汽车上的橡胶制品应用

汽车橡胶制品是汽车配件中不可缺少的重要组成元件。按不同类型汽车计算，每辆汽车上需要安装大约有100－200多种橡胶制品，要使用约200－500多个橡胶配件。除轮胎外，因不同规格汽车而异，耗用橡胶材料大约为15－60公斤。一辆汽车安装的橡胶制品（不计轮胎）约占汽车总成本的6％左右。汽车工业用非轮胎类橡胶制品品种超过1000种，约有8000多种规格。据统计，汽车行业占用了全球每年消耗橡胶生胶量的70％以上，其中轮胎占用60％，汽车橡胶制品配件占用40％。

   高速、安全、舒适、节能和环保是当代汽车追求的目标。随着汽车技术现代化的发展，对汽车橡胶制品的要求也日趋严格和苛刻，不但要求具有各种特殊性能的橡胶材料满足汽车新的技术要求，而且还要求橡胶材料具有更高的物理机械性能，如耐老化，耐高温、耐低温，耐新型燃油以及优异的动态疲劳性能，耐久的使用寿命等。事实上，现代化的汽车每一项高性能都要依赖橡胶制品的技术进步提供保障，汽车橡胶制品的性能和质量，对提高汽车整车质量水平起着极为关键的作用。这里应当值得指出，虽然橡胶制品在各种各样的机械设备中扮演的角色永远是配件，但橡胶配件却时刻左右着主机的技术进步和技术水平。因此，可以说汽车橡胶制品的技术进步和质量水平基本上能反映汽车整车的技术水平。 

1.橡胶的简介

橡胶：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。

天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。 

2.橡胶的性能以及其分类

（1）它的独特性能就是具有高弹性。对物体加以外力就可使之变形，外力刚一失去，它又恢复原状——这就是弹性变形最明显的表现。橡胶这种极为可贵的高度弹性，是其它任何工程材料所没有的。

（2）有一定的机械强度，有缓和冲击、吸收震动的能力。

（3）耐磨、绝缘、不透水、不透气等优良性能。

（4）某些特种合成橡胶还具有耐油、耐腐蚀、耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射等特点。

橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。按应用分为通用橡胶和特种橡胶。汽车上常用的橡胶品种有天然橡胶，丁苯橡胶，氯丁橡胶，丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，丙烯酸酯橡胶，氟橡胶，硅橡胶，聚氨酯橡胶和丁基橡胶等。 

3.汽车橡胶制品现如今在汽车中的作用

汽车橡胶制品可分为轮胎，密封制品，减震块，胶带制品，胶管制品以及其他制品（如雨刷器、挡泥板、胶粘剂、密封胶和内饰制品）等六大类。

（1）汽车轮胎

轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。

现在大多数汽车轮胎材料的主要成份是天然橡胶或者合成橡胶，天然橡胶的综合性能优越过合成橡胶，所以高级轮胎多用天然橡胶。为了使橡胶具有制造轮胎所要求的性能，必须要在橡胶中渗入各不同的化学材料，即化学添加剂。其中添加的一种很重要的添加剂叫碳黑，因为碳具有特别的吸附性，碳粒子与橡胶分子的粘结非常好，使得橡胶增强了硬度，强度和耐磨性。由于碳黑与橡胶基本等量，所从汽车轮胎主要材料实际上是一种橡胶和碳黑的复合材料。

（2）密封制品

一辆现代的轿车，有240多件密封配件，这些橡胶配件虽小，但作用巨大，尤其是关键部位的橡胶密封零件，“差之毫厘，失之千里”。在汽车使用过程中泄漏和密封这一对矛盾体只能尽最大努力平衡，将是从事汽车设计的不可忽视的永恒主题。汽车用橡胶密封制品一般分为六大类：

A.各种类型密封条,车用密封条其功能，除具有装饰性功能外，主要是能夠有效阻挡行车状态下受到的汚浊和噪音，起到防尘防雨和隔音作用，还有当汽车行驶中受到震动和扭曲时，密封条还能起到缓冲丶吸震作用，赋予汽车更好的清洁性和舒适性。

B.油封,主要用于旋转轴或往返运动轴系的密封，能使用较高的转速、自密封性好，使用寿命长，是高技术含量的精密橡胶零件。

C.制动皮碗,汽车刹车系统需使用的制动液，是各种汽车液压制动系统中传递压力丶实现制动作用的液体。

D.防尘罩,防尘罩虽简单，但也要求耐热、耐寒、耐油、耐疲劳、耐臭氧老化及拉伸性能好。

E.制动皮膜 它是制动气室的隔膜，在汽车制动系统中起传递压力的作用。

F.O型圈。汽车用的橡胶密封O型圈，与其他机械设备中用的密封O型圈起的作用是相同的。防止洩漏及外界环境介质和粉尘侵入。主要用于旋转轴或往复运动轴系。汽车用O型圈，是安装于发动机丶齿轮箱丶轿车主轴上或液压丶气压传动系动中，防止润滑油丶液压油及其它液体泄漏，保证各部件体系正常运行。

（3）减震块

减震块主要用在汽车发动机，底盘等部件上，用来防止和减低汽车行驶中的震动和噪声。与其他减振制品相比，橡胶减振制品具有以下优点：   

① 形状自由度较大；  

②可在 X、Y、Z 方向上旋转，具有六方向弹簧作用：  

③具有适度的阻尼性能，可在低频~高频的范围内加以利用；  

④ 同时具有减振、缓冲、隔音等多样性能；  

⑤ 冲击刚度大于动刚度，动刚度大于静刚度，有利于减小冲击变形和动态变形。

（4）胶带制品

 胶带制品在汽车中主要用于传递扭距动力和速度的作用，将动力从动力源发动机传递到需要动力的系统和地方。安装于冷却风扇，冷却水泵，刹车压缩机，助力泵，空调系统和转向装置等系统。车用胶带主要是V型带。通常V带有三种，即包布V带，切割V带和多楔V带，以切割V 带为多。切割V带两侧没有包布，屈挠性好，摩擦系数大，具有受力大，线速高，散热性及耐疲劳性良好和节能等特点，常用的胶种有NBR和CR等。同步齿形带用于汽车发动机配气点火用，其使用条件是转速高，功率大，温升高。

（5）胶管制品

胶管制品用于底盘、发动机和车身三大部位，用于输油、输气、驱动、控制、刹车、冷却和供暖七个系统的胶管，起供油、供气、供水和传递动力的作用。胶管品种有燃油管、输水胶管、制动软管、真空胶管、空调胶管、散热器胶管、动力转向胶管及异型分枝胶管。

（6)其他制品

   除上述汽车用橡胶制品外，其他主要的品种还有制动皮膜、皮碗和防尘罩等。今后的发展重点应采用氟硅橡胶、聚酯织物为骨架材料制作而成的轿车用供油压力调节器膜片；采用氯化聚乙烯制造车用膜片。作为防尘罩用的材料，最重要的要求是耐候性要好。等速方向节一般采用氯丁橡胶，但是随着耐热性能的提高，聚烯烃热塑性弹性体应用逐渐增加。在欧美，大部分轿车上都使用聚烯烃热塑性弹性体来制作防尘罩，这类材料既能满足对耐候、耐油、耐热性的要求，同时还可以实现汽车的轻量化。

4.汽车橡胶今后的发展方向

随着汽车技术水平的不断提高，对橡胶材料性能的要求更加严格，品种日益增多。例如汽车的工作温度提高，排放物减少，噪音减低，功率提高都使发动机罩内温度升高，使用的橡胶材料正由天然橡胶向乙丙橡胶方向转变，丁腈橡胶向饱和丁腈橡胶，丙烯酸酯橡胶，氟橡胶方向转变，硫化橡胶向热塑弹性体橡胶方向转变。橡胶与复合并用，多种橡胶复合并用技术的发展应用，使各种车用橡胶制品的性能不断改善。

5.对提高我国汽车橡胶制品技术水平的建议

（1） 政府高度重视，通过政策扶持，企业院校合作，重点技术攻关

我国已经是世界汽车生产和销售大国，但仍然不是汽车强国，汽车橡胶配件质量是影响汽车质量的最重要的关键因素之一。政府科技部门应当重视而且有责任解决这个问题。应由政府出面组织国内相关行业技术精英，有选择性地瞄准几个关键技术进行攻关研究。可推广由高等院校、科研院所与企业联合攻关的“产学研”模式，由（部）省级科技厅出面组织，由企业和研究院所、高等学校专家就当前汽车配套橡胶制品中遇到的关键材料和重大技术关键课题进行筛选、论证、立项、招标。研究经费由（部）省政府出一部分，企业配套相应资金，由中标企业和院校共同研制完成。经过二三年甚至五六年的研究试验，相信一定能收到显著效果。

（2）  开展急需紧缺的特种原材料开发研究、改变“无米之炊”现状

a.合成橡胶品种

用于复合密封条和刹车皮膜的高质量EPDM，发动机耐200℃以上高温、高压、耐磨、粘附性好的骨架油封用氟橡胶品种，氟硅橡胶、耐磨型丙烯酸酯橡胶，氢化羧基丁腈橡胶、耐油硅橡胶和低温性能优良的丙烯酸橡胶等。

b．新型硫化剂、助剂和骨架材料

赶超国际先进国家，研制新一代环保型的交联剂、促进剂和助剂、高强度骨架材料如粘合性优异的聚酯、高强度玻纤、稳定性好的芳纶等。

c．采用产学研模式，加快高精产品研制，提高高档车的国产化配套率

①  轿车高速油封、曲轴油封，满足8000Km，耐温250℃，工作寿命4000-5000h；

②  封液复合型减震器、扭转减震器、电子减震器、耐温300℃；

③  耐热型燃油胶管及薄壁胶管（壁厚≤2mm）；

④  多通道异型胶管；

⑤  高强度橡胶皮膜，要求耐高低温，常温下寿命100×10000次正常工作。