渦輪增壓, 是一種利用內燃機運轉產(chǎn)生的廢氣驅動(dòng)空氣壓縮機的技術(shù)。汽車(chē)渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量,從而提高發(fā)動(dòng)機的功率和扭矩,讓車(chē)子更有勁。但經(jīng)過(guò)了增壓之后,發(fā)動(dòng)機在工作時(shí)的壓力和溫度都大大升高,所以發(fā)動(dòng)機上使用渦輪增壓技術(shù)的同時(shí),材料進(jìn)步也很關(guān)鍵。
渦輪增壓系統用膠管的性能要求
耐高溫性
渦輪增壓的氣體經(jīng)過(guò)壓縮和劇烈摩擦而產(chǎn)生高溫,即使經(jīng)過(guò)冷卻的氣體溫度一般也達到100 ℃以上。因此,應用于渦輪增壓系統的膠管材料必須能夠承受較高的溫度,普通的天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠等都無(wú)法滿(mǎn)足高溫條件下的使用要求,必須采用耐高溫的特種橡膠材料。隨著(zhù)渦輪增壓的壓力越來(lái)越高,通過(guò)管路的氣體溫度也越來(lái)越高。如果壓力達到 3.5×105Pa,則氣體通過(guò)管路的溫度就能達到 250 ℃以上,能夠在這樣高溫度環(huán)境中使用的橡膠種類(lèi)就寥寥無(wú)幾了。
耐油性
經(jīng)過(guò)渦輪增壓系統膠管的氣體一般混有油氣,因此膠管必須具備一定的耐油性能,尤其是耐
高溫油氣的性能。有些耐高溫性能比較好的橡膠(如硅橡膠)耐油性能比較差,就需要在硅橡膠管內壁增加內襯層,以阻擋油氣的侵蝕。
強度
渦輪增壓系統不僅高溫,而且還有一定的壓力,尤其是高溫段管路承受的壓力比較高。雖然
渦輪增壓膠管一般都采用增強膠管(主要承壓部分為增強層),但也要求橡膠具有一定強度,以提高膠管的整體強度;另外,為了滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝和使用裝配的需要,也要求橡膠具有較高的拉伸強度和撕裂強度。
壓縮永久變形性
一般情況下,渦輪增壓膠管通過(guò)卡箍與金屬管連接在一起形成管路。在高溫下,橡膠應有較好的抗變形能力,否則壓縮永久變形過(guò)大,會(huì )使卡箍松脫、膠管脫落,造成質(zhì)量事故。
耐寒性
雖然發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后膠管都在高溫環(huán)境下使用,但停車(chē)之后膠管就暴露在冷空氣中。發(fā)動(dòng)機
在冬季寒冷地區低溫起動(dòng)時(shí),橡膠管在低溫下振動(dòng),如果橡膠的耐低溫性能差,膠管就會(huì )由于變硬、變脆而導致撕裂、脫落、喪失減振功能等問(wèn)題產(chǎn)生。
附著(zhù)強度
膠管的橡膠層應在冷、熱、油氣等苛刻環(huán)境下與增強層和內襯層保持良好的粘接,并具有一定的附著(zhù)強度,保證不出現脫層現象。附著(zhù)強度與橡膠本身特性和橡膠配方有關(guān),同時(shí)也與增強層的浸漬預處理方式、粘接劑的選用和粘接工藝過(guò)程密切相關(guān),應全面考慮周全。
硬度
橡膠應具有合適的硬度。硬度過(guò)高,膠管的剛度過(guò)大,無(wú)法起到減振作用,而且裝配困難、容易脫落;硬度過(guò)低,強度難以保證。
渦輪增壓膠管常用內襯橡膠——氟硅橡膠
由于渦輪增壓系統硅橡膠管內襯層直接接觸排放的廢氣等高溫有害氣體,因此要求內襯層橡膠耐高溫、耐潤滑油、耐燃油,并與硅橡膠有良好的粘接性和加工工藝性能。氟硅橡膠在保持硅橡膠的耐熱性、耐寒性、絕緣性和耐氣候老化性等優(yōu)異性能的基礎上,引入含氟基團,使其又具有一定的耐油性和耐酸堿性等氟橡膠的性能。氟硅橡膠與硅橡膠有良好的粘接性能,一般用于硅橡膠管的內襯層,阻隔系統中的油氣,以免侵蝕硅橡膠。
深圳市冠恒新材料科技有限公司研發(fā)了專(zhuān)門(mén)針對膠管的牌號R2000,下表是冠恒實(shí)驗室的R2000膠料近期實(shí)測數據。
指標 | 測試方法 | R2070試驗1 | R2070實(shí)驗2 | |
原始數據 | ||||
硬度 | ASTM D2240 | 70±5 | 70±5 | |
拉伸強度(MPA) | ASTM D412 | 9 | 9.5 | |
扯斷伸長(cháng)率% | ASTM D412 | 360 | 340 | |
撕裂強度(KN/m) | ASTM D624 | 26 | 27 | |
粘接剝離強度(KN/M) | ASTM D624 | 1.2 | 1.8 | |
指標 | 測試方法 | 耐熱性能(225°C×70h) | ||
硬度變化 | ASTM D2240 | -3 | -2 | |
拉伸強度變化% | ASTM D412 | -37.60% | -37.60% | |
伸長(cháng)率變化% | ASTM D412 | -33% | -34.80% | |
指標 | 測試方法 | 耐燃油C(常溫×70h) | ||
硬度變化 | ASTM D2240 | -14 | -15 | |
拉伸強度變化 | ASTM D412 | -50% | -47% | |
伸長(cháng)率變化 | ASTM D412 | -40% | -38.80% | |
體積變化率 | ASTM D471 | 21.10% | 21.90% |
冠恒公司在與專(zhuān)業(yè)膠管生產(chǎn)企業(yè)合作中,技術(shù)團隊也在持續調整、優(yōu)化膠料配方,希望能充分發(fā)揮材料的潛能,使渦輪增壓器膠管在干熱和熱油老化后保持最佳的物理性能。期待后期能有更出色的性能表現。