汽車線束橡膠選材指南

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，沒有線束也就不存在汽車電路。不管是高級豪華汽車還是經(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，汽車線束變得越來越復(fù)雜，但車身給予線束的空間卻越來越小。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)行前期開發(fā)成為必然的趨勢。1橡膠件的種類與應(yīng)用橡膠件是在電器件在穿過車身等物體時(shí)，保證電器件不受損害和保持穿過物體的密封性。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（見下面的圖例）。圖一:單孔固定無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)（A21右前艙線束過孔橡膠件）圖二:雙孔固定帶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)（S21左前門線束過孔橡膠件）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CMR.PART.A180車門線束橡膠護(hù)套，后背門線束橡膠護(hù)套CMR.PART.A2100空調(diào)線束橡膠護(hù)套，頂燈線束橡膠護(hù)套CMR.PART.A3125發(fā)動(dòng)機(jī)艙主線束護(hù)套，發(fā)動(dòng)機(jī)線束

3、等前艙線束護(hù)套1) 2汽車線束橡膠件的主要特點(diǎn)使用溫度范圍廣，具有良好的耐高、低溫性；有較高的耐熱性能，不同區(qū)域橡膠件，溫度不同。2) 可以在120C的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150C;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，能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會(huì)發(fā)生龜裂；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。3) 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

4、件在B21車型上的應(yīng)用部位數(shù)量材料車型前艙線束總成1EPDMB21室內(nèi)地板線束總成1EPDM發(fā)動(dòng)機(jī)線束總成1EPDM左前口線束總成1EPDM右前口線束總成1EPDM左后門線束總成1EPDM右后門線束總成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)套的理化性能見表2表3EPDMt料性能要求性能測試試驗(yàn)條件試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)方法常態(tài)41023C邵氏硬度(HA)40±5GB/T531GB/T528拉伸強(qiáng)度minMPa10斷裂伸長率min%400510邵氏硬度(HA)50±5拉伸強(qiáng)度minMPa10斷裂伸長率min%400熱空氣老化A1

5、00CX70h邵氏硬度變化HA25GB/T3512拉伸強(qiáng)度變化率max%25斷裂伸長率變化率max%30B125CX70h邵氏硬度變化HA0+10拉伸強(qiáng)度變化率max%20斷裂伸長率變化率max%30C150CX70h邵氏硬度變化HA0+10拉伸強(qiáng)度變化率max%20斷裂伸長率變化max%30壓縮25%永久變形max%A100CX22h壓縮永久變化max%50GB/T7759B100CX70h35C125CX22h50耐臭氧性（50土5）X10-8X40CX70hX20%B伸榔裂GB7762耐水性100CX70h體積變化率%土5GB/T1690耐寒性低溫脆性溫度mine一40GB/T1682撕

6、裂強(qiáng)度minKN/m20GB/T529耐污染性無污染/3.2材料選擇表4常見通用橡膠的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用橡膠名稱天然橡膠(NR)三兀乙丙橡膠(EPDM)氯橡膠(CR)丁睛橡膠(NBR)J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J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。丙烯睛含量的愈高，

7、耐油性愈好，但耐寒性差。丁睛橡膠的耐熱性優(yōu)于天然橡膠，苯橡膠。其氣密性及耐水性較好。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，密反大，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、彳城、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，汽車門窗密封條、水橡膠管、風(fēng)扇帶、耐熱傳輸帶、高低

8、壓電線電纜、電氣絕緣零件等。耐老化的門窗密封條、電線電纜包裹層、耐油膠管、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)伸長率(%)使用溫度范圍(C)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耐水溶脹性耐酸性天然橡膠(NR)6.89-27.56100-700-75-90良優(yōu)+優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良J苯橡膠(SBR)6.89-24.12100-700-60-90良良中良優(yōu)良良良氯丁橡膠(CR)6.89-27.56100-700-60-120良

9、優(yōu)良良優(yōu)良良良丁睛橡膠6.89-27.56100-60-50-120良良差良優(yōu)良優(yōu)良(NBR)0乙丙橡膠(EPDM)6.89-20.67100-300-60-150中良優(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：能長期在陽光、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120C的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150

10、C。當(dāng)溫度高于150C時(shí)，乙丙橡膠生膠開始緩慢分解，200C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。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860870kg/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，且對物理機(jī)械性能影響不大。(3) 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，

11、其最低極限使用溫度可達(dá)50Co(4) 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，對線束橡膠件的性能要求越來越苛刻。EPDM橡膠最高使用溫度為150C,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(-

12、59.5316C)。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表5。硅橡膠與其他種類橡膠的耐熱和耐油性能比較見表6。表6硅橡膠的高溫使用壽命使用溫度/C壽命（保持原來伸長率50%時(shí)）使用溫度壽命-50100相當(dāng)長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種類CG250if腔gF200-C硅橡膠（時(shí)）JE175L丙煽酸酯橡膠（ACM）D150一乙丙械膠（EF瑚）/醐性膠血0）C125星橡膠（iirj臘橡膠（曲B100丁芨橡膠（鈕K）A70-天然橡膠(NR)11L11

13、酎IKM903軸X70h7Q1201W90604020體積變化3.3線束橡膠件安裝使用中的注意事項(xiàng)線束用橡膠件開口位置大致分為：前艙、四門、地板、頂篷和后背門。其中前艙開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)。四門的開孔要確保車身A、B柱的開孔高度高于門飯金的開孔高度，防止水流入室內(nèi)。3.4橡膠件常見問題分析橡膠件常見的問題、原因及解決措施見表8表8橡膠件常見的問題、原因及解決措施序號問題原因分析解決措施1橡膠件出現(xiàn)老化、龜裂材料不合格壁厚過薄責(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

14、，整改?？墒止ぶ谱鲙追N狀態(tài)的橡膠件試裝后再確認(rèn)整改方案3裝配困難硬度過大；設(shè)計(jì)裝配空間過小重新定義硬度，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，過涂裝時(shí)過孔被涂抹PVC膠，導(dǎo)致橡膠件與飯金配合不良更改卡口尺寸，保證卡口與飯金過盈配合，具體過盈值要根據(jù)產(chǎn)品公差而定；在過涂裝之前將橡膠件的過孔加工藝堵件保護(hù)4線束橡膠件材料未來的發(fā)展日益嚴(yán)峻的能源問題和環(huán)境問題；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

15、體。熱塑性彈性體簡稱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年代中期問世以來，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。因此各國都對TPE的開發(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比見表8表9TPE熱塑性彈性體與通用橡膠EPDM勺對比性能TPEEPDM密度+O重量降低+O可染色性+O成型性+O可循環(huán)性+一價(jià)格（原材料）O+價(jià)格（密封件）+/+=verygood+=goodO=medium-=poorTPE與傳統(tǒng)TSR（如EPDM）的加工流