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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。

可靠性試驗(yàn)方案

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

試驗(yàn)結(jié)果和分析

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。

結(jié)語

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。