汽車線束橡膠件選材指南

1、汽車線束橡膠件選材指南汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒(méi)有線束也就不存在汽車電路。不管是高級(jí)豪華汽車還是經(jīng)濟(jì)型普通汽車，線束編成的形式基本上是一樣的，都是由電線、接插件、橡膠件和包裹膠帶組成。隨著人們對(duì)汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求的提高，汽車線束變得越來(lái)越復(fù)雜，但車身給予線束的空間卻越來(lái)越小。因此，如何提高汽車線束的綜合性能設(shè)計(jì)便成為關(guān)注的焦點(diǎn)，而且汽車線束制造廠家不再單純地搞線束后期設(shè)計(jì)和制造，和汽車主機(jī)廠家聯(lián)合進(jìn)行前期開(kāi)發(fā)成為必然的趨勢(shì)。1橡膠件的種類與應(yīng)用橡膠件是在電器件在穿過(guò)車身等物體時(shí)，保證電器件不受損害和保持穿過(guò)物體的密封性。以起到耐磨、防水、密封等作用。1.1橡膠件的分

2、類其結(jié)構(gòu)和固定方式也根據(jù)固定位置的不同而不同。按橡膠件結(jié)構(gòu)分為有骨架（導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，材料多為PA66）、無(wú)骨架兩種 。按橡膠件固定方式分為單孔固定、雙孔固定兩種（見(jiàn)下面的圖例）。圖一:單孔固定無(wú)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(A21右前艙線束過(guò)孔橡膠件)圖二:雙孔固定帶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(S21左前門(mén)線束過(guò)孔橡膠件)1注: 1-橡膠護(hù)套; 2-塑料支架(導(dǎo)向結(jié)構(gòu))1.2材料分類線束橡膠件材料按適用溫度范圍分三類見(jiàn)表1表1 橡膠件材料及適用溫度材料試驗(yàn)溫度適用范圍80車門(mén)線束橡膠護(hù)套，后背門(mén)線束橡膠護(hù)套100空調(diào)線束橡膠護(hù)套，頂燈線束橡膠護(hù)套125發(fā)動(dòng)機(jī)艙主線束護(hù)套，發(fā)動(dòng)機(jī)線束等前艙線束護(hù)套2汽車線束橡膠件的主要特點(diǎn)1） 使用溫度

3、范圍廣，具有良好的耐高、低溫性；2） 有較高的耐熱性能，不同區(qū)域橡膠件，溫度不同?？梢栽?20 的環(huán)境中長(zhǎng)期使用，最高使用溫度為150；3） 與大氣直接接觸，會(huì)接觸雨水等液體的侵蝕，需要能禁受冬天屋外的嚴(yán)寒，能長(zhǎng)期在陽(yáng)光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會(huì)發(fā)生龜裂；4） 彈性好，特別是要求復(fù)原性好；能承受多次的疲勞運(yùn)動(dòng)，能在各種環(huán)境種多次變形恢復(fù)能力；既能用于運(yùn)動(dòng)接合部位，又能用于靜止接合部位。5） 精密的成品穩(wěn)定性及嚴(yán)格的成品尺寸公差控制。在汽車上，線束橡膠件被用來(lái)作為靜態(tài)密封和動(dòng)態(tài)密封元件。表2列舉了線束橡膠件在奇瑞B(yǎng)21車型上的應(yīng)用。表2 線束橡膠件在B21車型上的應(yīng)用部位數(shù)量材料車型前艙

4、線束總成1EPDMB21室內(nèi)地板線束總成1EPDM發(fā)動(dòng)機(jī)線束總成1EPDM左前門(mén)線束總成1EPDM右前門(mén)線束總成1EPDM左后門(mén)線束總成1EPDM右后門(mén)線束總成1EPDM行李箱線束總成1EPDM3汽車橡膠件的性能要求和選材原則3.1理化性能 線束護(hù)套的理化性能見(jiàn)表2表3 EPDM材料性能要求性能測(cè)試試驗(yàn)條件試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)方法常態(tài)41023邵氏硬度（HA）405GB/T531GB/T528拉伸強(qiáng)度min MPa10斷裂伸長(zhǎng)率 min %400510邵氏硬度（HA）505拉伸強(qiáng)度min MPa10斷裂伸長(zhǎng)率 min %400熱空氣老化A10070h邵氏硬度變化 HA25GB/T3512拉伸

5、強(qiáng)度變化率 max%25斷裂伸長(zhǎng)率變化率 max%30B12570h邵氏硬度變化 HA010拉伸強(qiáng)度變化率 max%20斷裂伸長(zhǎng)率變化率 max%30C15070h邵氏硬度變化 HA010拉伸強(qiáng)度變化率 max%20斷裂伸長(zhǎng)率變化 max%30壓縮25%永久變形 max%A10022h壓縮永久變化 max%50GB/T7759B10070h35C12522h50耐臭氧性(505)10-84070h20%拉伸無(wú)龜裂GB7762耐水性10070h體積變化率 %5GB/T1690耐寒性低溫脆性溫度min40GB/T1682撕裂強(qiáng)度min KN/m20GB/T529耐污染性無(wú)污染/3.2材料選擇表4

6、常見(jiàn)通用橡膠的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用橡膠名稱天然橡膠（NR）三元乙丙橡膠（EPDM）氯丁橡膠（CR）丁腈橡膠（NBR）丁苯橡膠（SBR）優(yōu)點(diǎn)是一種結(jié)晶性橡膠，自補(bǔ)強(qiáng)度很大，經(jīng)炭黑補(bǔ)強(qiáng)后，機(jī)械強(qiáng)度較好，耐寒，耐曲繞，透氣性好、多次形變生熱少，隔振性亦好，耐堿性好抗臭氧性，耐天候性和耐老化性能優(yōu)異，居通常橡膠之首。電絕緣性、沖擊彈性很好，耐酸堿，密度小，可進(jìn)行高填充配合氯丁橡膠的物理性能和天然橡膠相似，但耐天候、耐熱、耐油及耐溶劑性都優(yōu)于天然橡膠。氯丁橡膠阻燃性極好。具有優(yōu)良的耐油性，僅次于聚硫橡膠、丙烯酸酯橡膠和氟橡膠。丙烯腈含量的愈高，耐油性愈好，但耐寒性差。丁腈橡膠的耐熱性優(yōu)于天然橡膠，丁苯橡膠。其氣

7、密性及耐水性較好。性能和天然橡膠相似，在光、熱和氧的綜合作用下，耐老化性能優(yōu)于天然橡膠缺點(diǎn)但是不耐濃硫酸。天然橡膠在非極性溶劑中膨脹，耐油、耐溶劑都較差。易燃。硫化時(shí)間很慢，難于同其他橡膠并用，它的自粘性和互粘性很差，不易粘合，給加工帶來(lái)很大的困難。但它低溫時(shí)變硬，貯藏穩(wěn)定性差，電絕緣性不好，密度大，且加工不易控制。但是它不耐臭氧，且不適宜做絕緣材料。耐臭氧性比天然橡膠差，抗拉、伸長(zhǎng)、抗撕裂及耐油性等都不如天然橡膠常用部位輪胎，傳動(dòng)帶，輸水膠管、輸氣軟管和機(jī)械防震零件。輪胎內(nèi)胎，汽車門(mén)窗密封條、水橡膠管、風(fēng)扇帶、耐熱傳輸帶、高低壓電線電纜、電氣絕緣零件等。耐老化的門(mén)窗密封條、電線電纜包裹層、耐

8、油膠管、石油鉆探零件、膠管等制品油封，O形圈等耐油密封件，輸油管和耐油性膠板等價(jià)格便宜，常作為天然橡膠的并用材料，輪胎、密封墊片、電絕緣制品、運(yùn)輸帶、膠管和海綿制品表5 常用橡膠的各項(xiàng)性能橡膠類別拉伸強(qiáng)度（MPa）伸長(zhǎng)率（%）使用溫度范圍（）壓縮永久變形回彈性電性能撕裂強(qiáng)度耐磨耗性耐割口增長(zhǎng)耐水溶脹性耐酸性天然橡膠（NR）100-700-75-90良優(yōu)+優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良丁苯橡膠（SBR）100-700-60-90良良中良優(yōu)良良良氯丁橡膠（CR）100-700-60-120良優(yōu)良良優(yōu)良良良丁腈橡膠（NBR）100-600-50-120良良差良優(yōu)良優(yōu)良乙丙橡膠（EPDM）100-300-60-150中

9、良優(yōu)差良良優(yōu)優(yōu)比較而言，三元乙丙的綜合性能較好，所以現(xiàn)在汽車電器線束用橡膠件主要選用的材料是三元乙丙橡膠，簡(jiǎn)稱EPDM。選用材料的依據(jù)是：(1)耐老化性能 通用橡膠中:EPDM的耐老化性是最好的a 耐臭氧性最好: 在含臭氧濃度較高的環(huán)境中不會(huì)產(chǎn)生裂口，大大優(yōu)于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等通用橡膠。b 耐候性好: 能長(zhǎng)期在陽(yáng)光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會(huì)發(fā)生龜裂 。 c 耐熱性能：可以在120的環(huán)境中長(zhǎng)期使用，最高使用溫度為150 。當(dāng)溫度高于150時(shí)，乙丙橡膠生膠開(kāi)始緩慢分解，200時(shí)硫化膠的物理機(jī)械性能亦緩慢地下降。但加入防老化劑可以改善乙丙橡膠的高溫使用性能，提高使用溫度和高溫下使

10、用壽命。（2）電絕緣性其具有良好的電絕緣性和耐電暈性，浸水后電氣性能變化也很小，特別適于制造電器絕緣制品。（3）低密度和高填充特性 乙丙橡膠的密度是所有橡膠中最低的，約為860870/m3，即同體積的乙丙橡膠制的重量較其它橡膠重量輕，且可以大量填充油和填充劑，降低了成本，且對(duì)物理機(jī)械性能影響不大。（4）低溫性能和沖擊彈性 乙丙橡膠具有較高的彈性，其彈性僅次于天然橡膠。乙丙橡膠具有好的低溫性能，在低溫下可保持較好的彈性和較小的壓縮變形，其最低極限使用溫度可達(dá)50。(5) 實(shí)用配方例適用于線束護(hù)套的配方體系舉例（非充油型）：EPDM生膠 100 炭黑 40硫黃 0.25 增塑劑 20活性劑 7 交

11、聯(lián)劑 2分散劑 2 組合防老劑 3.5（6）根據(jù)不同的使用環(huán)境和設(shè)計(jì)需要，可以兼顧考慮其他的材料。發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)線束橡膠件，由于艙內(nèi)溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體，因此一定要選擇耐高溫、耐油、耐化學(xué)介質(zhì)橡膠件。同時(shí)在新車型中，大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，前艙布局要求緊湊，對(duì)線束橡膠件的性能要求越來(lái)越苛刻。EPDM橡膠最高使用溫度為150，目前雖能基本滿足要求，但是為了更安全可靠，可以采用硅橡膠（VMQ）。在所用的橡膠中，硅橡膠具有最寬廣的工作溫度范圍（-59.5316）。優(yōu)異的耐臭氧老化、耐氧老、耐光老化和耐候老化性能；優(yōu)良的電絕緣性能；優(yōu)異的耐油、耐燃燒等性能。硅橡膠高溫使用壽命見(jiàn)表5。硅橡

12、膠與其他種類橡膠的耐熱和耐油性能比較見(jiàn)表6。表6 硅橡膠的高溫使用壽命使用溫度/壽命（保持原來(lái)伸長(zhǎng)率50%時(shí)）使用溫度壽命-50100相當(dāng)長(zhǎng)20525年1201020年2603月2年150510年3161周2月表7 不同種類橡膠的耐熱和耐油性能3.3線束橡膠件安裝使用中的注意事項(xiàng)線束用橡膠件開(kāi)口位置大致分為：前艙、四門(mén)、地板、頂篷和后背門(mén)。其中前艙開(kāi)孔盡量選擇左右兩側(cè)，以保證線束走向的連貫性和避讓高溫區(qū)。四門(mén)的開(kāi)孔要確保車身A、B柱的開(kāi)孔高度高于門(mén)鈑金的開(kāi)孔高度，防止水流入室內(nèi)。3.4橡膠件常見(jiàn)問(wèn)題分析 橡膠件常見(jiàn)的問(wèn)題、原因及解決措施見(jiàn)表8表8 橡膠件常見(jiàn)的問(wèn)題、原因及解決措施序號(hào)問(wèn)題原因分

13、析解決措施1橡膠件出現(xiàn)老化、龜裂材料不合格壁厚過(guò)薄責(zé)令廠家調(diào)整材料配方;采用復(fù)合硫化體系適當(dāng)增加橡膠件的壁厚2橡膠件裝配后動(dòng)態(tài)干涉前期沒(méi)有做動(dòng)態(tài)分析或者分析不充分結(jié)合實(shí)車裝配情況重新校核，整改。可手工制作幾種狀態(tài)的橡膠件試裝后再確認(rèn)整改方案3裝配困難硬度過(guò)大；設(shè)計(jì)裝配空間過(guò)小重新定義硬度，配方中減少炭黑的填充量；增加導(dǎo)向骨架結(jié)構(gòu)，減小安裝阻力4密封性不好卡口的配合尺寸設(shè)計(jì)不良；位置選擇不好，過(guò)涂裝時(shí)過(guò)孔被涂抹PVC膠，導(dǎo)致橡膠件與鈑金配合不良更改卡口尺寸，保證卡口與鈑金過(guò)盈配合，具體過(guò)盈值要根據(jù)產(chǎn)品公差而定；在過(guò)涂裝之前將橡膠件的過(guò)孔加工藝堵件保護(hù)4線束橡膠件材料未來(lái)的發(fā)展日益嚴(yán)峻的能源問(wèn)題和

14、環(huán)境問(wèn)題；全球持續(xù)規(guī)范的法規(guī)要求；汽車設(shè)計(jì)原則向輕量化和小型化的轉(zhuǎn)變及設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的提升；導(dǎo)致對(duì)車用材料的新要求，同時(shí)引導(dǎo)零部件用材的革新。線束橡膠件尋覓到新的突破口，逐漸青睞于熱塑性彈性體。熱塑性彈性體簡(jiǎn)稱TPE，是指在常溫下顯示橡膠狀彈性、在高溫下能夠塑化成型的一類新型高分子材料，是一類介于橡膠和塑料之間的彈性體材料。自上世紀(jì)60年代中期問(wèn)世以來(lái)，作為第三代橡膠取得了極為迅猛的發(fā)展。TPE最大特點(diǎn)為無(wú)需硫化加工，而采用熱塑性塑料成型方法加工。如此，可大大縮短成型周期，而且廢料可以在利用，有利于節(jié)資與節(jié)能，保護(hù)環(huán)境。因此各國(guó)都對(duì)TPE的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用予以高度重視。TPE熱塑性彈性體與通用橡膠的性能對(duì)比見(jiàn)表8表9 TPE熱塑性彈性體與通用橡膠EPDM的對(duì)比性能TPEEPDM密度重量降低可染色性成型性可循環(huán)性價(jià)格（原材料）價(jià)格（密封件）/very good +=good =medium -=poorTPE與傳統(tǒng)TSR（如EPDM）的加工流程、加工效率對(duì)比見(jiàn)表9