銀隆新能源股份有限公司 廣東珠海 519040
銅和尼龍都在汽車行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用,尤其是客車制動(dòng)管路材料主要使用的TP2銅管和PA11尼龍管。TP2是磷脫氧銅(純銅)的英文簡(jiǎn)稱,它是一種熔解高純度的原材料,質(zhì)地堅(jiān)硬,不易腐蝕,且耐高溫、耐高壓,可以承受極冷和極熱的溫度(-196~250℃),適用范圍大,且適應(yīng)溫度劇烈變化。銅的熔點(diǎn)高達(dá)1083℃,常用于汽油或氣體輸送管、排水管、冷凝管、冷凝器、蒸發(fā)器、熱交換器及零件。但作為制動(dòng)管路使用時(shí)也存在一些劣勢(shì),如多出接頭連接點(diǎn),增加整車管路漏氣的質(zhì)量隱患,損壞出現(xiàn)漏氣不便于后期維修更換。
PA11尼龍管屬于工程塑料類,密封性能好,采用卡箍、襯芯結(jié)構(gòu),無需使用管路密封膠,同樣能達(dá)到密封要求;內(nèi)壁光滑,空氣阻力小,系統(tǒng)充(排)氣時(shí)間短,氣制動(dòng)響應(yīng)速度快,壓力損耗??;不僅質(zhì)量極輕,而且固定方便,同時(shí)無振動(dòng)噪聲;耐壓值較高,一般的尼龍管耐壓值都在1500kPa以上,足以達(dá)到各種汽車氣制動(dòng)管路壓力的要求;中間過渡少,可減少接頭數(shù)量,便于檢測(cè)、裝配、整車布置。國(guó)外在20世紀(jì)60年代后期汽車制動(dòng)管路已開始采用尼龍管取代傳統(tǒng)的金屬管[1-2]。
為進(jìn)一步探討銅管和尼龍管在制動(dòng)管路材料使用中的可靠性,下面通過全方面試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。
結(jié)合尼龍管與銅管的性能以及在客車制動(dòng)管路中使用的要求,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分析了客車制動(dòng)管路的實(shí)際運(yùn)行條件,可能遇到的涉及沙石撞擊的管強(qiáng)度、耐油、耐防凍液和各種惡劣環(huán)境的防腐,影響制動(dòng)力的管氣密性、涉及長(zhǎng)久可靠性的老化等各種工況,建立了一套制動(dòng)管路材料的“8+3”試驗(yàn)驗(yàn)證評(píng)估體系。
8項(xiàng)全面對(duì)比試驗(yàn)包括低溫沖擊試驗(yàn)、高溫沖擊試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、耐油試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、耐高溫試驗(yàn)、耐低溫試驗(yàn)及鹽霧試驗(yàn),見表1。
尼龍管進(jìn)行3項(xiàng)專項(xiàng)試驗(yàn),分別為爆破試驗(yàn)、紫外線試驗(yàn)及拉伸試驗(yàn),見表2。試驗(yàn)材料規(guī)格選擇客車制動(dòng)管路材料使用的外徑12mm、壁厚1.5mm的PA11尼龍管和TP2銅管。
表1 PA11尼龍管與TP2銅管使用性能對(duì)比試驗(yàn)方案
表2 PA11尼龍管專項(xiàng)試驗(yàn)方案
制動(dòng)管路材料“8+3”試驗(yàn)驗(yàn)證如圖1~圖11所示,結(jié)果見表3。
圖1 低溫沖擊試驗(yàn)
圖2 高溫沖擊試驗(yàn)
圖3 高溫試驗(yàn)
圖4 耐油試驗(yàn)
圖5 密封試驗(yàn)
圖6 低溫試驗(yàn)
圖7 振動(dòng)試驗(yàn)
圖8 鹽霧試驗(yàn)
圖9 爆破試驗(yàn)
圖10 拉伸試驗(yàn)
圖11 紫外線試驗(yàn)
表3 材料全套驗(yàn)證評(píng)估試驗(yàn)結(jié)果
為進(jìn)一步確認(rèn)尼龍管的長(zhǎng)久使用可靠性,考察了制動(dòng)管路采用部分PA11尼龍管的某公交公司部分客車的實(shí)際運(yùn)行情況,無售后返修的問題,結(jié)果均無異常,詳見表4。
表4 采用部分PA11尼龍管公交實(shí)際運(yùn)行情況
通過以上11項(xiàng)不同時(shí)段、不同車型、不同工況的全面試驗(yàn),評(píng)估驗(yàn)證結(jié)果和分析可知,不僅銅管使用可靠,尼龍制動(dòng)管路材料也滿足使用要求。以10m車為例,可使用尼龍管取代29m長(zhǎng)銅管,并取消16個(gè)管接頭,預(yù)計(jì)單臺(tái)可節(jié)約成本800元,并可減少銅管下料、鉚接頭以及管連接作業(yè)時(shí)間共計(jì)80min。
本文從對(duì)客車制動(dòng)管路材料基本性能的分析和實(shí)際使用情況出發(fā),并通過全面完善試驗(yàn)驗(yàn)證可靠性,得出以下結(jié)論。
1)制定的低溫沖擊、高溫沖擊、振動(dòng)、耐油耐防凍液、氣密性、耐高溫、耐低溫及鹽霧共8項(xiàng)全面對(duì)比試驗(yàn)以及爆破、紫外線、拉伸共3項(xiàng)專項(xiàng)試驗(yàn)方案,即“8+3”試驗(yàn)驗(yàn)證可靠性評(píng)估體系,全面包含了客車制動(dòng)管路材料實(shí)際使用中的所有工況,體系完備。
2)PA11尼龍完全滿足客車制動(dòng)管路材料國(guó)標(biāo)和行業(yè)使用要求。
3)為客車制動(dòng)管路材料的可靠性選擇和新材料研發(fā)應(yīng)用提供了很好的解決方案。