汽車上的橡膠制品應(yīng)用

汽車橡膠制品是汽車配件中不可缺少的重要組成元件。按不同類型汽車計算，每輛汽車上需要安裝大約有100－200多種橡膠制品，要使用約200－500多個橡膠配件。除輪胎外，因不同規(guī)格汽車而異，耗用橡膠材料大約為15－60公斤。一輛汽車安裝的橡膠制品（不計輪胎）約占汽車總成本的6％左右。汽車工業(yè)用非輪胎類橡膠制品品種超過1000種，約有8000多種規(guī)格。據(jù)統(tǒng)計，汽車行業(yè)占用了全球每年消耗橡膠生膠量的70％以上，其中輪胎占用60％，汽車橡膠制品配件占用40％。

   高速、安全、舒適、節(jié)能和環(huán)保是當代汽車追求的目標。隨著汽車技術(shù)現(xiàn)代化的發(fā)展，對汽車橡膠制品的要求也日趨嚴格和苛刻，不但要求具有各種特殊性能的橡膠材料滿足汽車新的技術(shù)要求，而且還要求橡膠材料具有更高的物理機械性能，如耐老化，耐高溫、耐低溫，耐新型燃油以及優(yōu)異的動態(tài)疲勞性能，耐久的使用壽命等。事實上，現(xiàn)代化的汽車每一項高性能都要依賴橡膠制品的技術(shù)進步提供保障，汽車橡膠制品的性能和質(zhì)量，對提高汽車整車質(zhì)量水平起著極為關(guān)鍵的作用。這里應(yīng)當值得指出，雖然橡膠制品在各種各樣的機械設(shè)備中扮演的角色永遠是配件，但橡膠配件卻時刻左右著主機的技術(shù)進步和技術(shù)水平。因此，可以說汽車橡膠制品的技術(shù)進步和質(zhì)量水平基本上能反映汽車整車的技術(shù)水平。 

1.橡膠的簡介

橡膠：具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能恢復(fù)原狀。橡膠屬于完全無定型聚合物，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，分子量往往很大，大于幾十萬。

天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。橡膠的分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時，具有迅速復(fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。 

2.橡膠的性能以及其分類

（1）它的獨特性能就是具有高彈性。對物體加以外力就可使之變形，外力剛一失去，它又恢復(fù)原狀——這就是彈性變形最明顯的表現(xiàn)。橡膠這種極為可貴的高度彈性，是其它任何工程材料所沒有的。

（2）有一定的機械強度，有緩和沖擊、吸收震動的能力。

（3）耐磨、絕緣、不透水、不透氣等優(yōu)良性能。

（4）某些特種合成橡膠還具有耐油、耐腐蝕、耐熱、耐寒、耐燃、耐老化、耐輻射等特點。

橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按應(yīng)用分為通用橡膠和特種橡膠。汽車上常用的橡膠品種有天然橡膠，丁苯橡膠，氯丁橡膠，丁腈橡膠，三元乙丙橡膠，丙烯酸酯橡膠，氟橡膠，硅橡膠，聚氨酯橡膠和丁基橡膠等。 

3.汽車橡膠制品現(xiàn)如今在汽車中的作用

汽車橡膠制品可分為輪胎，密封制品，減震塊，膠帶制品，膠管制品以及其他制品（如雨刷器、擋泥板、膠粘劑、密封膠和內(nèi)飾制品）等六大類。

（1）汽車輪胎

輪胎是汽車的重要部件之一，它直接與路面接觸，和汽車懸架共同來緩和汽車行駛時所受到的沖擊，保證汽車有良好的乘座舒適性和行駛平順性；保證車輪和路面有良好的附著性，提高汽車的牽引性、制動性和通過性；承受著汽車的重量，輪胎在汽車上所起的重要作用越來越受到人們的重視。

現(xiàn)在大多數(shù)汽車輪胎材料的主要成份是天然橡膠或者合成橡膠，天然橡膠的綜合性能優(yōu)越過合成橡膠，所以高級輪胎多用天然橡膠。為了使橡膠具有制造輪胎所要求的性能，必須要在橡膠中滲入各不同的化學(xué)材料，即化學(xué)添加劑。其中添加的一種很重要的添加劑叫碳黑，因為碳具有特別的吸附性，碳粒子與橡膠分子的粘結(jié)非常好，使得橡膠增強了硬度，強度和耐磨性。由于碳黑與橡膠基本等量，所從汽車輪胎主要材料實際上是一種橡膠和碳黑的復(fù)合材料。

（2）密封制品

一輛現(xiàn)代的轎車，有240多件密封配件，這些橡膠配件雖小，但作用巨大，尤其是關(guān)鍵部位的橡膠密封零件，“差之毫厘，失之千里”。在汽車使用過程中泄漏和密封這一對矛盾體只能盡最大努力平衡，將是從事汽車設(shè)計的不可忽視的永恒主題。汽車用橡膠密封制品一般分為六大類：

A.各種類型密封條,車用密封條其功能，除具有裝飾性功能外，主要是能夠有效阻擋行車狀態(tài)下受到的汚濁和噪音，起到防塵防雨和隔音作用，還有當汽車行駛中受到震動和扭曲時，密封條還能起到緩沖丶吸震作用，賦予汽車更好的清潔性和舒適性。

B.油封,主要用于旋轉(zhuǎn)軸或往返運動軸系的密封，能使用較高的轉(zhuǎn)速、自密封性好，使用壽命長，是高技術(shù)含量的精密橡膠零件。

C.制動皮碗,汽車剎車系統(tǒng)需使用的制動液，是各種汽車液壓制動系統(tǒng)中傳遞壓力丶實現(xiàn)制動作用的液體。

D.防塵罩,防塵罩雖簡單，但也要求耐熱、耐寒、耐油、耐疲勞、耐臭氧老化及拉伸性能好。

E.制動皮膜 它是制動氣室的隔膜，在汽車制動系統(tǒng)中起傳遞壓力的作用。

F.O型圈。汽車用的橡膠密封O型圈，與其他機械設(shè)備中用的密封O型圈起的作用是相同的。防止洩漏及外界環(huán)境介質(zhì)和粉塵侵入。主要用于旋轉(zhuǎn)軸或往復(fù)運動軸系。汽車用O型圈，是安裝于發(fā)動機丶齒輪箱丶轎車主軸上或液壓丶氣壓傳動系動中，防止?jié)櫥拓家簤河图捌渌后w泄漏，保證各部件體系正常運行。

（3）減震塊

減震塊主要用在汽車發(fā)動機，底盤等部件上，用來防止和減低汽車行駛中的震動和噪聲。與其他減振制品相比，橡膠減振制品具有以下優(yōu)點：   

① 形狀自由度較大；  

②可在 X、Y、Z 方向上旋轉(zhuǎn)，具有六方向彈簧作用：  

③具有適度的阻尼性能，可在低頻~高頻的范圍內(nèi)加以利用；  

④ 同時具有減振、緩沖、隔音等多樣性能；  

⑤ 沖擊剛度大于動剛度，動剛度大于靜剛度，有利于減小沖擊變形和動態(tài)變形。

（4）膠帶制品

 膠帶制品在汽車中主要用于傳遞扭距動力和速度的作用，將動力從動力源發(fā)動機傳遞到需要動力的系統(tǒng)和地方。安裝于冷卻風(fēng)扇，冷卻水泵，剎車壓縮機，助力泵，空調(diào)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向裝置等系統(tǒng)。車用膠帶主要是V型帶。通常V帶有三種，即包布V帶，切割V帶和多楔V帶，以切割V 帶為多。切割V帶兩側(cè)沒有包布，屈撓性好，摩擦系數(shù)大，具有受力大，線速高，散熱性及耐疲勞性良好和節(jié)能等特點，常用的膠種有NBR和CR等。同步齒形帶用于汽車發(fā)動機配氣點火用，其使用條件是轉(zhuǎn)速高，功率大，溫升高。

（5）膠管制品

膠管制品用于底盤、發(fā)動機和車身三大部位，用于輸油、輸氣、驅(qū)動、控制、剎車、冷卻和供暖七個系統(tǒng)的膠管，起供油、供氣、供水和傳遞動力的作用。膠管品種有燃油管、輸水膠管、制動軟管、真空膠管、空調(diào)膠管、散熱器膠管、動力轉(zhuǎn)向膠管及異型分枝膠管。

（6)其他制品

   除上述汽車用橡膠制品外，其他主要的品種還有制動皮膜、皮碗和防塵罩等。今后的發(fā)展重點應(yīng)采用氟硅橡膠、聚酯織物為骨架材料制作而成的轎車用供油壓力調(diào)節(jié)器膜片；采用氯化聚乙烯制造車用膜片。作為防塵罩用的材料，最重要的要求是耐候性要好。等速方向節(jié)一般采用氯丁橡膠，但是隨著耐熱性能的提高，聚烯烴熱塑性彈性體應(yīng)用逐漸增加。在歐美，大部分轎車上都使用聚烯烴熱塑性彈性體來制作防塵罩，這類材料既能滿足對耐候、耐油、耐熱性的要求，同時還可以實現(xiàn)汽車的輕量化。

4.汽車橡膠今后的發(fā)展方向

隨著汽車技術(shù)水平的不斷提高，對橡膠材料性能的要求更加嚴格，品種日益增多。例如汽車的工作溫度提高，排放物減少，噪音減低，功率提高都使發(fā)動機罩內(nèi)溫度升高，使用的橡膠材料正由天然橡膠向乙丙橡膠方向轉(zhuǎn)變，丁腈橡膠向飽和丁腈橡膠，丙烯酸酯橡膠，氟橡膠方向轉(zhuǎn)變，硫化橡膠向熱塑彈性體橡膠方向轉(zhuǎn)變。橡膠與復(fù)合并用，多種橡膠復(fù)合并用技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使各種車用橡膠制品的性能不斷改善。

5.對提高我國汽車橡膠制品技術(shù)水平的建議

（1） 政府高度重視，通過政策扶持，企業(yè)院校合作，重點技術(shù)攻關(guān)

我國已經(jīng)是世界汽車生產(chǎn)和銷售大國，但仍然不是汽車強國，汽車橡膠配件質(zhì)量是影響汽車質(zhì)量的最重要的關(guān)鍵因素之一。政府科技部門應(yīng)當重視而且有責(zé)任解決這個問題。應(yīng)由政府出面組織國內(nèi)相關(guān)行業(yè)技術(shù)精英，有選擇性地瞄準幾個關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)研究。可推廣由高等院校、科研院所與企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)的“產(chǎn)學(xué)研”模式，由（部）省級科技廳出面組織，由企業(yè)和研究院所、高等學(xué)校專家就當前汽車配套橡膠制品中遇到的關(guān)鍵材料和重大技術(shù)關(guān)鍵課題進行篩選、論證、立項、招標。研究經(jīng)費由（部）省政府出一部分，企業(yè)配套相應(yīng)資金，由中標企業(yè)和院校共同研制完成。經(jīng)過二三年甚至五六年的研究試驗，相信一定能收到顯著效果。

（2）  開展急需緊缺的特種原材料開發(fā)研究、改變“無米之炊”現(xiàn)狀

a.合成橡膠品種

用于復(fù)合密封條和剎車皮膜的高質(zhì)量EPDM，發(fā)動機耐200℃以上高溫、高壓、耐磨、粘附性好的骨架油封用氟橡膠品種，氟硅橡膠、耐磨型丙烯酸酯橡膠，氫化羧基丁腈橡膠、耐油硅橡膠和低溫性能優(yōu)良的丙烯酸橡膠等。

b．新型硫化劑、助劑和骨架材料

趕超國際先進國家，研制新一代環(huán)保型的交聯(lián)劑、促進劑和助劑、高強度骨架材料如粘合性優(yōu)異的聚酯、高強度玻纖、穩(wěn)定性好的芳綸等。

c．采用產(chǎn)學(xué)研模式，加快高精產(chǎn)品研制，提高高檔車的國產(chǎn)化配套率

①  轎車高速油封、曲軸油封，滿足8000Km，耐溫250℃，工作壽命4000-5000h；

②  封液復(fù)合型減震器、扭轉(zhuǎn)減震器、電子減震器、耐溫300℃；

③  耐熱型燃油膠管及薄壁膠管（壁厚≤2mm）；

④  多通道異型膠管；

⑤  高強度橡膠皮膜，要求耐高低溫，常溫下壽命100×10000次正常工作。