汽车制动系统非金属材料选材指南Word格式.docx
- 文档编号:18967572
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:450.36KB
汽车制动系统非金属材料选材指南Word格式.docx
《汽车制动系统非金属材料选材指南Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车制动系统非金属材料选材指南Word格式.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
NBR
IIR
VMQ
EPDM
SBR
NR
ACM
制动液
P
F
G
使用
温度
-40~
110℃
-30~
250℃
120℃
-50~
150℃
-80~
220℃
100℃
180℃
注:
P-相容性较差;
F指相容性中等;
G指相容性较好。
EPDM与非石油基制动液(目前我公司采用的DOT4制动液为非石油基制动液)有较好的相容性,当EPDM在与制动液长期接触时,仍能保持良好的性能。
另外,IIR,SBR,NR等也和制动液有较好的相容性。
而传统的耐油橡胶如CR、FKM、NBR、ACM等,与制动液之间的相容性较差,所以一般不用于与制动液接触的部分。
另外,EPDM有极好的耐热性能,使用温度范围在-50~150℃之间,而SBR,NR使用温度一般在-50~100℃之间。
如果温度超过150℃,就需要考虑ACM/AEM,VMQ等。
真空助力器带制动主缸部分主要非金属材料有橡胶皮碗,橡胶皮膜,阀体,防尘罩等等。
1.1.1橡胶皮碗
橡胶皮碗一般用于液压式单管路制动系统中,在汽车制动时,当驾驶员踩下制动踏板时,主缸内的油液在活塞的推动下通过导液胶碗的油槽沿胶碗的壁流过,并推动回位弹簧将驾驶员脚踏的力量从机械力转变为油液压力,油液从主缸传递入轮缸的分泵,在轮缸中油液的压力使轮缸回位弹簧伸张,油液压力转变为机械力通过轮缸皮碗机械力使制动蹄头子与制动鼓接触,因而产生制动作用。
1.1.1.1皮碗的分类
皮碗按照制动缸分为主缸皮碗和轮缸皮碗两种。
主缸皮碗由主皮碗和副皮碗配套组成。
皮碗按截面分为碗型和环型两种。
主缸主皮碗有导液碗型,导液环型,承压环型和位定环型四种。
导液碗型导液环型承压环型位定环型
图3主缸主皮碗各类型示意图
主缸副皮碗有环型,C型两种。
主缸副皮碗环型皮碗主缸副皮碗C型皮碗
图4主缸副皮碗示意图
用于轮缸的皮碗有碗型,环形,轮缸刀型。
轮缸碗型皮碗轮缸环型皮碗轮缸刀型皮碗
图5轮缸的皮碗示意图
1.1.1.2皮碗的选材
不管哪种类型的皮碗,其主要作用是密封,保证制动液不泄漏。
汽车用液压制动橡胶皮碗的主要特点如下:
1)橡胶皮碗必须具有一定的弹性、压缩变形性和耐磨性,以保证胶碗在使用过程中具有传递液压的一定回位能力和密封能力;
2)在高温及低温下耐液压介质性较好,胶碗在制动密封装置中较长时间与制动液接触,故要求有良好的耐制动液的抗溶涨性,不允许在高、低温、静态室温下发生泄漏;
3)精密的成型尺寸稳定性和严格的成型尺寸公差控制。
由于汽车正向高速和高制动性能发展,液压传递压力有了很大的提高,要求工作环境温度范围更宽,能承受高压等。
一般来说,皮碗橡胶要求在-45℃~150℃范围内,性能不发生大的变化,因此,以前传统的天然橡胶和丁苯橡胶不再适用,而使用耐高温更好的EPDM材料等。
橡胶皮碗必须要有极好的耐制动液腐蚀作用。
现在销售的制动液均为合成制动液,合成制动液是指用醇醚类化工原料配制的,针对以前销售的矿油刹车油和酒精类醇型刹车油而言,矿油刹车油性能较差,已逐渐被替代,酒精类醇型刹车油国家早已明令淘汰。
我公司目前使用的制动液为DOT4制动液,由多元醇和多元醇醚硼酸酯构成。
EPDM有极好的耐DOT4腐蚀性能,NR,SBR,IIR也有较好的DOT4制动液相容性,但NR,SBR耐高温较差,一般在100℃以下使用,而IIR弹性等物理性能要逊于EPDM。
所以,真空助力器皮碗主要适用EPDM橡胶材料。
EPDM是以乙烯和丙烯的共聚高分子材料,属于饱和非极性橡胶,有突出的化学稳定性、优异的电绝缘性和耐过热水性能;
因为乙丙橡胶的高度饱和性,所以有优异的耐臭氧性、高的热稳定性、优异的耐天候性、极佳的耐化学药品性;
乙丙橡胶是非极性,所以不耐非极性油类和溶剂,如汽油、苯等;
耐极性溶剂,如水、水蒸汽、磷酸酯类液压油等;
使用温度范围广,能在-60℃~150℃之间长期使用。
1.1.1.3皮碗的标准要求
对液压制动橡胶皮碗,各个企业/行业都有自己的标准。
1)化工标准HG2865-1997中液压制动橡胶皮碗材料要求如下:
表2化工标准HG2865-1997中液压制动橡胶皮碗材料要求
序号
试验项目
试验方法
要求
A类
B类
C类
1
硬度(邵氏A)
GB/T531
60±
5或70±
5可以调整
2
拉伸强度(MPa)
GB/T528
10min
3
拉断伸长率(%)
300min
4
压缩永久变形
GB/T7759
70℃×
24h
120℃×
150℃×
30
5
热老化
GB/T3512
96h
72h
硬度变化
-5~+5
-5~+10
拉伸强度变化率%
-30max
-40max
断裂伸长率变化率%
-30max
-40max
6
耐液体试验
GB/T1690
120h
-10~0
-15~0
拉伸强度变化
-25max
断裂伸长率变化
体积变化率
0~15
0~20
7
低温脆性
GB/T1682
-50
表3化工标准HG-2865-1997对皮碗成品的理化性能要求
70h
体积变化
0~15
0~20
唇径变化率
0~5
端径变化率
-10~0
-15~0
外观变化
无发粘及异常现象
沉淀
0.3
金属腐蚀100℃120h
质量变化量
镀镉铁皮
±
钢
铝
铸铁
黄铜
铜
锌
金属试片外观变化
无腐蚀痕迹,允许变色
皮碗端径变化率
0~5
皮碗外观变化
沉淀体积比
0.2
贮存腐蚀皮碗接触的
金属工作表面变化
在相对湿度95%下,以45℃×
16h
和20℃×
8h为一周期,共12周期。
要求无腐蚀痕迹,允许变色。
2)GM公司制动皮碗标准GMW14721
表4GM公司制动皮碗标准
Property
TestMethod
Unit
Value
Hardness
TypeA
ISO48MethodM
IRHD
75±
TypeB
Asspecifiedondrawing/mathdatafile
ShoreA
Asspecifiedondrawing
AgeResistance(heatAging)
TypeA
ISO188MethodB,168-2hat+125±
3℃
ChangeinHardness
ChangeinAppearance
5max
Noevidenceofblisteringcrackingorchangeinshapefromoriginalform
TypeB
Asspecifiedofndrawing/mathdatafile
ResistancetoBrakeFluid
ISO1817,toL0000102,125±
3℃,168-2h
ChangeinVolume
Changeinoutsidediameterlip
Changeinoutsidediameterbase
Precipitationinbrakefluidafter24hat+23±
5℃
%
&
0to+10max
0to+5.75max
0to+5.75max
0.3byvolumemax
Nocrystallineprecipitationsallowed
Coldresistance
Testisperformedoncompletebrakeormastercylinderassemblies,CleanallpartswithethanolandmoistenthepartswithbrakefluidL0000102beforeassembling.FilltheCylinderWithbrakefluidandStorefor336-2hat+70±
3℃(forwheelbrakecylinderleaveinletboreopenandclosebleedingscrew.)
Aftercoolingdownto+23±
5℃,cylindersaredisassembledandevaluated.
Noevidenceofrubberadhesionofthetestsealsshallappearduringdisassembly.
Metalpartsmustbefreefromcorrosionorotherprecipitations.
Minorprecipitationsinthebrakefluidareallowed.
CyclingHumidityStorageCorrosionTest
UsedassembliesasdescribedinCorrosionResistance,butwithoutfillingwithbrakefluid.Storetheassemblieswithinletboredownwardstothefollowingcycle.
16-0.5hat+40±
3°
Cand95±
3%rel.humidity,
followedby8-0.5hat+23±
5°
3%rel.humidity
Continuethe24hcycleforatotalof12cycles.
Interruptionisonlypossibleafterawholecycle.Untilcontinuingthecycle,partsmustbestoredat+23±
3%rel.humidity.
After12cycles,cylindersaredisassembledandevaluated.
Nocorrosionisallowedinthecontactareabetweensealingandcylinderwall.
Corrosionorstainingbeyondthecontactareaistobeignored.
DurabilityTests
GMW14392DurabilityTestofBrakeBoosters,BrakeProportioningValves,CalipersandSlaveCylinders
GMW14393ColdTestingofWheelBrakeCylinders
3)万都对制动系统用EPDM要求
表5万都对制动系统用EPDM要求
RubberMaterial
Ambientproperty
Hardness(IRHD/HsA)
TensileStrength(MPa)Min
12
Elongation(%),Min
200
TearStremgth(N/mm)Min
10
AcceleratedAgeinginAir
HardnessChange(Points)
TensileStrengthchange(%)max
-20
ElongationChange(%),Max
-30
96hWeightChange(%)
-1.5~0
4WHardnessChange
90oBendingTest
NoCrack
200℃×
24hHardnessChange
0~10
CompressionSet
24hCompressionSet(%),Max
20
ResistancetoFluids
168h
-1~0
TensileStrength(%),Max
ElongationChange(%)Max
70hVolumeChange(%)
-1~5
4WVolumeChange(%)
0~8
CopperCorrosion
100℃×
16hAppearance
LowTemperatureProperty
T10(℃),Max
-40
Flexibility(90Bending)-40℃×
通过
0~25
ResistancetoOzone
50×
10-8,40℃,10%EL,72H
/
各公司/行业对制动皮碗要求比较如下:
HG行业中,皮碗材料分为三个等级,万都和GM标准中,只分为一个等级。
其中通用标准中试验是按照125℃等级进行,万都是按照150℃等级进行,HG行业是按照70℃,120℃和150℃三个等级进行。
比较HG行业和万都的标准可以看出,除常态断裂伸长率和脆性温度两项中HG行业比万都要求高外,其余各项要求均要求宽松。
制动皮碗橡胶材料最重要的三项性能(压缩永久变形,耐热空气老化,耐制动液)中,万都的耐热空气老化,耐制动液两项不仅试验条件苛刻,而且数值要求高;
压缩永久变形试验条件一样,数值要求高。
HG行业中有对橡胶皮碗零件的具体性能要求,GM标准是对皮碗零件标准。
我公司还没有专门针对橡胶皮碗制动标准,目前制定的试验要求如下:
表6我司对制动皮碗要求
奇瑞要求
备注
密度
GB/T533A
70±
可以调整
≥10
≥200
热老化
0~+10
-20max
耐DOT4
压缩永久变形125℃×
≤30
8
低温脆性(-40℃×
3min)
无裂纹
9
其他性能
按图纸要求
除皮碗之外,各种橡胶阀体,如空气阀,真空阀等,也主要使用EPDM橡胶。
如同皮碗一样,这些橡胶件也需要与制动液有极好的相容性,其性能要求可以参照皮碗要求,其中耐热等级较皮碗稍低。
1.1.2橡胶皮膜
真空助力器中的气室被膜片分隔成左右两腔,左腔经真空管与真空管连接,右腔经由空气阀与大气相通。
1.1.2.1真空助力器皮膜材料要求
真空助力器膜片的主要特点:
1)膜片必须具有一定的弹性、压缩变形性和耐磨性,以保证膜片在运动过程中,具有较好的密封能力;
2)膜片要有较好的耐臭氧性。
气室被膜片分隔成左右两腔,其中工作腔中,空气阀打开时,与大气相通,膜片与大气接触,因此,橡胶膜片需要有较好的耐臭氧性能。
3)膜片有可能与制动液蒸汽接触,需要有一定的制动液相容性。
由于以前主要使用矿物油制动液,所以膜片主要使用耐矿物油的NBR材料。
现在制动液均为极性的合成制动液,所以选用耐合成制动液的SBR,EPDM等橡胶材料。
SBR是苯乙烯与丁二烯的共聚物,其价格便宜,低于NR,EPDM,CR,NBR,IIR等常用橡胶。
SBR具有较好的弹性,虽然稍逊于NR橡胶,但在一般橡胶中仍属好的。
另外,其耐磨性与耐皲裂性较好,均优于NR。
SBR耐臭氧等老化性能较差,与NR相当。
目前在助力器的膜片中,既有NBR材料,也有SBR,EPDM材料。
我公司还没有针对该零件制定相应的材料标准。
1.1.2.2真空助力器皮膜标准
1)GM制动皮膜要求
表7GM对制动皮碗要求
TestMethod
TypesAandB
60+5/-10
TypeC
ElongationatBreak
ISO37,Type4dumb-bell,200±
20mm/minute
300minmum
Asspecifiedofdrawing
Tensilestrength
Tensilemodulus@100%Elongation
TypesAandB
MPa
15minmum
AgeResistance(HeatAging)
ISO188MethodB,168-2hat+100℃
+10max
ChangeinElongationatBreak
ChangeinTensileStrength
ChangeinTearStrength
TensileModulus@100%Elongation
3minimum
ChangeinElongationatBreak
-50max
ChangeinTensileStrength
-35Max
ResistancetoB
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车 制动 系统 非金属材料 选材 指南