倍，而針對(duì)CE10燃油單層管的蒸發(fā)污染是 多層 管的850倍！針對(duì)越來(lái)越嚴(yán)格的排放要求，多層尼龍管的應(yīng)用不僅能很好的解決了上述缺陷，同時(shí)按照試驗(yàn)結(jié)論也能滿足相關(guān)排放法規(guī)要求。4 尼龍管的應(yīng)用實(shí)例以下以江淮乘用車(chē)某款產(chǎn)品燃油管路為例說(shuō)明尼龍管在燃油管路上應(yīng)用下圖所示為未改進(jìn)前金屬管+尼龍管+氟橡膠結(jié)構(gòu)氟橡膠尼龍管金屬管圖5 老狀態(tài)管路結(jié)構(gòu)通過(guò)更換為尼龍管后為尼龍管+氟橡膠結(jié)構(gòu)氟橡膠尼龍管圖6 新?tīng)顟B(tài)管路結(jié)構(gòu)通過(guò)此項(xiàng)更改在滿足原來(lái)性能的前提下，管接頭由原來(lái)12個(gè)減少到9個(gè)，排放滿足國(guó)四要求，同時(shí)整套系統(tǒng)減少0.75kg。